referat itm

20
In industria laptelui se utilizează: - Preparate enzimatice pentru coagularea laptelui la fabricarea branzeturilor sau pentru delactozarea laptelui; - Culturi starter de (bacterii, drojdii şi mucegaiuri ) utilizate la fabricarea produslor lactate acide: iaurturi, smantană, brânzeturi. Lizozimul din albuşul de ou. Lizozimul se utilizează în industria brânzeturilor, pentru împiedicarea dezvoltării bacteriilor sporulate aparţinând genului Clostridium şi în special Clostridium tirobutiricum care pot metaboliza acidul lactic pe care-l transformă în acid butiric şi cantităţi importante de CO 2 şi H 2 . În afară de gustul neplăcut produce şi o balonare a acestora, cu formare de găuri mari neregulate, care pot conduce chiar la “ruperea” brânzei. Prin adaos de lizozim se realizează liza celulei vegetative şi deci se împiedică dezvoltarea bacteriilor butirice în lapte. Dacă în lapte ajung spori de Cl. tirobutiricum aceştia rezistă la pasteurizare şi vor rămâne în coagul, deci vor produce balonarea târzie a brânzeturilor. Lizozimul împiedică însă dezvoltarea lactobacililor şi în special dezvoltarea lui Lb. helveticus folosit la fabricarea brânzei Şvaiţer, deci se împiedică acidifierea normală a laptelui (maturarea). Bacteriile propionice nu sunt inhibate de lizozim. β-Galactozidaaza (lactaza) este enzima capabilă să hidrolizeze lactoza cu formare de glucoză şi galactoză. Industrial se utilizează pentru: - Delactozarea produselor lactate destinate persoanelor cu insuficienţă( intoleranţă) la lactoză; - Delactozarea laptelui concentrat sau a laptelui praf; - Obţinerea de siropului de glucoză şi galactoză din lactoză din zer Glucozoxidaza care catalizează transformarea glucozei în acid gluconic s-a propus a fi utilizată ca antioxidant enzimatic în produsele bogate în grăsimi (unt, lapte parf cu grăsime). Practic însă la aceste produse se utilizează antioxidanţi chimici sau ambalare sub atmosferă de gaz inert (azot).

Upload: ioana-trandafir

Post on 23-Jun-2015

799 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: Referat ITM

In industria laptelui se utilizează:- Preparate enzimatice pentru coagularea laptelui la fabricarea branzeturilor sau pentru

delactozarea laptelui;- Culturi starter de (bacterii, drojdii şi mucegaiuri ) utilizate la fabricarea produslor lactate

acide: iaurturi, smantană, brânzeturi.

Lizozimul din albuşul de ou. Lizozimul se utilizează în industria brânzeturilor, pentru împiedicarea dezvoltării bacteriilor sporulate aparţinând genului Clostridium şi în special Clostridium tirobutiricum care pot metaboliza acidul lactic pe care-l transformă în acid butiric şi cantităţi importante de CO2 şi H2. În afară de gustul neplăcut produce şi o balonare a acestora, cu formare de găuri mari neregulate, care pot conduce chiar la “ruperea” brânzei.

Prin adaos de lizozim se realizează liza celulei vegetative şi deci se împiedică dezvoltarea bacteriilor butirice în lapte. Dacă în lapte ajung spori de Cl. tirobutiricum aceştia rezistă la pasteurizare şi vor rămâne în coagul, deci vor produce balonarea târzie a brânzeturilor.

Lizozimul împiedică însă dezvoltarea lactobacililor şi în special dezvoltarea lui Lb. helveticus folosit la fabricarea brânzei Şvaiţer, deci se împiedică acidifierea normală a laptelui (maturarea). Bacteriile propionice nu sunt inhibate de lizozim.

β-Galactozidaaza (lactaza) este enzima capabilă să hidrolizeze lactoza cu formare de glucoză şi galactoză. Industrial se utilizează pentru:

- Delactozarea produselor lactate destinate persoanelor cu insuficienţă( intoleranţă) la lactoză;

- Delactozarea laptelui concentrat sau a laptelui praf;- Obţinerea de siropului de glucoză şi galactoză din lactoză din zer

Glucozoxidaza care catalizează transformarea glucozei în acid gluconic s-a propus a fi utilizată ca antioxidant enzimatic în produsele bogate în grăsimi (unt, lapte parf cu grăsime). Practic însă la aceste produse se utilizează antioxidanţi chimici sau ambalare sub atmosferă de gaz inert (azot).

Acţiunea glucozoxidazei s-ar manifesta prin aceea că activează lactatperoxidaza (LPS) care utilizează oxigenul în vederea producerii de H2O2.

Catalaza se utilizează în combinaţie cu glucozoxidaza pentru a elimina excesul de H2O2

care rezultă la acţiunea glucozoxidazei sau singură pentru a elimina excesul de H2O2 adăugată direct în lapte în scop de conservare. Apa oxigenată reziduală (rămasă neconsumată) în condiţiile în care nu s-ar folosi şi catalaza ar modifica caracteristicile senzoriale ale laptelui precum şi valoarea nutriţională a proteinelor prin oxidarea metioninei.

