BRÂNZA PROASPĂTĂ – ALIMENT PROBIOTIC

CAPITOLUL 1

BRÂNZA PROASPĂTĂ – ALIMENT PROBIOTIC

Caracteristici generale

Proprietăți organoleptice ( STAS 3664-84 )*

Proprietăți fizice și chimice ( STAS 3664-84 )*

Defectele brânzei proaspete de vaci

Tehnologia fabricării brânzeturilor proaspete

1.4.1. Selecționarea laptelui

Depozitarea laptelui

1.4.3. Laptele – materie primă pentru coagularea brânzeturilor

1.4.3.1. Defectele laptelui

1.4.4. Recepția calitativă

1.4.5. Recepția cantitativă

1.4.6. Filtrarea și curățirea laptelui

1.4.7. Standardizarea compoziṭiei laptelui

1.4.8. Omogenizarea laptelui

1.4.9. Pasteurizarea laptelui

1.4.10. Coagularea laptelui în fabricarea brânzeturilor

1.4.11. Deshidratarea coagulului

Probioticele

CAPITOLUL 2 – MATERIALE ȘI METODE

2.1. Materiale

2.2. Echipamente

2.3. ANALIZE FIZICO-CHIMICE

2.3.1. Determinarea acidității brânzeturilor

2.3.2. Determinarea conținutului în grăsime (metoda butirometrică)

2.3.3. Determinarea valorii pH-ului

2.3.4. Determinarea variației activității apei (aw).

2.3.5. Determinarea azotului solubil prin metoda Kjeldahl. [NUME_REDACTAT] Velp

2.4. ANALIZA SENZORIALĂ

2.4.1. Analiza statistică – Metoda ANOVA

2.5. Analize microbiologice

2.6. Analiza reologică

CAPITOLUL 3

3. 1. Schema tehnologică de obținere a brânzei de tip aperitiv cu probiotice

3.2. Descrierea procesului tehnologic :

3.3. Rezultate și interpretări

3.3.1. Rezultate analiza tehnologică

3.3.2. Rezultate analize fizico-chimice

3.3.2.1. Determinarea acidității

3.3.2.2. Determinarea pH-ului

3.3.2.3. Determinarea activității apei

3.3.2.4. Determinarea conținutului de grăsime

3.3.2.5. Determinarea azotului total prin metoda Kjeldahl

3.3.3. Rezultate analiza senzorială

3.3.3.1. Rezulatate analiza statistică

3.3.4. Rezultate analiza microbiologică

3.3.5. Rezultate analiza reologică

CAPITOLUL 4

70 pagini

=== l ===

CAPITOLUL 1

BRÂNZA PROASPĂTĂ – ALIMENT PROBIOTIC

Caracteristici generale

Brânza proaspătă de vacă face parte din grupa brânzeturilor moi, ce se caracterizează printr-o pastă fină, consistentă, cremoasă și gust acrișor de fermentație lactică, iar ca un element caracteristic al tehnologiei de fabricație a produsului, este că închegarea laptelui se face sub acțiunea combinată a fermentației lactice și a enzimei coagulante.
De asemenea, brânza proaspătă de vacă are în compoziție un conținut însemnat de săruri minerale ce prezintă o importanță deosebită pentru asigurarea stării de sănătate a organismului uman, dintre care, un rol deosebit revine sărurilor de calciu ce reprezintă cca. 102 mg la 100g produs. Mai trebuie adăugat că brânza proaspătă de vacă, datorită conținutului mic de grăsime comparativ cu alte brânzeturi are un aport caloric redus, 100g de produs producând doar aproximativ 105-272 calorii. Datorită acestor proprietăți, brânza proaspătă de vacă este indicată în alimentația zilnică a copiilor, tinerilor și persoanelor în vârstă sănătoase, precum și a celor care au anumite probleme de sănătate.Astfel, este recomandat ca brânza de vaci să fie consumată de către copii ca sursă proteică și de calciu, ce contribuie la mineralizarea scheletului și formarea dentiției. De asemenea, regimurile dietetice ale copiilor cu sechele de rahitism pot fi suplimentate cu brânza proaspătă de vacă cu un conținut mai mare de grăsime. Pentru persoanele adulte suferinde de boli ale stomacului, intestinelor, ficatului, vezicii biliare sau cardiovasculare este indicat ca brânza proaspătă să se consume cu prioritate, fiind un aliment dietetic de neînlocuit, cu valoare nutritivă deosebită. Întrucât se digeră ușor, brânza proaspătă se recomandă să fie inclusă în meniul tuturor persoanelor ce manifestă intoleranță la consumul de lapte/lactoză.

Criteriile de clasificare a brânzeturilor au în vedere felul laptelui, conținutul în grăsime, consistența pastei, procesul de fabricație.

Brânzeturile proaspete se obțin prin coagularea laptelui sub acțiunea exclusivă a bacteriilor lactice sau prin acțiunea asociată a bacteriilor lactice și a unei enzime coagulante. Ele se caracterizează prin consistență moale, cu gust acrișor de fermentație lactică.

Brânzeturile proaspete se fabrică într-un sortiment foarte variat, ele putându-se grupa astfel :

După conținutul de grăsime :

Foarte grase

[NUME_REDACTAT]

[NUME_REDACTAT] adaosuri

Desert-dulci

Aperitiv-cu condimente

1.2. Caracteristicile brânzei proaspete de vaci

Proprietățile organoleptice, fizico-chimice și condițiile microbiologice pe care trebuie să le îndeplinească brânza proaspătă de vacă sunt următoarele:

Proprietăți organoleptice ( STAS 3664-84 )*

– aspect: pastă omogenă, fără scurgere de zer

-consistență : pastă fină, cremoasă,care să nu se sfărâme, se admite structura slab grunjoasă la tipurile semigrasă și slabă.

– culoarea : albă, până la alb gălbuie, uniformă în toată masa

– miros și gust : plăcut, caracteristic de fermentație lactică, fără miros și gust străin

Proprietăți fizice și chimice ( STAS 3664-84 )*

Tabelul 1.1. Proprietăți fizice și chimice ale produsului finit

Defectele brânzei proaspete de vaci

Din cauza conținutului ridicat de apă, sortimentele de brânzeturi proaspete au o conservabilitate redusă și sunt foarte sensibile la apariția unor defecte, în special când nu se respectă procesul de acidifiere și condițiile de igienă strictă în procesul de fabricație.

Dintre defectele oarecum specifice al acestei categorii de brânzeturi se menționează:

Tabelul 1.2. Defectele brânzei proaspete de vaci

Tehnologia fabricării brânzeturilor proaspete

Brânza proaspătă de vacă este un sortiment de larg consum mult apreciat pentru valoarea sa nutritivă-dietetică. Brânza se obține din lapte smântânit sau normalizat la un anumit conținut de grăsime în funcție de sortimentul care se fabrică: superioară (foarte grasă), grasă sau dietetică. Procedeul de fabricație poate fi cel clasic sau diferite procedee moderne mecanizate

Figura 1.1. Schema tehnologică de fabricare a brânzeturilor proaspete

1.4.1. Selecționarea laptelui

Caracteristlaptelui, în special de conținutul de proteine, grăsime,calciu și pH. Aceste caracteristici depind de diferiți factori, printre care se menționează specia și rasa animalelor producătoare de lapte, unele variații individuale, furajarea, starea sănătății și stadiul lactației. Datorită unor abateri importante de la compoziția normală, laptele vacilor de la începutul lactației (lapte colostral) sau de la sfârșitul acesteia, ca și laptele animalelor suferinde de mastită trebuie exclus de la fabricarea brânzeturilor. Conținutul de celule somatice (leucocite) este un indicator obișnuit de calitate. Unele forme genetice polimorfe ale proteinelor laptelui au un efect important asupra randamentului i calității brânzeturilor.

Laptele destinat fabricării brânzeturilor trebuie să fie lipsit de contaminanți chimici și de acizi grași liberi care produc defecte în brânzeturi și de antibiotice ce inhibă dezvoltarea bacteriilor. Principala cauză a variației caracteristicilor brânzeturilor o reprezintă specia animalelor producătoare de lapte (vacă 85%, bivoliță 11%,oaie 2% și capră 2% din laptele comercial). Laptele de oaie și capră reprezintă materia primă pentru fabricarea brânzeturilor în unele țări mediteraneene și balcanice.

Multe brânzeturi apreciate pe plan mondial sunt fabricate din lapte de oaie (Roquefort, Feta, Telemea, Cascaval, Pecorino, Romano si Manchego) sau din lapte de bivoliță (Mozzarella). Există diferențe importante între compoziția și caracteristicile fizico-chimice ale laptelui diferitelor specii și chiar rase, care se reflectă în calitatea brânzeturilor obținute din aceste materii prime. Laptele materie primă trebuie să fie de calitate microbiologică foarte bună, deoarece bacteriile de contaminare se concentrează în caș producând defecte sau îmbolnăvirea consumatorilor. Prin tratamente care se aplică laptelui în procesul de fabricație se urmărește distrugerea sau îndepărtarea microflorei de contaminare. Aceste tratamente sunt prezentate în continuare.

Depozitarea laptelui

Odată cu apariția marilor intreprinderi ,depozitarea laptelui reprezintă o etapă importantă în fabricarea brânzeturilor, realizată în tancuri-siloz de mare capacitate (70 000 – 200 000 litri).

Temperatura obișnuită de depozitare este de maxim 4ºC, peste această valoare se constată o multiplicare rapidă a microflorei laptelui.

Când laptele este depozitat la ferme în stare răcită (2 – 4ºC), în tancuri bine spălate, populația de bacterii din genul Pseudomonas reprezintă doar 20 – 30% din total, în timp ce în cazul tancurilor insuficient dezinfectate proporția acestora poate ajunge la 70 – 80%. Dacă laptele este colectat de la ferme o singură dată pe zi (laptele de dimineață este amestecat cu cel de seara) se constată o masivă dezvoltare a bacteriilor psihrotroe. Este interesant de remarcat că bacteriile sporulate nu au tendința de a se dezvolta în cursul depozitării la rece.

Bacteriile psihrotrofe,coliforme,butirice

Dezvoltarea industriei de brânzeturi a condus la transportul unor mari cantități de lapte, în care, în acest timp, se poate dezvolta microflora și in special bacteriile coliforme. Principalele surse de contaminare cu aceste specii de bacterii sunt echipamentul de mulgere, tancurile de depozitare, cisternele de transport precum și utilajele și instalațiile tehnologice impropriu igienizate.

Temperaturile scăzute favorizează selecția microflorei psihrotrofe, care inițial, reprezintă în laptele crud doar 10%, dar devine repede dominantă în laptele depozitat. În această microfloră predomină specii din genul Pseudomonas, dar sunt prezenți i reprezentanți din genurile Enterobacter,Flavobacterium, Achromobacter i Micrococcus. Dintre speciile psihrotrofe 80% sunt reprezentate de cele ale genului Pseudomonas; speciile Pseudomonas fluorescens și Pseudomonas putida se pot multiplica 10 la 4ºC și 4 la 1ºC în decurs de 24 ore.

Sub aspect biochimic, aceste microorganisme produc lipaze și proteinaze exocelulare termorezistente, care rezistă la pasteurizare înaltă sau tratament UHT. Enzimele nu determină o simplă proteoliză cu eliberare de peptide, ci transformări mai profunde cu formare de amoniac, ca urmare a activității dezaminazelor. Consecința cea mai gravă a activității acestor microorganisme este apariția gustului de rânced (lipoliza), a gustului amar (proteoliza i lipoliza) și a gustului “impur” greu de definit.

În general, defectele nu apar decât după 48 de ore la 4…5ºC, fiind nete după 3 zile în cazul unei contaminări masive (5×106). Laptele conservat la o temperatură insuficient de scăzută ,este cauza apariției unor defecte în brânzeturile proaspete și moi, ca gustul de rânced, amar sau miros de cartofi in ‘Cottage cheese”.Gustul de rânced și de săpun a fost constatat în brânzeturile Emmental și de Comté. În cazul prezenței în lapte a bacteriei Pseudomonas fluorescens, brânza Cheddar sau brânza proaspată de vaci au prezentat defecte de gust și miros.

În lapte sunt intâlnite în mod frecvent bacterii din genurile Escherichia și Enterobacter care fermentează lactoza cu producere de gaze și apariția balonării precoce în brânzeturi. Escherichia coli se poate dezvolta până la 44ºC, rezistă la antibiotice și, în consecință,în aceste condiții, se dezvoltă mai bine decât bacteriile lactice. Enterobacter aerogenes are o capacitate de acidifiere redusă, dar produce o cantitate mare de gaz. Enterobacteriile sunt distruse prin pasteurizarea laptelui. Pe de altă parte, laptele poate fi contaminat cu bacterii anaerobe sporulate din genul Clostridium care sunt cauza balonării târzie a brânzeturilor. Bacteriile din acest gen se găsesc în mod frecvent în pământ și în furajele însilozate. În procesul de fabricare a brânzeturilor, dezvoltarea lor este influențată de temperatura de păstrare a laptelui și de caracteristicile pastei brânzeturilor (pH-ul și conținutul de acid lactic,umiditate, NaCl). Deși aceste bacterii utilizează acidul lactic, există o concentrație critică la care se constată un efect inhibitor (pH<4,8). Sursa cea mai frecventă de contaminare a laptelui este bălegarul, praful atmosferic, vasele și ustensilele utilizate în tratamentul primar, însa nu în toate cazurile dintr-un lapte cu bacterii butirice rezultă brânzeturi cu balonare târzie, ci numai când activitatea bacteriilor lactice este deficitară. De asemenea, s-a observat că balonarea târzie nu se produce în cazul brânzeturilor cu pastă moale și că este mai frecventă în fabricarea brânzeturilor tari, cu coaja compactă, mai ales dacă s-a efectuat încălzirea a doua. O coajă solidă permite reținerea gazelor rezultate din fermentația butirică ,iar temperaturile ridicate din cursul prelucrării determină o reducere a potențialului redox și formarea unor componente ușor asimilabile de către bacteriile din genul Clostridium. Unele bacterii butirice nu pot utiliza lactații și, în consecință, nu provoacă balonarea târzie a brânzeturilor.

Pe de altă parte, numărul de spori existenți în lapte are o importanță determinantă, balonarea producându-se numai peste un anumit grad de contaminare. În mod obișnuit, în bălegarul vacilor se găsesc câteva sute de bacterii butirice pe gram, însă în cazul furajărilor cu nutrețuri însilozate numărul acestor bacterii crește la sute de mii sau milioane. Nutrețurile însilozate conțin cu atât mai multe bacterii butirice, cu cât calitatea lor este mai necorespunzătoare (pH peste 4 , conținut ridicat de amoniac) în timp ce porumbul este mult mai puțin contaminat. Se apreciază că un număr de peste 1000 spori / litru lapte provoacă în mod cert balonarea brânzeturilor.

Există tendința interzicerii furajelor însilozate pentru alimentația animalelor producătoare de lapte destinat fabricării brânzeturilor deoarece, cu excepția bactofugării nu se dispune de un mijloc eficient de prevenire a balonării. Pentru a inhiba dezvoltarea bacteriilor butirice s-au propus unele substanțe cu azotit și azotat de potasiu, clorura de sodiu, bromat sau a amestecului acestor substanțe, însă acțiunea lor este inconstantă și, în plus, ele au un efect inhibitor și asupra bacteriilor lactice folositoare.Este de subliniat faptul că, la recomandarea igieniștilor, FAO a cerut interzicerea utilizarii KNO3 în brânzeturi. Nizina,antibiotic secretat de Lc. Lactis ssp. Lactis , este eficace împotriva bacteriilor din genul Clostridium însă este utilizată mai ales la fabricarea brânzeturilor topite deoarece prezintă avantajul că are acțiune inhibitoare și asupra bacteriilor lactice, în special a lactobacililor. Bactofugarea este un tratament industrial care prezintă interes pentru evitarea balonării brânzeturilor.

Un procedu modern de combatere a bacteriilor butirice constă în utilizarea lizozimului (preparatul comercial utilizat în Franța este denumit AFILACT). Lizozimul utilizat în fabricarea brânzeturilor cu pastă tare are dezavantajul că inhibă bacteriile propionice care sunt necesare pentru formarea golurilor în pastă. Se consideră că o concentrație de 15 mg/l de lapte are o acțiune eficace.

1.4.3. Laptele – materie primă pentru coagularea brânzeturilor

Compoziția chimică a laptelui variază în funcție de diferiți factori: specia animalului, rasa, individualitatea, modul de furajare, faza de lactație, starea de sănătate, anotimpul, climatul, mulgerea. Unii componenți ai laptelui prezintă variații importante cum este grăsimea, alții având variații mai reduse (sărurile minerale).

Proteinele laptelui se caracterizează printr-o valoare biologică ridicată și un înalt grad de asimilare (96%). Sunt compuse din cazeină, albumine și globuline. Un litru de lapte conține aproximativ 31,3 g de cazeină, 2, 4 g de albumine și 0,2 g de globuline.