Tratamentul laptelui cu H2O2 şi catalază se impune faţă de tratamentul termic (în unele ţări) în două cazuri:

când fermele nu dispun de echipament de răcire iar tratamentul termic (pasteurizarea) nu este fezabil din punct de vedere tehnic (se foloseşte ~ 2 ml H2O2 33% la 1 l lapte). Laptele ajuns în fabrică trebuie încălzit la 50C/30 min apoi răcit la 35C şi se adaugă catalaza( 20 mg/l).

când laptele este destinat fabricării brânzeturilor şi se doreşte să se păstreze enzimele proprii laptelui precum şi bacteriile lactice de contaminare, dar se doreşte să se distrugă cele de alterare, în special coliformi care sunt puţin rezistente la acţiunea H2O2. De remarcat că H2O2

Page 2: Referat ITM

nu contribuie la distrugerea totală a bacteriilor patogene (Microbacteriunm tuberculosis, Brucella abortus şi unele specii de Staphylococcus, precum şi bacteriile sporogene).

Superoxid dismutaza (SOD), împreună cu catalaza a fost propusă pentru inhibarea oxidării lipidelor prin faptul că realizează catalizarea dismutării anionului superoxidic (O2

) cu formare de apă oxigenată şi oxigen:

Apa oxigenată formată poate fi degradată de catalază în O2 şi H2O cu reducerea simultană a unei a doua molecule de H2O2 sau poate fi degradată de peroxidază la H2O în prezenţa unui donator de H2.

Preparate enzimatice folosite la coagularea laptelui. Coagularea enzimatică a laptelui s-a realizat la început exclusiv cu cheag, însă creşterea producţiei de brânzeturi pe plan mondial a pus problema unui înlocuitor pentru cheag. Întrucât coagularea laptelui este iniţiată prin scindarea legăturii peptidice dintre fenilanina 105 şi metionina 106 din k-cazeină, oricare endo-peptidază care este capabilă să producă această hidroliză este un înlocuitor potenţial pentru cheag (chimozina). Această proprietate hidrolitică-coagulantă nu este suficientă, fiind necesar ca preparatul enzimatic respectiv să aibă şi o activitate proteolitică nespecifică corespunzătoare, în sensul că trebuie evitată degradarea intensă a proteinelor la pH-ul natural al laptelui pentru a nu se distruge zonele de interacţiune pentru agregarea miceliilor.

Principalele preparate enzimatice de origine animală sunt cheagul şi pepsina.Cheagul - preparat enzimatic din stomacul glandular de viţel, miel, ied sacrificaţi în

perioada de alăptare. Se mai numeşte pressure, rennet. Preparatul cheag are ca principiu activ chimozina, însă conţine şi ceva pepsină, raportul masă chimozină activă/masă pepsină activă > 1,38.

Cheagul industrial se obţine sub formă lichidă sau pulbere.La folosirea cheagului în soluţie apoasă trebuie avut în vedere că acesta îşi pierde

din activitate dacă : concentraţia enzimei în soluţie este mică ; este prezentă lumina solară sau chiar lumina din încăperi; soluţia este puternic agitată cu formare de spumă ; temperatura depăşeşte 60 C ; soluţia are pH 6,6 ÷ 7,4.

Stabilitatea enzimei este bună între pH 5,0 şi 6,0.Pepsina este un preparat enzimatic care se obţine din mucoasa roşie a

stomacelor de vită şi mai ales porc, unde se găseşte sub formă inactivă de pepsinogen. Trecerea sub formă activă are loc sub influenţa HCl folosit la extracţia enzimei din mucoasa stomacală roşie. Preparatul mai conţine şi chimozină, raportul masă chimozină activă/masă pepsină activă > 0,154.

Pepsina coagulează bine numai laptele acidifiat la pH 6,6. În comparaţie cu cheagul are o activitate proteolitică mai mare putând conduce la defecte de gust (gust amar). Se obţine sub formă de pepsină praf tip L (putere de coagulare 1:50000 sau 1:

+ O2+ 2H+-2O2 H2O2

Page 3: Referat ITM

120.000). Pepsina praf are 3% apă, maximum 40% (pt. 1:120000) - 58%(1:50000) NaCl şi maximum 3,5% lipide.

Preparatele enzimatice fungice se prezintă sub formă de pulberi fine, omogene, alb-gălbui, solubile în apă, însă ca acţiune sunt inferioare enzimelor coagulante de origine animală, în principal cheag.

La folosirea preparatelor enzimatice fungice trebuie să avem în vedere următoarele:

creşterea temperaturii de coagulare peste 30 C influenţează pozitiv coagularea (deci trebuie să se ţină seama de sortimentele de brânză cu temperatura de coagulare a laptelui 30 C);

aciditatea laptelui 20 T influenţează negativ acţiunea enzimelor; coagulul obţinut are o durată mai lungă de întărire, consistenţa mai moale, ceea

ce favorizează pierderi de substanţă uscată în zer. Se impune prelungirea duratei de coagulare şi prelucrare a coagulului cu 10 - 15 min, respectiv creşterea acidităţii laptelui supus închegării şi creşterea temperaturii acestuia;

activitatea proteolitică a enzimelor fungice este mai mare decât a cheagului, în special asupra proteinelor serice, ceea ce înseamnă pierderi de proteine în zer.

Preparatele enzimatice de origine bacteriană au o utilizare mai limitată din următoarele motive:

- au activitate proteolitică mai mare şi din această cauză produc defecte la brânzeturi ;

- coagulul obţinut este moale, iar pierderile de cazeină şi grăsime în zer sunt mai mari.