Lipidele din lapte, care reprezintă jumătate din valoarea lui calorică, se găsesc în stare de emulsie și sunt formate dintr-un amestec de gliceride compuse din 12 acizi grași mai importanți dintre care 11 sunt saturați. Prin conținutul mare în acizi grași saturați, grăsimile din lapte au o compoziție diferită față de grăsimile vegetale. Pe lângă gliceride se mai găsesc fosfatide și ceride.

Vitaminele. Laptele conține, practic, toate vitaminele necesare omului. În comparație cu constituienții majori – proteine, lipide, glucide – vitaminele din lapte prezintă o mare variație a concentrației lor. Conținutul în vitamine liposolubile variază în funcție de sezonul de colectare, iar cele hidrosolubile depind de factori genetici, de activitatea enzimatică a florei rumenului sau de activitatea pereților intestinali.

Sărurile minerale din lapte constituie, în medie, 0,7% din compoziția chimică. Se găsesc legate de proteine, aceasta asigură o bună asimilare a acestora. Dintre componenții minerali ai laptelui sunt de menționat (mg%): calciu 120, fosforul 95, potasiul 127, magneziul 14. Laptele și produsele lactate constituie sursa cea mai importantă de calciu ușor asimilabil din alimentație.

Laptele este sărac în fier, fapt de care trebuie să se țină seama la o alimentație predominant lactată.

Enzimele din lapte

Cele mai importante enzime din lapte sunt : lipazele, fosfatazele, proteazele.

Lipaza este secretată de glanda mamară, dar poate fi și de natură microbiană. Acționează asupra grăsimii având rol de catalizator în hidroliza ei, în glicerina și acizi grași, producând anumite defecte de gust.

Fosfataza laptelelui: conține două fosfataze: acidă și alcalină. Fosfataza alcalină este de mare importanță datorită sensibilității pe care o are la încalzire, fiind inactivată la 700C

Proprietățile organoleptice ale laptelui

Laptele de vacă este caracterizat prin anumiți indici organoleptici : aspect, culoare, gust și miros.

Aspect-culoare. Laptele de vacă trebuie să se prezinte ca un lichid opac, cu consistență normală și culoare alb-gălbuie. Colorația gălbuie este datorată unui conținut mai mare de grăsime și prezenței pigmenților carotenoizi din anumite furaje (porumb, morcov etc) cu care a fost hrănit animalul. Culorile anormale de roz, roșu, albastru, galben sunt rezultatul dezvoltării unor microorganisme de infecție care secretă pigmenți caracteristici. Culoarea roșie se datorează uneori prezenței sângelui în lapte, provenit de la un uger bolnav.

Gustul și mirosul. Laptele proaspăt trebuie să aibă un gust dulceag și aromă plăcută specifică, dar foarte puțin pronunțată. Laptele împrumută ușor mirosuri străine din mediul înconjurător (de grajd, bălegar etc), dacă mulsul nu s-a făcut în condiții igienice. Anumite mirosuri pot proveni de la unele nutrețuri ca : trifoi, rădăcinoase, varză etc. Prin păstrare, laptele capătă miros și gust acrișor, cu atât mai intens cu cât este mai vechi, de asemenea laptele mai poate prezenta miros și gust de rânced, de seu, datorită oxidării grăsimii. Apariția însă în lapte a unor mirosuri și gusturi străine este, de cele mai multe ori, urmarea activității biochimice a diferitelor microorganisme de infecție, provenite de la animalul bolnav sau din mediul înconjurător ; în acest caz laptele este impropriu consumului.

Tabelul 1.3. (conform cu STAS-ul)

Proprietățile fizico-chimice ale laptelui

Structura și compoziția chimică a laptelui de vacă se reflectă în anumite proprietăți fizico-chimice caracteristice, care, prin determinarea lor, permit efectuarea controlului calității acestuia.

Densitatea. Densitatea laptelui este influențată de conținutul în substanță uscată, dar și de raportul care există între partea grasă și negrasă ; ea variază foarte puțin cu rasa, vârsta sau hrana animalului.

Densitatea laptelui este cuprinsă între 1,029 și 1,033. Densitatea variază imediat după mulgere. Inițial, densitatea laptelui este influențată de prezența unei cantitați mai mari de gaze, încât timp de o oră se obțin cele mai mici valori. De asemenea, răcirea sau încălzirea bruscă a laptelui, pentru a-l aduce la 20oC, determină variații mult mai mari de densitate decât cele corespunzătoare temperaturii respective; aceasta se explică prin faptul că este necesar un oarecare timp până ce grăsimea își modifică starea fizică adaptându-se la condițiile de temperatură.

Vâscozitatea. Vâscozitatea este proprietatea inversă fluidității, exprimând frecarea internă a particulelor unui lichid care curge.

Factoriicare influiențează vâscozitatea sunt :

Compoziția chimică ;

Stadiul de diviziune a globulelor de grăsime, omogenizarea făcând să crească vâscozitatea prin fragmentarea acestora ;

Starea de hidratare a proteinelor care sporește vâscozitatea ;

Variațiile bruște de temperatură prin încălzire și apoi răcire, măresc vâscozitatea ;

Agitarea contribuie la scăderea vâscozității.

Vâscozitatea laptelui joacă un rol important în procesul de smântânire, prin rezistența pe care o opune ridicării la suprafață a globulelor de grăsime în timpul centrifugării.

Căldura specifică. Căldura specifică reprezintă numărul de calorii necesare pentru a ridica cu un grad temperatura unui gram de substanță. Căldura specifică a laptelui este de 0,92-0,93 cal/goC.

Indicele de refracție. Indicele de refracție oferă indicii prețioase asupra substanțelor ce se găsesc dizolvate în lapte.

Indicele de refracție (n) al laptelui normal este în medie egal 1,35; determinat la refractometrul Zeiss, valorile sunt cuprinse între 38 și 40 grade refractometrice. Obținerea unor rezultate mai mici pune problema unei falsificări prin adaos de apă.

Aciditatea totală (aciditatea titrabilă). Aceasta se stabilește prin titrare cu o soluție alcalină de hidroxid de sodiu, în prezența indicatorului fenoftaleină, exprimându-se în grade de aciditate.

În timpul păstrării, aciditatea laptelui crește, în special datorită acidului lactic care se formează prin fermentarea lactozei de către bacteriile lactice. Laptele cu aciditatea peste 35oT coagulează la fierbere, iar apoi, cu cât aciditatea este mai mare, precipitarea cazeinei are loc prin încălzirea la o temperatură mai scăzută ; la 60-70oT fenomenul se produce spontan la temperatura camerei .

1.4.3.1. Defectele laptelui

Defectele laptelui reprezintă abateri de la condițiile de calitate prevăzute în STAS 2418-61 sau alte reglementări sanitar-veterinare ce se referă la proprietățile organoleptice, fizico-chimice și biochimice. Se poate spune că laptele care prezintă anumite defecte este un “lapte anormal” în timp ce laptele fără defecte se consideră un “lapte normal”, corespunzător din punct de vedere calitativ. Unele defecte se pot constata chiar după mulgerea laptelui iar altele se produc mai tarziu, în timpul manipulării, păstrării, colectării sau a transportului la secția de fabricație.

Principalele defecte ale laptelui se datorează, în general, următoarelor cauze:

Îmbolnăvirea vacilor producătoare de lapte, în special cu anumite afecțiuni ale ugerului;

Alimentația, îngrijirea și mulgerea necorespunzătoare a vacilor producătoare de lapte;

Manipularea în condiții neigienice a laptelui după mulgere, creându-se condiții favorabile pentru contaminarea masivă cu microorganisme, sursele fiind apă murdară folosită, vase necorespunzător spălate, neefectuarea filtrării laptelui imediat după mulgere, păstrarea mai mult timp a laptelui în grajd după mulgere, nerespectarea regulilor elementare de igiena de către mulgători etc.

Păstrarea mai mult timp a laptelui nerăcit, creându-se condiții favorabile pentru înmulțirea microorganismelor, determinând modificarea proprietăților laptelui proaspăt de bună calitate. Defectul cel mai frecvent ce se produce în acest caz este creșterea aciditătii, laptele devenind acru la gust, defect care se accentuează în funcție de durata și temperatura păstrării, putându-se ajunge la coagulare, devenind impropriu prelucrării;

Modificarea caracteristicilor fizico-chimice ale laptelui, ca urmare a unor falsificări, prin care se urmărește obținerea de către furnizor de avantaje materiale sau mascarea unor defecte. Dintre cele mai frecvente falsificări se menționează:

Smântânirea parțială a laptelui prin smântânirea naturală, constând în extragerea grăsimii separate la suprafața laptelui după un timp de păstrare, în scopul valorificării smântânii astfel obținute;

Adăugarea de sare de bucătărie în lapte în scopul creșterii densității, în situația în care aceasta a fost diminuată ca urmare a adăugarilor de apă;

Adăugarea în lapte a unor substanțe conservante (perhidrol, acid boric, acid salicilic, acid benzoic) cu scopul de a împiedica dezvoltarea bacteriilor și acidularea laptelui. Această falsificare este foarte dăunatoare, întrucât consumarea laptelui astfel tratat, produce tulburări gastro-intestinale, în special la copii;

Adăugarea de substanțe neutralizante (carbonat sau bicarbonat de sodiu s.a) pentru a diminua aciditatea și a împiedica precipitarea cazeinei. Adăugarea acestor substanțe este foarte dăunătoare prin faptul că modificându-se pH-ul laptelui, se crează condiții favorabile pentru dezvoltarea bacteriilor proteolitice, cu formare de substanțe toxice.

1.4.4. Recepția calitativă

Este o importantă operațiune a procesului tehnologic ce trebuie executată cu multă atenție. Aceasta constă în determinarea parametrilor calitativi prevăzuți în STAS în Normele igienico sanitare :

– proprietăți organoleptice : aspect, consistență, culoare, miros, și gust.

– proprietăți fizice și chimice : aciditate, densitate, conținut de grăsime, substanța uscată , gradul de impurificare și temperatura.

– proprietăți biochimice: proba reductazei;

– parametrii microbiologici : numărul total de germeni, numărul celulelor somatice.

La secțiile de fabricare a brânzeturilor este indicat ca aceste determinări să fie completate periodic cu proba coagularii laptelui care oferă indicații prețioase, în baza cărora se pot face aprecieri privind comportarea laptelui la închegare.

1.4.5. Recepția cantitativă

Este operațiunea prin care se stabilește cantitatea de lapte recepționat de către secția de fabricație și se face volumetric prin măsurarea întregii cantități, care apoi se exprimă în litri. Modul în care se efectuează măsurarea sau cântărirea diferă în funcție de dotarea secției și de tipul ambalajelor în care este transportat laptele (recipienți de mică capacitate, bidoane speciale pentru lapte de 25L sau autocisterne).

Astfel, dacă laptele recepționat direct de la producători, transportat în diferiți recipienți de capacitate mică , se măsoară cu o măsuratoare cu flotor, cu capacitate de 15 l, iar dacă laptele este transportat în bidoane speciale pentru lapte de 25 l, confecționate din material plastic sau metalic, se completează până la semn toate bidoanele, iar laptele rămas în bidonul incomplet, se măsoară cu aceeași măsurătoare cu flotor.

1.4.6. Filtrarea și curățirea laptelui

Cu toate măsurile ce se iau, în lapte pătrund pe căi diferite, destul de multe impurități formate din particule de praf, păr de animale, murdărie din grajd, resturi de nutreț, nisip, care trebuiesc îndepărtate înaintea trecerii laptelui la prelucrare, operațiune ce se face prin filtrare și prin curățirea cu curățitoare centrifugale. Cea mai simplă metodă de filtrare constă în trecerea laptelui prin mai multe straturi de tifon (4-6 straturi), operațiune ce poate fi făcută în mai multe locuri ale traseului tehnologic înaintea pasteurizării, cum ar fi : la umplerea cilindrului de măsurare, la golirea laptelui în bazinul de recepție, la golirea în vanele de prelucrare.

Un sistem de filtrare mai perfecționat constă în utilizarea filtrelor cu cartuș filtrant executat dintr-o țesătură metalică specială din inox. Acestea asigură filtrarea laptelui în flux continuu și au construcție simplă, fiind ușor de demontat pentru spălare și curățire.

1.4.7. Standardizarea compoziṭiei laptelui

Standardizarea compoziṭiei laptelui destinat fabricării brânzeturilor are două obiective:

a) obṭinerea unor brânzeturi cu compoziṭie conformă standardelor

b) utilizarea cât mai economică a componentelor laptelui

Ultimul obiectiv combină scopul economic al realizării unui consum specific redus în fabricarea brânzeturilor cu obṭinerea unor brânzeturi acceptate de consumatori pentru compoziṭie și caracteristicile lor senzoriale. Multă vreme, standardizarea laptelui se referea doar la conṭinutul de grăsime, de regulă din lapte obṭinându-se o cantitate de smântână care se prelucra în unt. Există și o clasificare a brânzeturilor după conṭinutul de grăsime, în general raportată la substanṭa uscată.(10, 20, 30, 40, 45, 50% Gsu). Deoarece grăsimea și proteina laptelui constituie principalele componente pentru structura și calitatea brânzeturilor, este normal ca standardizarea laptelui să urmărească o anumită valoare a raportului grăsime/proteină corelat cu sortimentul de brânză fabricat. Astfel, se reglează variațiile sezoniere ale laptelui și influențele altor factori asupra concentrației de proteine și grăsime din lapte.

Obiectivul inițial al standardizării laptelui a fost de a realiza un conținut de grăsime considerând că valoarea concentrației de proteine din lapte este constantă. Metodele folosite sunt grupate în două categorii:

☺ Laptele cu excedent de grăsime poate fi standardizat prin:

a) adăugare de lapte degresat;

b) adăugare de lapte cu conținut redus de grăsime;

c) degresarea unei fracțiuni din laptele prelucrat și adăugarea laptelui degresat în laptele rămas;

d) separarea prin centrifugare a excedentului de grăsime.

☺Laptele cu deficit de grăsime se standardizează prin:

a) adăugare de smântână;

b) adăugare de lapte cu conținut ridicat de grăsime;

c) degresarea unei fracțiuni din laptele prelucrat și adăugarea smântânii în laptele rămas.

1.4.8. Omogenizarea laptelui

În cazul laptelui, prin omogenizare se urmărește micșorarea vitezei ascensionale de separare a grăsimii prin reducerea diametrului globulelor de grăsime și creșterea vâscozității mediului. Repartizarea cazeinei din lapte pe suprafața nou creată are același efect.

Diametrul mediu al globulelor de grăsime din laptele neomogenizat, de 3-4 µm, scade după omogenizare la 0,7-1 µm , ceea ce corespunde, după relatia lui Stockes, la o reducere a vitezei ascensionale de 7-10 ori.

Ws,g= (1.1)

În care:

Ws,g este viteza de sedimentare a particulelor de grăsime, în m/s;

d- diametrul globulelor de grăsime, în m;

ρg – densitatea globulelor de grăsime în kg/m3;

ρl- densitatea laptelui fără grăsime în kg/m3;

ηl- vâscozitatea laptelui degresat, în Pa∙s

g- accelerația gravitațională,în m/s2.

Cazeina din lapte are rol stabilizator asupra globulelor de grăsime, contribuind la menținerea acestora în emulsie prin formarea unor particule de protecție la suprafață. Omogenizarea a fost studiată în legatură cu fabricarea brânzeturilor după ce s-a observat că diferite operații ca pomparea și agitarea laptelui, sau variația temperaturii, pot face grăsimea mai accesibilă atacului enzimelor. Prin omogenizare se micșorează dimensiunea globulelor de grăsime și implicit se mărește suprafața reactivă expusă la lipoliză.

Principalele avantaje rezultate prin omogenizarea laptelui destinat fabricării brânzeturilor pot fi rezumate astfel:

☺ realizarea unui randament mai bun printr-o folosire mai completă a grăsimii (reducerea pierderilor de grăsime în zer);

☺ repartizarea mai uniformă a grăsimii în masa de coagul;

☺ evitarea procesului de separare a smântânii în timpul coagulării laptelui;

☺ evitarea fenomenului de batere a grăsimii în cursul agitării;

☺datorită unei mai bune încorporări a grăsimii în coagul, pasta brânzeturilor poate suporta temperaturi mai ridicate la prelucrare și manipulări ulterioare, decât produsele obținute din lapte neomogenizat;

☺coagulul obținut din lapte omogenizat se pretează mai bine la prelucrare în instalații continue;

☺omogenizarea este recomandată în special în fabricarea brânzeturilor cu mucegai în pastă , unde creșterea suprafeței totale a globulelor de grăsime determină o reducere a duratei de maturare și obținerea unei arome mai complete.

S-a observat insă că acest tratament afectează unele proprietăți ale laptelui și coagulului, cu importanță în procesul de maturare al brînzeturilor. Prezintă interes reducerea consistenței coagulului obținut prin coagulare cu cheag, efect explicat prin adsorbția cazeinei pe suprafața nou creată a grăsimii, sau prin creșterea gradului de dispersie a grăsimii. O serie de autori au constatat o reducere a duratei de coagulare cu cheag în cazul laptelui care a suferit omogenizarea, în comparație cu o proba martor netratată prin acest procedeu. Au fost întreprinse numeroase studii pentru a stabili influența omogenizării asupra degradării grăsimii din brânza cu mucegai în pastă. Se constată tendințe similare pentru acizii grași liberi, respectiv acizii grași volatili.