Coagularea lapteluiÎnchegarea laptelui (coagularea) este operaţia de bază la fabricarea brânzeturilor,

deoarece se separă cazeina.Coagularea laptelui poate fi realizată :- cu ajutorul acizilor, în care caz se modifică starea coloidală a cazeinei, în sensul

că, odată cu scăderea pH-ului şi trecerea unei părţi din calciul legat de cazeină sub formă de sare de calciu în zer, are loc destabilizarea miceliilor de cazeină care precipită sub formă de acid cazeinic:

Coagulul obţinut este moale, cu conţinut redus de calciu şi aciditate ridicată. Coagularea acidă este aplicată la fabricarea brânzei de vaci, în care caz închegarea (coagularea) are loc sub acţiunea acidului lactic rezultat prin fermentarea lactozei de către bacteriile lactice.

- coagularea cu ajutorul enzimelor coagulante, în care caz procesul este reprezentat schematic astfel :

Cazeina (COO

(COOCa)n+ 2n HCl Cazeinã

COOH

COOH+ n CaCl2

Page 4: Referat ITM

Pentru înţelegerea procesului de închegare (coagulare) este necesar să se cunoască proprietăţile miceliilor de cazeină şi mecanismul intim al coagulării laptelui.

Proprietăţile miceliilor de cazeină. Miceliile de cazeină au diametrul cuprins între 30 - 300 nm (media 150 nm) şi concentraţia lor în lapte este de 10 12 micelii/ml lapte. Miceliile în ansamblul lor sunt puternic hidratate (3,5 - 3,7 g H2O/g proteină). Miceliile de cazeină sunt formate din subunităţi de cazeină, agregate în submicelii.

Fiecare submicelă este formată din S1-, S2-, - şi k-cazeină în raport 4:1:4:1.k-Cazeina se găseşte la suprafaţa submiceliilor care sunt legate între ele prin

intermediul fosfaţilor de calciu coloidal. k-Cazeina are caracter amfipatic având o parte hidrofobică care reprezintă 2/3 din k-cazeină. Această parte hidrofobică este legată prin intermediul H2N-terminal de S1 -, S2 - şi - cazeină precum şi cu fosfatul de calciu. Cealaltă parte a k-cazeinei (1/3 din k-cazeină) are o grupare C-terminală şi este hidrofilică-anionică. Această parte a k-cazeinei, orientată la exteriorul submiceliului, prezintă numeroase grupări hidrofilice datorită glucidului din structura acestei părţi a k-cazeinei. Cele două părţi componente ale k-cazeinei sunt unite prin legătura peptidică fenilalanina 105 - metionina 106. Datorită structurii menţionate, miceliile de cazeină nu se pot asocia între ele deoarece :

- protuberanţele hidrofilice - anionice dau miceliilor în ansamblul lor o încărcare electrică negativă cu un potenţial de -10...-20 mV. Datorită repulsiei electrostatice dintre două micelii încărcate negativ este anulată atracţia, ele rămânând dispersate în plasma laptelui ;

- protuberanţele hidrofilice ale miceliilor nu pot să se interpenetreze şi deci şi din acest motiv agregarea micelară nu este posibilă.

Structura unui miceliu de cazeină este arătată în fig. 13.4

Cazeinã + enzimã coagulantã Paracazeinã

Paracazeinã + sãruri de calciu solubile Paracazeinat de calciu (insolubil)

Page 5: Referat ITM

Figura 13.4. Structura miceliilor de cazeinăa-vedere în spaţiu; b-structură schematizatăMecanismul intim al coagulării laptelui. În procesul de coagulare a laptelui s-au pus în evidenţă două faze : reacţia primară, specifică, respectiv faza enzimatică în care se eliberează 1,5 ÷ 2%

azot solubil în TCA 12%. Coeficientul de temperatură Q10 = 3, reacţia producându-se cu o viteză apreciabilă chiar la 0C. Această fază este independentă de ionii de Ca2+. În această fază, legătura peptidică Phe 105 - Met 106 este scindată de enzima coagulantă punându-se în libertate partea hidrofilică anionică-glicomacropeptid cu masa moleculară 6754 şi care conţine 64 resturi aminoacidice. Acest glicomacropeptid trece în plasma laptelui. Ceea ce rămâne ataşat la S1-, S2- şi -cazeină este partea hidrofobică a k-cazeinei insolubile şi care este denumită para-k-cazeină ;

faza de coagulare propriu-zisă este neenzimatică şi care constă în asocierea miceliilor de cazeină destabilizate prin scindarea glicomacropeptidei din k-cazeină. De fapt, agregarea miceliilor de cazeină începe atunci când aproape 80% din k-cazeină este hidrolizată. Prin îndepărtarea glicomacropeptidei, potenţialul electric al miceliilor de cazeină scade de la -10...-20 mV la -5...-7 mV, respingerea electrostatică este anulată, iar miceliile formează iniţial structuri de lanţuri care apoi se agregă într-o reţea tridimensională (de gel) care înglobează globulele de grăsime (dacă acestea sunt prezente) şi faza apoasă a laptelui.