Omogenizarea are drept scop fragmentarea globulelor de grăsime, însă are efect și asupra complexului coloidal de fosfocazeinat de calciu. Membrana inițială a globulelor de grăsime este înlocuită cu alte componente proteice și lipidice din lapte. Încalzirea laptelui înaintea omogenizării determină un anumit dezechilibru săruri minerale / proteine. În plus, durata dintre omogenizare și încălzire intensifică transformările determinate de menținere la temperatură ridicată.

Utilizarea omogenizării laptelui la fabricarea brânzeturilor se face in următoarele cazuri:

☺ Brânzeturi obținute din lapte recombinant, în special în țări în care laptele proaspăt este insuficient.

☺ În cazul brânzei proaspete, (de ex. Cream cheese) în special când conținutul de grăsime din lapte este ridicat (10%) omogenizarea contribuie la o pastă omogenă și o textură mai bună a produsului datorită includerii grăsimii în rețeaua gelului format.

☺În brânzeturile cu mucegai în pastă, membrana nou formată a globulelor de grăsime permite accesul lipazelor la substratul lipidic accelerând fenomenele fenomenele de lipoliză și de formare a aromei specifice.

1.4.9. Pasteurizarea laptelui

Pasteurizarea reprezintă procesul de distrugere termică a formelor vegetative ale microorganismelor este determinat de relația temperatură – durată de încălzire. Se consideră că acțiunea letală se realizează la temperaturi de minimum 60°C, însă efectul de distrugere termică începe imediat peste temperatura optimă de dezvoltare a microorganismelor. Regimul de pasteurizare care asigură obiectivele pasteurizării nu trebuie să modifice prea mult proprietățile fizico-chimice ale laptelui.

Între timpul de menținere, τ, al laptelui la temperatura de pasteurizare, și coeficienții caracteristici naturii și stării laptelui sub aspectul contaminării cu microorganisme (α și β) există o relație în condițiile căreia se asigură distrugerea totală a bacteriilor patogene:

lnτ = (α – β) · (1.2)

Pentru laptele normal, cu caracteristici medii, supus înainte de pasteurizare curățirii centrifugale (fără bule de aer și cu max. 1- ufc/ml), α = 36,84 și β = 0,84. Relația corespunde unei încălziri instantanee a laptelui la temperatura de pasteurizare. În realitate, efectul de distrugere termică începe peste 60°C și se continuă după perioada de menținere la până când prin răcire se ajunge din nou la 60°C.

Pentru a exprima efectul letal din întregul interval de tratare termică, Kuk utilizează un produs adimensional numit criteriul lui Pasteur și definit prin relația:

Pa = = (1.3)

în care θ reprezintă durata efectivă de acțiune la temperatura de pasteurizare, iar τ durata necesară de acțiune a temperaturii pentru distrugerea microflorei calculată pe baza relației (1.1).

În pasteurizatoarele cu plăci, efectul de pasteurizare se realizează în etapa de încălzire (peste 60°C), de menținere la temperatura de pasteurizare și de răcire până la 60°C. Corespunzător acestor etape se disting:

☺ durata efectivă de încălzire de la 60°C la ;

☺ durata efectivă de menținere () la ;

☺ durata efectivă de răcire de la la 60°C.

1.4.10. Coagularea laptelui în fabricarea brânzeturilor

Coagularea laptelui în fabricarea brânzeturilor se poate realiza în două moduri:

prin precipitare izoelectrică ( pe cale acidă);

*prin biocataliză ( pe cale enzimatică).

La fabricarea majorității brânzeturilor are loc o coagulare mixtă a laptelui, deoarece acesta are totdeauna o anumită aciditate inițială sau rezultată în urma activității culturii de bacterii starter adăugate.

Coagularea prin precipitare izoelectrică (coagularea acidă)

Prin coagulare acidă soluția coloidală formată din micele de fosfocazeinat de calciu este destabilizată printr-un proces de natură electrochimică. Prin fermentație lactică, lactoza din lapte este transformată în acid lactic care determină reducerea ionizării funcțiilor acide ale cazeinei și, în consecință, micșorarea puterii sechestrante a cazeinelor α și β față de minerale. Rezultă o solubilizare a calciului și a fosfatului micelar care este totală la pH 5,2 și 40ºC, la pH 5,0 și 20ºC și la pH 4,6 și 4ºC.

Micelele lipsite de componentul stabilizator (fosfatul de calciu) se descompun în subunitățile din care sunt formate: submicele. Dacă laptele este în mișcare, se formează flocoane de cazeină care plutesc în faza apoasă. Când laptele este în repaus, submicelele se leagă între ele prin legături de natură electrostatică și hidrofobe formând o rețea proteică care înglobează totalitatea fazei apoase formând un “gel lactic”.

La o valoare a pH-ului de 4,6, care este punctul izoelectric mediu al cazeinelor, sarcinile lor electrice se neutralizează, hidratarea submicelelor se reduce drastic și structura submicelară dispare. În această formă, gelul are o structură tridimensională a proteinelor, însă fragilă, datorită unor legături numeroase, dar de energie foarte redusă..

Caracteristicile gelului obținut prin acidifiere lactică depind de următoarele influențe:

☺Concetrația de proteine din lapte. Pentru o valoare identică de pH un coagul obținut din lapte de oaie este mult mai ferm decât coagulul din lapte de vacă.

☺Temperatura. Temperatura influențează echilibrele minerale din lapte, deci cantitatea de calciu si fosfat legată cu proteinele din micele.

☺Viteza si nivelul acidifierii. Viteza de acidifiere (care depinde de natura bacteriilor lactice și temperatură) și valoarea pH-ului realizat la sfarșitul coagulării și a procesului de scurgere au o importanță majoră asupra coeziunii gelului și capacitații sale de deshidratare, precum și asupra aromei si texturii brânzeturilor obținute.

☺Aportul de minerale. Dacă laptele destinat fabricării brânzei proaspete este incălzit la temperatură ridicată (90ºC/1-5 min) este indicat să fie îmbogățit în ioni de calciu pentru a favoriza separarea fazelor, deoarece prin incălzire, o mare parte din calciu a fost insolubilizat. În fabricarea tradițională a unor brânzeturi laptele este sărat înaintea coagulării. Astfel, sodiul deplasează calciul micelar și produce același efect ca acidifierea evitând formarea unui coagul lactic dens, contractat și fisurat, și permite obținerea unei texturi corespunzătoare. Acest procedeu este util în cazul prelucrării concentratului proteic UF care contine un exces de calciu și determina o structură nisipoasă.

Dacă temperatura în cursul formării acidului lactic nu este prea scazută (de ex 30ºC) și laptele este în repaus, se formează un gel, asemănător cu coagulul enzimatic (insă în fond diferit). Când laptele este acidifiat la aceeași temparatură insă cu o agitare simultană, se formează un precipitat voluminos în locul gelului. Prin centrifugare acesta este separat intr-o fracțiune moale, care poate fi pompată, și zer. Substanța uscată a fracțiunii solide este de maximum 23% (sau 17% în cazul utilizării laptelui degresat). Metoda centrifugării este uneori folosită pentru producerea brânzei proaspete de vaci.

Coagularea acidă prin fermentație lactică necesită un timp îndelungat, chiar la temperatură optimă. Ca alternativă, acidul poate fi adăugat direct în lapte (acid lactic, acetic sau clorhidric), sau poate fi inlocuit cu o lactonă care este hidrolizată formând acid. Ca și în cazul coagulării enzimatice, coagularea acidă nu se realizează la temperaturi scăzute ci în urma unei încălziri.

Coagularea prin biocataliză (coagularea enzimatică)

Enzime coagulante

Un număr mare de enzime proteolitice au capacitatea de a coagula laptele fiind cunoscute sub denumirea generică de cheag.

Cele mai utilizate la fabricarea brânzeturilor sunt proteazele de origine animală și fungică. Enzimele coagulante vegetale sunt rar utilizate, datorită puterii coagulante variabile și activității proteolitice exagerate. Totuși, câteva extracte de plante sunt utilizate la coagularea laptelui pentru unele sortimente de brânzeturi. Cheagul extras din stomace de viței (abomasum) în perioada de lactare (hrăniți exclusiv cu lapte) este preparatul cel mai utilizat în industria brânzeturilor, iar mecanismul sau de acțiune este foarte cunoscut.

În afara activității coagulante, aceste enzime au o activitate proteolitică generală participând la procesul de maturare a brânzeturilor. Proporția de enzimă reținută în masa cașului este foarte variabilă fiind funcție de natura enzimelor și tehnologia de fabricație (pH-ul la coagulare,încălzire,deshidratare): 12-15% în brânzeturile tari cu incălzirea a doua și 30% în brânzeturile moi și în brânzeturile semitari fără incălzirea a doua. Conținutul de enzimă reținută în brânză crește pe masură ce pH-ul se reduce. La pH 6,7 adsorbția chimozinei pe paracazeină este foarte scăzută.

1.4.11. Deshidratarea coagulului

Coagulul format prin acidifiere sau biocataliză reprezintă un sistem complex cu o structură fizică instabilă, format dintr-o rețea proteică în care sunt incorporate zerul (apa + componentele solubile ale laptelui), grăsimea și celulele microbiene. Cu o viteză care depinde de natura coagulului, o parte importantă din zer este eliminată spontan concomitent cu contractarea și intărirea coagulului. Eliminarea zerului din coagul este un fenomen complex realizat după mecanisme încă incomplet cunoscute, care presupun fenomene fizice active (sinereza gelului) și pasive dependente de porozitatea gelului.

Sinereza este datorată contractării coagulului, fenomen care are o intensitate mai mare în cazul coagularii enzimatice. După transformarile suferite de micelele de cazeină sub acțiunea enzimelor coagulante sau prin acidifiere, se produce un rearanjament molecular cu formarea coagulului. În plus, în urma proteolizei se formează noi legături (legături de hidrogen, punți disulfurice, legături de calciu) care provoacă contracția coagulului și expulzarea zerului. Se ajunge astfel, progresiv, la formarea unei rețele proteice mai dense și mai solide care înglobează globulele de grăsime și celulele bacteriene și care expulzează o parte importantă din faza apoasă sub formă de zer. Porozitatea și permeabilitatea rezultă din structura discontinuă a coagulului. Coagulul realizat cu ajutorul cheagului are o structură “strânsă” și organizată, în special datorită punților de calciu, porozitatea și permeabilitatea se reduce în cursul sinerezei care determină o strângere a golurilor din rețeaua proteică. Coagulul lactic puternic demineralizat prin trecerea calciului în zer, se contractă puțin și se scurge ușor. Un astfel de coagul are o permeabilitate ridicată, însă o porozitate în scădere în timpul scurgerii. În sfârșit, în cazul coagulului mixt, strucura, la inceput de “tip cheag”, devine progresiv de “tip lactic”, ceea ce determină continuarea procesului de deshidratare.

[NUME_REDACTAT] sunt microorganisme vii, care dacă ajung în intestin în formă activă și într-un număr suficient exercită beneficii pentru sănătate. Alimentele probiotice sunt produse alimentare care conțin microorganisme probiotice într-un număr suficient pentru a produce efecte favorabile asupra organismului, când aceste alimente sunt ingerate. Produsele alimentare care conțin probiotice pot fi incluse în categoria alimentelor funcționale, împreună cu alimentele sinbiotice reprezentând cel mai larg segment pe piața alimentelor funcționale în Europa, Japonia și Australia. Piața pentru aceste produse este în continuă creștere în paralel cu conștientizarea de către consumatori a efectelor benefice asupra sănătății. Astăzi se cunosc bacterii lactice probiotice din genurile: Lactobacillus (Lb. acidophilus, Lb. rhamnosus, Lb. johnsonii, Lb. casei, Lb. helveticus, Lb. lactis, Lb. salivarius, Lb. plantarum), Bifidobacterium (Bif. bifidum, Bif. longum, Bif. breve, Bif. infantis, Bif. adolescentis), Enterococcus (Ent. faecalis, Ent. faecium), Saccharomyces boulardii. Pentru a–și îndeplini rolul lor de probiotic, aceste microorganisme trebuie să prezinte anumite caracteristici după cum urmează:

să fie o tulpină capabilă să–și exercite efectul benefic în organismul gazdă (de exemplu, capacitatea de dezvoltare sau rezistență la infecții);

să nu fie patogenă sau toxică;

să prezinte celule viabile, de preferință în număr mare deoarece nu se cunoaște doza minimă care are efect asupra organismului gazdă;

să fie capabilă să supraviețuiască și să metabolizeze în mediul intestinal (de exemplu, rezistență la pH scăzut și acizi organici);

să fie stabilă și să poată rămâne viabilă pentru perioade lungi de depozitare

Microorganismele probiotice nu trebuie să afecteze gustul produsului, aspectul și textura acestuia și trebuie să supraviețuiască în alimentul probiotic într-o concentrație suficient de mare până la consum. Gama sortimentală de brânzeturi este foarte mare, diferitele sortimente deosebindu-se între ele prin materia primă folosită și prin procedeul tehnologic care determină caracteristicile senzoriale, fizico-chimice și microbiologice.

CAPITOLUL 2 – MATERIALE ȘI METODE

2.1. Materiale

• Lapte pasteurizat, degresat cu un conținut de grăsime de 1,5 % furnizat de S.C GALACTA S.A

• Smântână cu 15% grăsime;

• Cultură probiotică Lactobacillus casei, 431 Chr. Hansen;

• Cheag animal (chimozină+pepsină) RENCO -din stomacul de vițel;

• Acid lactic 90%;

• Pentru adaos s-au utilizat: măsline negre.

2.2. Echipamente

• pH-metru;

• Analizator GBX utilizat pentru determinarea activității apei;

• Pasteurizator ARMFIELD utilizat pentru pasteurizarea laptelui;

• [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] UDK 12;

• Vana de coagulare ARMFIELD;

• Reometrul AR 2000.

2.3. ANALIZE FIZICO-CHIMICE

2.3.1. Determinarea acidității brânzeturilor

Luarea și pregătirea probelor

Pregătirea probelor pentru analiză se face conform (STAS 6353-75) .

Probele de brânzeturi sub formă de pastă moale se vor mojara și amesteca bine până la omogenizare. În momentul efectuării analizelor fizice și chimice proba trebuie să aibă temperatura de 20± 20C.

Principiul metodei

Aciditatea dintr-un volum anumit din proba pregătită pentru analiză se neutralizează prin titrare cu soluție de hidroxid de sodiu 0,1n, în prezență de fenolftaleină ca indicator.

[NUME_REDACTAT] de sodiu, soluție 0,1n.

Fenolftaleină, soluție 2% în alcool etilic 96% vol.

[NUME_REDACTAT] analitică.

Biuretă gradată în 0,1 cm3, cu precizie de 0,05 cm3.

Pahare conice de 100 cm3 și 150 cm3 cu dop rodat.

Mod de lucru

Se cântăresc 10 g probă și se introduc într-o capsulă de porțelan. Se mojarează cu 2…5 cm3 apă și cu 1cm3 soluție de fenolftaleină.

Se titrează cu soluție de hidroxid de sodiu, amestecând continuu până la apariția colorației roz care se menține timp de 1 minut.

Se efectuează în paralel două determinări din aceeași probă pregătită pentru analiză.

Modul de calcul

Aciditatea brânzeturilor, exprimată în grade Thörner, se calculează cu formula:

[0T],

în care:

V – volumul de soluție de hidroxid de sodiu 0,1n folosit la titrare, în cm3;

m – masa produsului luat în analiză, în grame.

Ca rezultat se consideră media celor două determinări paralele.

Definiție :

1 grad Thörner = aciditatea din 100 cm3 produs, care se neutralizează cu 1 cm3 soluție de

hidroxid de sodiu 0,1n.

2.3.2. Determinarea conținutului în grăsime (metoda butirometrică)

Se folosesc butirometre speciale pentru brânză. Se cântăresc 3 g brânză, se mojarează bine și se introduc în păhărelul butirometrului. După etanșarea acestuia la partea inferioară se introduce pe la partea superioară acid sulfuric d=1,55 până la acoperirea completă a păhărelului, se astupă cu dopul și se introduce în baia de apă la 700 C.

Se agită periodic, iar după 30 minute când întreaga cantitate de brânză a fost descompusă se introduce 1 ml alcool izoamilic și acid sulfuric până la acoperirea diviziunii 35 de pe tija butirometrului și se astupă cu dopul la partea superioară .

Se amestecă cu grijă și se centrifughează 5 minute la turația de 800-1200 rot/min.

După centrifugare se introduce butirometrul în baie de apă timp de 5 minute la temperatura de 60-650C, apoi se citește procentul de grăsime direct pe tija gradată a butirometrului.

Se calculează procentul de grăsime raportat la substanța uscată din brânză.

2.3.3. Determinarea valorii pH-ului

Luarea și pregătirea probelor

Pregătirea probelor pentru analiză se face conform (STAS 8201 – 02) .

Principiul metodei

Se măsoară diferența de potențial dintre doi electrozi introduși în proba pregătită pentru analiză.