Agregarea implică interacţiuni Van der Waals, hidrofobice şi electrostatice. Adausul de CaCl2 favorizează fuzionarea miceliilor prin formarea de legături dintre grupările fosforil ale -cazeinei şi Ca2+. Tăria gelului este determinată de numărul acestor legături şi este corelată cu randamentul în brânză şi calitatea acesteia. Coagularea propriu-zisă este dependentă de temperatură, coeficientul de temperatură Q10 = 1,3 - 1,6 C. Coagularea propriu-zisă nu are loc la 15 C, chiar dacă k-cazeina a fost scindată complet. Reprezentarea schematică a coagulării laptelui este arătată în figura de mai jos:

Page 6: Referat ITM

Reprezentarea schematică a coagulării laptelui - faza enzimaticăFactorii care influenţează coagularea laptelui. Coagularea enzimatică a laptelui cu

cheag (chimozina) este influenţată de mai mulţi factori, care sunt prezentaţi în cele ce urmează: temperatura la care are loc acţiunea cheagului, optimul de temperatură fiind 40 ÷

41 C. În practică, temperatura de coagulare variază între 25 ÷ 42 C, în funcţie de sortiment. În funcţie de temperatura de coagulare se stabileşte şi durata coagulării (tabelul 13.1). De regulă, temperatura de închegare în cazul brânzeturilor moi este mai scăzută, pentru a avea un grad mai redus de deshidratare a coagulului. Coagularea laptelui pentru brânzeturile tari se face la o temperatură mai ridicată şi având în vedere şi încălzirea a II-a, se realizează o deshidratare mai avansată a coagulului, brânzeturile finite având un conţinut mai mic de umiditate.

Temperatura de coagulare poate fi mai ridicată pentru un anumit sortiment de brânză dacă laptele a fost insuficient maturat, aciditatea este mai redusă şi conţinutul de grăsime mai mare;

cantitatea de săruri de calciu influenţează durata coagulării dar şi calitatea coagulului. La un nivel scăzut de săruri de calciu se măreşte durata coagulării, iar coagulul are consistenţa moale. Durata coagulării scade şi mai mult iar tăria coagulului se măreşte şi mai mult dacă se adaugă şi fosfat monosodic (50 - 70 g/100 l lapte);

gradul de aciditate al laptelui, influenţează coagularea în sensul că viteza de coagulare creşte odată cu creşterea redusă a acidităţii. Activitatea optimă a cheagului este la pH 6,0 - 6,4 (media 6,2);

cantitatea de enzimă coagulantă determină viteza coagulării, atunci când concentraţia de enzimă este în anumite limite;

Page 7: Referat ITM

compoziţia chimică a laptelui, respectiv un conţinut mai mare de substanţă uscată, determină o cantitate mai mare de enzimă coagulantă pentru a obţine coagularea în timpul dorit şi o consistenţă normală a coagulului;

tratamentul termic preliminar al laptelui conduce la prelungirea duratei de coagulare datorită :

- reducerii concentraţiei de calciu, fosfor şi citraţi solubili (precipitarea în principal a sărurilor de calciu) ;

- dezagregării miceliilor de cazeină ;- formarea complexului k-cazeină/-lactoglobulină mai puţin sensibil la cheag;- depunerea proteinelor serice denaturate pe miceliile de cazeină ;- eliminarea CO2 care conduce la scăderea pH-ului.Păstrarea la rece a laptelui pasteurizat modifică echilibrul dintre cazeina micelară

şi solubilă, în sensul micşorării dimensiunilor miceliilor de cazeină, ceea ce prelungeşte durata coagulării, coagulul obţinut fiind moale;

omogenizarea laptelui scurtează durata de coagulare a laptelui, deoarece la omogenizare are loc o creştere a gradului de agregare a particulelor de cazeină. Omogenizarea mai are şi următoarele efecte pozitive: se reduce conţinutul de grăsime în zer şi se îmbunătăţeşte consumul specific; se împiedică transudarea grăsimii din brânză în timpul maturării, mai ales la brânzeturile care se maturează la temperaturi mai ridicate (Emmental, Trapist, Olanda, Caşcaval).

Puterea de coagulare, necesarul de cheag, pregătirea soluţiei de enzimă coagulantă

Puterea de coagulare se exprimă prin cantitatea de lapte (în volume) ce poate fi coagulată de o cantitate de enzimă în soluţie (volume) la temperatura de 35 C în 40 min (2400 s) :

în care : P - este puterea de coagulare ;E - volumul de enzimă (în soluţie), în l ;V - volumul de lapte coagulat, în l ;T - timpul de coagulare, în secunde.

Puterea de coagulare este înscrisă pe eticheta produsului (lichid sau pulbere).Practic, norma de consum de enzimă coagulantă este mai mare deoarece durata

de coagulare este uneori mai mică de 40 min iar temperatura sub 35 C.Cantitatea de cheag necesară coagulării se stabileşte cu relaţia :

în care :C - este cantitatea necesară de enzimă lichidă sau soluţie de enzimă praf, în l ;

L - cantitatea de lapte ce trebuie coagulată, în l ; S - timpul necesar pentru coagularea probei, în s ; T - timpul de coagulare al laptelui, în min.

Exemplu :L = 1000 l; S = 22 s ; T = 35 min. În acest caz, C = (1000. 22)/(600.35) = 1,04 l cheag

Page 8: Referat ITM

Întrucât, în formula anterioară, timpul în care a avut loc coagularea probei se consideră din momentul introducerii soluţiei de cheag în paharul cu probă şi până în momentul formării coagulului (coagul gata pentru prelucrare) s-a modificat relaţia, considerându-se ca timpul de coagulare să fie din momentul introducerii enzimei coagulante şi până în momentul apariţiei primelor flocoane de coagul (timp de floculare):

în care : C - este cantitatea de enzimă, în ml ;L - cantitatea de lapte, în l ;t1 - timpul de floculare, în minute sau secunde ;t2 - timpul de coagulare dorit, în minute sau secunde.

Pregătirea soluţiei de enzimă trebuie să se facă cu 1/2 ore înainte de folosire. În cazul folosirii cheagului praf, pentru solubilizare se foloseşte fie apă fiartă şi răcită la 30 - 35 C, adăugându-se la 1 l apă şi o lingură de sare, fie zer dezalbuminizat cu aciditate 80 - 120 T şi temperatura de 30 - 35 C.

În apa respectivă sau zer se solubilizează 1 g cheag/l. Soluţia de cheag astfel pregătită poate fi păstrată la 10 C, timp de 2 - 3 ore, în cazul soluţiei apoase de cheag şi maxim 24 ore în cazul soluţiei de enzimă preparată cu zer dezalbuminizat.

Cheagul soluţie se adaugă după ce s-au introdus în laptele prelucrat:- clorura de calciu, dacă laptele a fost pasteurizat ;- cultura de producţie de bacterii lactice, spori de mucegai, bacterii propionice, în

funcţie de sortiment ;- coloranţii naturali, la unele sortimente ;- alte substanţe corective (azotat de potasiu, acid lactic etc.).

Soluţia de cheag se adaugă în jet subţire pe toată suprafaţa laptelui, care se amestecă bine timp de 4 min pentru repartizarea uniformă a enzimei coagulante.

Biotehnologia fabricării brânzeturilor cuprinde următoarele operaţii: controlul laptelui materie primă; curăţirea laptelui; normalizarea laptelui; pasteurizarea laptelui; însămânţarea laptelui cu culturi lactice, adaos de CaCl2 şi maturarea acestuia; închegarea laptelui (coagularea); prelucrarea coagulului; formarea şi presarea brânzeturilor; sărarea brânzeturilor; maturarea brânzeturilor, depozitarea şi condiţionarea brânzeturilor.

Dintre operaţiile menţionate cele cu caracter foarte pronunţat biotehnologic sunt următoarele:

Însămânţarea laptelui cu culturi lactice, adausul de CaCl2 şi maturarea acestuiaPrin pasteurizarea laptelui, microflora naturală a acestuia este distrusă, fiind necesară

o însămânţare a laptelui cu culturi de producţie specifice sortimentului de brânză ce se fabrică. Culturile starter de producţie sunt obţinute din cultura selecţionată sub formă lichidă sau liofilizată, prin pasaje succesive :

cultură selecţionată cultură primară cultură secundară cultură de producţie

Page 9: Referat ITM

Microorganismele utilizate în culturile starter de producţie, la fabricarea brânzeturilor sunt mezofile sau termofile. Dintre cele mezofile (optimum de temperatură de dezvoltare 15 - 40C) se folosesc cele homofermentative: Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris (produc acid lactic L+); heterofermentative: Lactococcus lactis subsp. lactis biov. diacetilactis (produce acid lactic L+) şi Leuconostoc cremoris (produce acid lactic L+).

Speciile termofile frecvent utilizate (temperatura optimă 30 - 50C) sunt următoarele : Streptococcus salivarius subsp. thermophilus (produce acid lactic L+), Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus (produce acid lactic L-) şi Lactobacillus helveticus (produce acid lactic DL).

Aceste culturi sunt utilizate în industria brânzeturilor pentru realizarea următoarelor deziderate :

- producţia de acid lactic din lactoză în vederea scăderii pH-ului. Aciditatea finală atinsă va depinde de specia folosită, cantitatea de cultură adăugată şi condiţiile de termostatare (temperatură, timp).

Cu cât pH-ul brânzei este mai scăzut cu atât mai mult acid lactic rămâne nedisociat şi acţionează ca un conservant. Bacteriile lactice cresc bine în condiţii de microaerofilie şi în timpul dezvoltării lor scad potenţialul redox şi deci, împiedică dezvoltarea bacteriilor aerobe de alterare;

- reglarea sinerezei coagulului prin aciditatea produsă de culturile starter în funcţie de parametrii închegării laptelui;

- producerea de aromă (diacetil şi acetoină) precum şi CO2 din citrat care contribuie la realizarea unei structuri “deschise” şi formarea de ochiuri mici de fermentare pentru anumite brânzeturi. Acest deziderat este realizat în principal de bacteriile lactice heterofermentative. Acidul lactic intervine şi el în gustul brânzei şi, în plus, prin efectul asupra pH-ului intervine în determinarea texturii, consistenţei, elasticităţii şi capacităţii de feliere a brânzei respective;

- producerea de proteinaze şi peptidaze cu rol în maturarea brânzeturilor.Pentru anumite brânzeturi (Emmental) se utilizează şi Propionibacterium shermanii,

care fermentează acidul lactic cu producere de acid propionic, acid acetic şi CO 2 care provoacă “desenul” brânzei (ochiuri mari). Pentru brânzeturile de tip Limburger se utilizează Brevibacterium linens care contribuie la maturarea de suprafaţă a brânzei şi formează colonii roşii-orange.