[NUME_REDACTAT] folosiți trebuie să fie de calitate pentru analiză. Apa trebuie să fie distilată sau de puritate echivalentă și proaspăt fiartă și răcită.

Aparatură și materiale

pH-metru cu sensibilitate de min. 0,05 unități pH, prevăzut cu un electrod de sticlă și un electrod de calomel (electrod de referință) sau cu un electrod combinat.

Figura 2.1. pH-metru

– Balanță cu precizie de 0,1g.

Baloane conice de 200 cm3, cu dop șlefuit.

Capsule de sticlă, cu diametrul de min.4,5 mm.

Mod de lucru

Măsurarea pH- ului la brânzeturi se efectuează prin introducerea electrozilor direct în proba de brânză pregătită conform punctului 2.3.1.

2.3.4. Determinarea variației activității apei (aw).

Figura 2.2. Analizator GBX

Descrierea instrumentului

Fast-lab este un aparat de măsură a activității apei pentru calitatea controlului și aplicațiilor de cercetare ale activității apei în cazul produselor alimentare și farmaceutice. Activitatea apei indică nivelul stabilității apei într-un produs. Este o metodă de măsură directă a activității apei libere dintr-un produs capabil să participe în reacțiile chimice ce favorizează alterarea și dezvoltarea bacteriilor.

Fast-lab utilizează tehnologia determinării punctului de rouă, aceasta fiind o tehnică rapidă ce implică măsurarea umidității relative într-o cameră închisă ce conține o mostră de produs studiat. Aparatul poate fi utilizat pentru studiul majorității produselor, plasând o mică cantitate de produs în recipientul pentru mostră, sau chiar la analiza unor produse voluminoase cum ar fi brânzeturi integrale, prin plasarea capului de analiză pe suprafața brânzei.

Camera de măsură etanșă, constituie o caracteristică unică a aparatului Fast-lab, aceasta fiind separată de recipientul pentru mostră, pentru a impiedica contaminarea camerei de către mostră. Totodată, Fast-lab este controlat pe baza unui microprocesor, ce permite :

setarea dinamicii studiilor pentru a trasa modificările activității apei în timp ;

întocmirea unui jurnal de date cu o serie de măsurători ;

vizualizarea temperaturii mostrei și reglarea vitezei ventilatorului pentru a nu afecta starea produselor de analizat sub formă de pudră ;

Fast-lab este dotat cu instrucțiuni de folosire și recipiente pentru mostre.

2.3.5. Determinarea azotului solubil prin metoda Kjeldahl. [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] UDK 127:

Metoda utilizează un aparat de mineralizare monobloc și un aparat de distilare.Această metodă are ca principiu mineralizarea unei probe în amestec cu H2SO4 concentrat și K2SO4, utilizând CuSO4 drept catalizator pentru convertirea azotului organic prezent în (NH4)2SO4. După adăugarea de NaOH în exces, la mineralizatul răcit, pentru eliberarea amoniacului și după ce distilă amoniacul într-un exces de soluție de acid boric sau sulfuric, se titrează cu o soluție de HCl, calculându-se conținutul de azot din eșantion în funcție de cantitatea de amoniac redus.

Prepararea soluțiilor: – sulfat de potasiu (K2SO4)

sulfat de cupru (CuSO4 ·5H2O) – 5 g CuSO4 ·5H2O se aduc la 100 ml b.c

acid sulfuric (H2SO4) 98% ρ = 1,84 g/ml

soluție NaOH 40%

soluție indicator

Preparare: – 0,1 g roșu metil se dizolvă în etanol 95% și se aduce la balon cotat 50 ml.

0,5 g bromcrezol verde se amestecă cu etanol 95% și se aduce la semn într-un balon cotat de 250 ml.

Se amestecă o parte soluție roșu metil cu 5 părți bromcrezol verde.

Acid boric (H3BO3): Se dizolvă 40 g (H3BO3) într-un litru de apă fierbinte ,se răcește , se aduce la semn într-un balon cotat de 100 ml, se adaugă 3ml soluție indicator. Soluția de culoare portocaliu deschis va fi protejată de lumină și de surse de amoniac.

Tratament. Într-un tub de mineralizare se adaugă 12 g K2SO4 +1 ml CuSO4 +1g probă +20 ml H2SO4

Mineralizarea inițială se realizează la temperatură cuprinsă între 180-230°C până la apariția fumului alb, după care se crește temperatura la 410-430 °C cu creșteri succesive în paliere de 20’.

mineralizare la 410°C, 1h;

răcire + 60 ml apă în fiecare tub de distilare.

Distilare. Într-un vas Erlenmayer se adaugă 50 ml acid boric. Pentru distilare se adaugă 55 ml NaOH, se colectează minim 15 ml distilat, se clătește cu apă între probe.

Titrarea se realizează cu HCl până la apariția colorației roz.

Figura 2.3.. Unitatea de mineralizare

Instrucțiuni de utilizare [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] UDK 12. Digester cu programare de temperatură

Se conectează instrumentul la sursa de curent.

[NUME_REDACTAT] oprește ciclul de lucru.

Tastele cu săgeți în sus sau în jos măresc sau micșorează valoarea setată.

[NUME_REDACTAT] (săgeata la stânga) pornește programul.

Când se pornește aparatul, pe ecran apar setările anterioare.

Cu săgeata în jos coborâți la nivelul inferior și cu Esc urcați la rândul superior.

Se fixează temperatura și timpul și se confirmă cu Enter.

Se recomandă să se programeze valorile temperaturii în ordine crescătoare.

După ce programul a fost pornit,ecranul va afișa temperatura actuală și cea setată.

Când temperatura plitei ajunge la cea setată se va auzi un semnal sonor și va porni ciclul de lucru.

Ecranul va afișa timpul scurs și timpul setat.

Sfârșitul ciclului este semnalizat de un semnal acustic și pe ecran va apărea [NUME_REDACTAT] Cycle.

Se închide întrerupătorul alimentării.

Figura 2.4. Unitatea de distilare

Se verifică legăturile: cablul electric, tuburile de intrare apă de la robinet, apă distilată ce alimentează boilerul, hidroxid de sodiu, tubul de ieșire apă din refrigerator, tubul de recuperare apă distilată, tubul de descărcare a reziduurilor de la distilare.

Se verifică dacă bidonul de apă distilată sau ionizată (fără amoniac) pentru producerea aburului și diluarea probei, conține un volum suficient pentru lucrare.

La fel se verifică volumul m, vasul cu solutie de hidroxid de sodiu 33-35%.

După efectuarea conectărilor electrice și hidraulice, instalați un tub cu proba pretratată și un flacon Erlenmeyer cu absorbant, pentru asigurarea etanșeității (se asigură ca tubul de condensat să aibă capătul complet în soluția de colectare A/H3) și se închide ecranul de protecție transparent.

Se deschide robinetul de alimentare cu apă pentru refrigerator.

Se ține tasta NaOH apăsată până când soluția de NaOH curge în tubul de testare apoi se eliberează.

După preîncălzire (aproximativ 3 minute de la începerea alimentării), se apasă tasta Start/Stop.

La sfarșitul ciclului de distilare (când s-a colectat cantitatea de distilat dorită) se apasă din nou tasta Start /Stop.

Se îndepărtează vasul cu colectat.

Când încetează funcționarea aparatului, se închide robinetul de apă si întrerupătorul alimentărilor.

2.4. ANALIZA SENZORIALĂ

Primul contact al consumatorului cu produsul se realizează pe cale senzorială si în consecință proprietățile senzoriale dețin, un rol primordial în selectarea și decizia de cumpărare.

Analiza senzorială a produselor alimentare reprezintă examinarea făcută cu ajutorul organelor de simț: văz, miros, gust, pipăit în urma unui control al capacității reale de apreciere a analistului și al preciziei raționamentului acestuia, urmată de o apreciere a impresiilor senzoriale înregistrate și de prelucrarea statistică a datelor obținute.

Dintre valențele calității, valența senzorială este cel mai important aspect al calității pentru consumator, întrucât el este singurul care poate fi sesizat și apreciat.

Pe baza aprecierii senzoriale, un consumator va decide dacă un produs îi place sau nu și dacă îl acceptă sau nu. În aprecierea senzorială sunt implicate nu doar organele de simț. La realizarea unei analize senzoriale intervin totodată și factorii ,,psiho-senzoriali” referitori la impresiile senzoriale înregistrate de-a lungul timpului în legătură cu anumite alimente. Datorită subiectivismului și variabilelor în gusturi, caracteristicile senzoriale sunt complexe și această valență este greu de satisfăcut.

Caracteristicile senzoriale analizate în mod curent sunt:

Textura, pentru descrierea căreia se utilizează o serie de descriptori: consistență, compactitate, coezivitate, aderență, cremozitate, masticabilitate;

Gustul;

Aroma;

Mirosul;

Aspectul .