Sporii mucegaiului Penicillium roqueforti se utilizează la fabricarea brânzeturilor cu mucegai în pastă (Roquefort, Stilton) iar sporii de Penicillium camemberti se utilizează pentru maturarea de suprafaţă a brânzeturilor de tip Camembert, Brie etc.

Microflora variază numeric în timp. Astfel, dacă în brânza iniţială se găsesc între 10 6

– 107 celule formatoare de colonii/g, pe măsură ce maturarea progresează numărul bacteriilor lactice se reduce, în funcţie de brânză şi, în principal, în dependenţă de gradul de eliminare al lactozei, de nivelul de NaCl din brânză şi/sau gradul de autoliză al bacteriilor lactice. Activitatea bacteriilor lactice este inhibată când nivelul de NaCl în apa conţinută de brânză este mai mare de 5%.

Cultura starter de bacterii lactice se foloseşte după o prealabilă păstrare la frig ( 10C) de cel puţin 5 – 6 ore în intervalul maxim de 48 de ore de la preparare.

Page 10: Referat ITM

Proporţia de cultură starter de producţie adăugată laptelui destinat fabricării brânzeturilor depinde de: calitatea laptelui, felul brânzei, activitatea bacteriilor lactice, anotimp.

Cultura starter de producţie se foloseşte atâta timp cât nu prezintă semne de degradare : întârziere în coagulare, aciditate scăzută, lipsă de aromă specifică, impurificare cu alte microorganisme.

Adaosul de CaCl2 în laptele supus maturării este necesară din următoarele motive:- restabilirea echilibrului în săruri de calciu pentru a îmbunătăţi coagulabilitatea

laptelui pasteurizat ;- îmbunătăţirea consumului specific, ca rezultat al obţinerii unui coagul mai ferm şi

reducerea tendinţei de prăfuire a acestuia în timpul prelucrării coagulului în cazan ;- evitarea defectelor de structură a bobului şi a caşului, legate de prelucrarea unui

coagul moale, cu slabă putere de contractare şi cu o slabă sinereză.Cantitatea de CaCl2 adăugată este de 10 - 30 g CaCl2/100 l, în funcţie de tipul de

pasteurizare aplicată şi de anotimp. Clorura de calciu se adaugă sub formă de soluţie 40% (50 ml/100 l lapte). Trebuie avut în vedere că la adaos de CaCl2 creşte aciditatea laptelui cu circa 1 T la un adaos de 50 ml CaCl2/100 l lapte.

În ceea ce priveşte maturarea laptelui înainte de coagulare, aceasta este necesară din următoarele motive :

- mărirea capacităţii de hidratare a proteinelor, afectate de pasteurizare ;- întărirea globulelor de grăsime ;- creşterea uşoară a acidităţii laptelui prin fermentarea parţială a lactozei în acid

lactic, aciditate care împiedică dezvoltarea bacteriilor gazogene ;- modificarea stării sărurilor minerale ;- eliminarea gazelor din lapte.Poate fi maturat laptele crud sau laptele pasteurizat. Laptele crud poate fi maturat

natural (12 ore la 15 C) în zona de munte unde încărcătura microbiologică a laptelui este redusă. Laptele crud poate fi maturat şi prin adaus de cultură de producţie în proporţie de 0,01% cu păstrare la 14÷16 C, timp de 12 ore.

Maturarea brânzeturilor.După sărare, "brânza crudă" trece la maturare, care este un proces complex

corespunzând transformărilor enzimatice ale componenţilor coagulului. Reacţiile biochimice care au loc la maturare conferă brânzei caracteristici cu totul noi, pasta devenind mai moale, mai onctuoasă, cu gust şi miros plăcut. Sub raport tehnologic, procesul de maturare cuprinde trei faze :

prematurarea (impropriu denumită prefermentare) când are loc acidifierea pastei prin transformarea lactozei în acid lactic, o slabă degradare a cazeinei şi formarea găurilor specifice la anumite brânzeturi, prin acţiunea bacteriilor propionice ;

maturarea propriu-zisă (impropriu denumită fermentarea principală), în care au loc transformările biochimice cele mai importante, substraturile cele mai implicate fiind proteinele şi lipidele ;

maturarea finală (impropriu denumită fermentarea finală), cunoscută sub denumirea de "affinage", în care se continuă transformările biochimice dar cu o viteză mai redusă şi în care se definitivează aroma (gust şi miros) specifică brânzei respective.

Page 11: Referat ITM

Activitatea enzimelor implicate în maturare este influenţată de : compoziţia brânzei crude; structura miceliilor de cazeină şi a grăsimii; umiditatea brânzei; pH-ul brânzei; temperatura de maturare; potenţialul redox al brânzei; conţinutul de NaCl din brânză. Enzimele implicate în maturare sunt cele proteolitice şi lipolitice, cu specificaţia că, imediat după adăugarea culturilor lactice are loc transformarea lactozei în acid lactic. Consecinţa acumulării de acid lactic este scăderea pH-ului care trebuie să fie la 24 ore diferit în funcţie de felul brânzei :

- brânzeturi cu pH 5 şi peste 5 (brânzeturi cu încălzirea a doua la temperaturi ridicate);

- pH 5 şi sub 5 (în această grupă intră brânzeturile moi, Cheddar şi brânzeturile la fermentarea cărora participă mucegaiurile.

pH-ul nu trebuie să depăşească valoarea de 5,3, deoarece maturarea ar decurge prea repede (proteoliza accelerată).

În orice caz, acumularea de acid lactic este mai rapidă la brânzeturile tari şi semitari în comparaţie cu cele moi, dar nivelul final de acid lactic este mai scăzut decât la brânzeturile moi pentru că o parte din lactoză se îndepărtează la încălzirea a doua şi la presarea coagulului trecând în zer. Având în vedere că acidul lactic format se combină cu calciul din paracazeinat, rezultă că la brânzeturile tari se păstrează în brânză o cantitate mai mare de calciu sub formă de paracazeinat de Ca decât la brânzeturile moi.

Consecinţele acumulării de acid lactic sunt următoarele : inhibarea dezvoltării microorganismelor de alterare şi producătoare de gaze ; favorizează dezvoltarea microorganismelor consumatoare de acizi ; influenţează consistenţa şi structura pastei, la pH optim rezultând o pastă fină,

moale, gălbuie, iar la pH ridicat o pastă tare, cauciucoasă, albă şi chiar sfărâmicioasă ; acidul lactic este el însăşi un component de aromă (gust) sau precursor de

aromă, putând fi substrat pentru bacteriile propionice care-l transformă în acid propionic, acid acetic şi acid carbonic (CO2 + H2O).

În timpul maturării pH-ul creşte ajungând :5,5 - 5,7 la brânzeturile cu pastă tare ;5,8 - 6,6 la brânzeturile cu mucegai ;5,2 - 5,5 la brânzeturile cu pastă moale.

Degradarea proteinelor în timpul maturării. Enzimele care acţionează asupra proteinelor, deci implicate în maturare (care au rămas în coagul) sunt :

proteaza alcalină care aparţine grupului serin-proteazelor şi care prezintă activitate de tip tripsinic. Are o activitate optimă la 37 C şi pH 7,5 … 8,0. Degradează preferenţial -cazeina în 1, 2, 3-cazeina, dar şi proteazo-peptonele. Degradează şi S2 - cazeina. k-Cazeina este rezistentă la proteoliză. Proteinele serice nu sunt afectate. Proteaza alcalină este selectiv termorezistentă (este inactivată la 142 C/16 s). Activitatea sa este influenţată de pH, concentraţia de NaCl, temperatura de maturare şi umiditatea brânzei. Importanţa proteazei alcaline este mare la brânzeturile cu mucegai de suprafaţă (Camembert) şi la brânzeturile cu pastă presată şi maturare lentă;

Page 12: Referat ITM

proteaza acidă are activitate optimă la pH 3,5 - 4,0 şi temperatura de 50 C. Acţionează preferenţial asupra S1 -cazeinei, activitatea fiind comparabilă cu cea a chimozinei ;

proteazele şi peptidazele extra- şi intracelulare elaborate de microorganismele utilizate în culturile de producţie (maiele).

Enzimele implicate în degradarea lipidelor în timpul maturării brânzeturilor pot fi : lipoprotein-lipaza proprie laptelui. Enzima are temperatura de acţiune optimă la 30-

37 C şi pH optim la 8 – 9 preparate enzimatice intenţionat adăugate, cum ar fi : lipaze secretate de mucegaiurile folosite la fabricarea unor brânzeturi care pot

produce prin -oxidare şi metil-cetone (P. roqueforti, P. camemberti) ; lipazele elaborate de unele specii de lactobacili din culturile adăugate în laptele

destinat fabricării brânzeturilor ; lipazele produse de drojdiile care se dezvoltă la suprafaţa unor brânzeturi ; lipazele şi esterazele bacteriilor psihotrope în măsura în care acestea sunt

prezente în brânză.Consecinţa lipolizei trigliceridelor (în principal) este acumularea de acizi graşi liberi

care intervin în principal ca atare la creşterea acidităţii brânzei dar şi la aroma acesteia, mai ales la brânzeturile moi unde maturarea are loc şi sub influenţa mucegaiurilor pentru care acizii graşi liberi reprezintă substrat în -oxidare în care se formează metil-cetone, iar prin reducerea metil-cetonelor se formează şi alcooli secundari. Dacă luăm în considerare o pasteurizare eficientă a laptelui, la maturarea brânzeturilor (sub aspect proteolitic şi lipolitic) participă :

- enzimele elaborate de culturile starter de bacterii lactice folosite la maturarea laptelui ;

- enzima (enzimele) coagulantă(e) rămasă(e) în coagul ;- enzimele secretate de microflora care infectează laptele postpasteurizare, respectiv

coagulul în diferite etape de prelucrare a acestuia.În plus, pentru anumite tipuri de brânzeturi trebuie să avem în vedere :- activitatea proteolitică şi lipolitică a unor mucegaiuri utilizate în pastă şi la

suprafaţă ;- activitatea proteolitică şi lipolitică a Bacterium lineus ;- activitatea proteolitică şi lipolitică a Propionibacterium shermanii;- activitatea proteolitică şi lipolitică a unor drojdii de suprafaţă.În mod voit pentru accelerarea maturării unor brânzeturi se utilizează preparate

enzimatice lipazice şi esterazice.

PRODUSE LACTATE ACIDE Produsele lactate acide sunt acele produse lactate care se obţin prin fermentarea lactozei

din lapte cu ajutorul culturilor starter de bacterii lactice.În realizarea unor produse lactate acide-dietetice de calitate se impun următoarele: folosirea unor materii prime (lapte de vacă, de oaie, de bivoliţă) de înaltă calitate sub

aspectul compoziţiei, caracteristicilor senzoriale şi al gradului de contaminare;

Page 13: Referat ITM

respectarea tehnologiei de obţinere atât a culturilor starter de producţie cât şi a produselor lactate acide.

Produsele lactate acide cuprind diferite sortimente de iaurt, lapte bătut, lapte acidofil şi chefirul. La obţinerea produselor lactate acide de o egală importanţă este atât prepararea culturilor starter de producţie, cât şi fabricarea propriu-zisă a produselor.

Fermentaţia lactică constă în transformarea glucozei în acid lactic, sub acţiunea bacteriilor lactice. Bacteriile lactice sunt de două tipuri:

1. bacterii lactice adevărate (genul Termobacterium din care fac parte Bact. Lactis, Bact. Helveticum, Bact. Casei, Bact. Yoghurti, Bact.Delbrűcki – cu temperatura de 300C);

2. bacterii lactice false (Bact. Aerogenes etc.) producătoare şi de gaze (bioxid de carbon şi

hidrogen), care degradează produsele.Fermentaţia lactică stă la baza obţinerii produselor lactice dietetice, a

metodei de conservareprin murare. Devine un factor negativ în păstrarea unor produse

alimentare, ca laptele proaspăt.Produsele lactice acide nu se pot păstra vreme îndelungată, deoarece

mediul acid este favorabil pentru unele drojdii şi mucegaiuri care consumă acidul lactic. Modificându-se astfel reacţia mediului în sens alcalin, începe dezvoltarea microflorei de putrefacţie.

Fermentaţia lactică a produselor lactate este un procedeu utilizat pe scară largă pentru diversificarea producţiei, mărirea stabilităţii şi realizarea unor calităţi senzoriale noi. Fermentaţia lactică influenţează pozitiv valoarea nutritivă, în primul rând datorită creşterii procentului de vitamine. Enzimele prezente în culturile de bacterii lactice provoacă o predigerare a proteinelor, lipidelor şi a glucidelor mărind astfel gradul de asimilare.

Valoarea biologică a proteinelor din lapte creşte prin fermentaţie deoarece majoritatea culturilor de bacterii lactice au capacitatea de a sintetiza vitamine din grupa B. Se remarcă faptul că laptele care în mod normal este hipercolesteroliant prin fermentaţie lactică are acţiune hipocolesteroliantă.

Produsele lactate acide au efect terapeutic ca urmare a inhibării microorganismelor de putrefacţie din tractul digestiv. Produsele lactate fermentate lactic au o digestibilitate mai mare a particulelor care în urma precipitării în mediul acid formează un coagul uşor hidrolizabil de către enzime digestive. Cantitatea de aminoacizi liberi este de aproximativ 7 – 11 ori mai mare în produse lactate acide decât în laptele integral. Cantitatea de grăsime a produselor fermentate este asemănătoare cu a laptelui din care provine. Se remarcă un conţinut ridicat de fosfolipide (sfingomielină /şi fosfatidil colina). Procentul de acizi graşi nesaturaţi rămâne neschimbat şi nu se modifică nici raportul dintre acizi nesaturaţi şi cei saturaţi. Lactoza este consumată parţial sau total ceea ce în anumite cazuri, în special pentru persoanele cu deficit de lactoză are un efect favorabil, produsul putând fi consumat şi de aceştia. Acidul lactic format participă la formarea gustului specific al produselor şi are şi alte implicaţii (măreşte

Page 14: Referat ITM

aciditatea intestinală, intensifică activitatea pepsinei, activează secreţia enzimelor digestive şi stimulează acţiunea acestora).

Acidul lactic are un efect de inhibare a microflorei intestinale dăunătoare şi previne apariţia unor procese fermentative nedorite. Suplimentar, el măreşte asimilarea fosforului şi calciului, fosfaţii dibazici trec în fosfaţi monobazici. În timpul fermentării laptelui conţinutul în unele vitamine se ridică ca urmare a sintetizării lor de către microorganisme.

Produsele lactate acide prezintă importanţă din punct de vedere terapeutic în special în alimentaţia copiilor şi bătrânilor. Procesul de conservare prin fermentare lactică este aplicat şi în prelucrarea legumelor sau influenţând compoziţia chimică şi valoarea nutritivă.

Conţinutul de substanţe nutritive se micşorează cu aproximativ 50% ca urmare a fermentaţiei lactice, în special a fermentării glucidelor. Acidul ascorbic îşi reduce concentraţia (în cazul castraveţilor muraţi de la 12 mg % - 3,5 mg %) pierderile fiind cu atât mai mari cu cât se prelungeşte durata de păstrare. Opărirea castraveţilor timp de 10-15 secunde înainte de murare conduce la o mai bună păstrare a vitaminei C. În cazul verzei, transformarea glucidelor în acid lactic este influenţată de temperatura la care are loc procesul de fermentare. Vitamina C se păstrează foarte bine în varza murată în condiţiile unei fermentaţii corecte (90% din cantitatea iniţială). Sarea are un rol determinant în reglarea proceselor biochimice. La concentraţii mici de sare se favorizează fermentaţia heterofermentativă care provoacă o creştere a acizilor volatili şi apariţia unor produse secundare cu influenţe negative asupra calităţii senzoriale. Varza murată conţine o cantitate apreciabilă de vitamine din grupa B.