Textura este una din caracteristicile importante pentru aprecierea calității și prospețimii alimentelor de către consumatori. Asociată cu aroma produsului ne revine în minte, atunci când ne gândim la un anumit produs.

Cu toate că este des utilizat, termenul textură nu descrie o însușire unică, bine definită. Termenul de textură precizează proprietățile structurale și mecanice ale unui aliment, precum și percepția senzorială la nivel tactil sau gustativ.

Unele definiții ale texturii restrâng utilizarea termenului doar pentru atributele senzoriale sau pentru atributele senzoriale însoțite de proprietățile mecanice direct legate de acestea.

Alte definiții extind înțelesul și pentru unele proprietăți mecanice de interes comercial, care nu interesează în mod direct consumatorul, cum este cazul rezistenței la acțiunea dăunătoare a factorilor mecanici (Abbott, Harker 2002).

O textură bună este un semn de calitate a alimentelor și a unei preparări excelente, caracteristici urmărite de consumatorii cu gusturi rafinate.

Textura alimentelor are o influență fundamentală asupra percepției calității alimentelor de către consumator.

Definită din punctul de vedere al consumatorului sau al panelistului, textura, este o experiență subiectivă care se referă la modul în care alimentul este perceput în cavitatea bucală și impresia creată de caracteristicile sale fizice ca rezultat al mușcării și mestecării ( Kramer 1973).

Deși informațiile multiple legate de aceasta apar la nivelul cavității bucale, oamenii folosesc mai multe simțuri pentru percepția texturii: vizual, tactil și auditiv.

În această lucrare am folosit pentru analiza senzorială a tipurilor de brânză proaspătă de vacă metoda punctajului – care presupune utilizarea unor cifre pentru a evalua intensitatea unui atribut pe care îl percepem sau o reacție la acest atribut (comparată cu alte metode aceasta oferă mai multe informații despre intensitatea percepției).

Testele descriptive sunt utilizate pentru evaluarea atributelor texturale sau pentru cuantificarea unor diferențe existente între produse, practic ele crează profilul de textură al produsului respective.

La examinarea senzorială a brânzei proaspete trebuie să se aibă în vedere următoarele:

persoanele care efectuează analiza senzorială trebuie să cunoască bine caracteristicile brânzei proaspete și să nu prezinte afecțiuni care pot influența aprecierile;

paneliștii nu trebuie să consume alcool și mâncăruri condimentate cu cel puțin 2 ore înainte iar fumatul trebuie întrerupt cu cel puțin o oră înainte de analiza senzorială;

îmbrăcămintea degustătorilor trebuie să fie lipsită de mirosuri străine (tutun, produse chimice, parfum)

degustătorii vor face examenul senzorial după cel puțin o oră și cel mult 3 ore de la servirea mesei;

probele se repartizează în mod egal și se introduc în vase de formă, culoare și dimensiuni identice;

după fiecare apreciere se face clătirea gurii cu apă sau se consumă o bucată de pâine albă.

Pentru aprecierea calităților senzoriale ale produsului obținut am folosit metoda punctajului pe un eșantion de 5 persoane.

2.4.1. Analiza statistică – Metoda ANOVA

ANOVA este denumirea sub care este cunoscut procedeul de analiză dispersională (analysis of variance), respectiv un procedeu de analiză a variației unei variabile în raport cu factorii de influență. Este aplicabilă în mai multe domenii de investigație statistică: economic, social, experimental. Primele aplicații au fost făcute în domeniul agriculturii și biologiei de către R. A. Fisher (1925) care a pus bazele acestui procedeu de analiză statistică.

Prin procedeul ANOVA se pot testa ipoteze cu privire la parametrii unui model cum ar fi, de exemplu, ipoteza de egalitate a mediilor mai multor eșantioane pentru a verifica dacă sunt diferențe semnificative între populațiile din care s-au extras eșantioanele observate. Analiza variației permite, de asemenea, să se estimeze componentele dispersiei unei variabile și să se verifice semnificația factorilor de influență asupra dispersiei.

În ce constă analiza variației? Acest procedeu de analiză statistică constă în descompunerea variabilei totale a unui ansamblu de date înregistrate pentru o variabilă X în componente definite după sursa variabilei (cauzele acesteia) și compararea acestora pentru a stabili dacă factorii considerați cauză au influență semnificativă asupra variabilei X.

Componente ale variației. TIPURI DE ANOVA

Componentele variației sunt grupate, după cauze, în două categorii: o componentă numită efect sau componentă explicată (variatie explicată) și o componentă numită eroare (reziduu) care nu poate fi dată pe seama unui anumit factor, fiind efectul aditiv al tuturor factorilor aleatori asupra variației.

În funcție de numărul factorilor cauză, analiza variației poate fi tratată ca o

analiză unifactorială sau ca o analiză bi și multifactorială (fig. 5)

Figura. 2.5. (a) ANOVA pentru un factor

(b) ANOVA pentru doi factori

Pentru măsurarea variației unei variabile se folosește, de obicei, varianța.

Varianțele fiind, în principiu, neaditive, pentru descompunerea variației se recurge la suma pătratelor abaterilor valorilor observate ale variabilei de la media lor, sumă cunoscută sub denumirea de devianță sau variație. Dacă devianțele se împart la numărul gradelor de libertate se obțin estimatorii corespunzători ai varianțelor.

Pentru exprimarea și măsurarea componentei explicate a variației, determinată de unul sau mai mulți factori cauză, se folosește varianța intergrupe; pentru componenta eroare sau reziduu se folosește varianța intragrupe. Variabila reziduu exprimă influența însumată a tuturor factorilor aleatori.

Când nu se cunosc varianțele, componentele variației sunt măsurate prin estimatori ai varianței și anume: estimatorul varianței intergrupe, estimatorul varianței intragrupe și estimatorul varianței totale.

Anova unifactorială

ANOVA unifactorială este un procedeu de analiză a variației pentru un singur factor cauză. Acest procedeu permite compararea valorilor tipice, de exemplu, a mediilor a trei sau a mai multor eșantioane (grupe) în scopul de a determina dacă există diferențe semnificative între populațiile din care au fost extrase eșantioanele.

variație intergrupe (VE)

– ANOVA UNIFACTORIALĂ variație intragrupe (VR)

variație totală

variație datorată factorului cauză A(VA)

– ANOVA BIFACTORIALĂ variație datorată factorului cauză B(VB)

variație interacțiune (VAB)

variație totală

Condiții. Ipoteze. Regula de decizie în ANOVA unifactorială

Condiții. Analiza variației se poate realiza dacă:

– eșantioanele aleatoare sunt independente (condiția de independență);

– distribuțiile populațiilor din care se extrag eșantioanele sunt toate normale

(condiția de normalitate);

– toate populațiile sunt homoscedastice (condiția de homoscedasticitate).

Ipoteze. În analiza variației pentru un singur factor cauză se formulează următoarele două ipoteze:

– ipoteza nulă H0:θ1 =θ2=…=θk unde θ – parametrul considerat;

– ipoteza alternativă H1 : cel puțin valorile a doi parametri sunț diferite între ele.

Pentru verificarea ipotezei H0 în ANOVA pentru un factor cauză, se folosește un test statistic numit testul F – raportul Fisher. Raportul F este calculat ca raport între doi estimatori ai varianței și anume estimatorul varianței intergrupe și estimatorul varianței intragrupe.

Ipoteza nulă se verifică dacă raportul F =1. În general, valoarea raportului F este diferită de 1. Pentru a verifica cauza variației eșantioanelor (grupelor), exprimate sintetic prin media lor, valoarea calculată a raportului F se compară cu valoarea citită în tabelul Fisher , corespunzător unui prag de semnificație dat și numărului gradelor de libertate a variantelor comparate.

Regula de decizie. Se respinge ipoteza nulă dacă valoarea calculată este mai mare sau egală cu valoarea tabelată pentru un risc α și ν1 și ν2 grade de

Iibertate:

Dacă F < Fcrit. , atunci spune-mi că nu există diferențe semnificative între mediile eșantioanelor și se poate accepta ipoteza H0 (ipoteza nulă)

Dacă F > Fcrit. , atunci spunem că, factorul cauză influențeză semnificativ variabila analizată, fiind diferențe semnificative între mediile eșantioanelor și se acceptă ipoteza alternativă (H1).

Dacă nu, se admite egalitatea parametrilor, de exemplu a mediilor, adică se consideră că eșantioanele comparate provin din aceeași populație, sau altfel spus, factorul cauză nu infuențează semnificativ variația variabilei considerate.

2.5. Analize microbiologice

Tehnicile de numărare indirectă a microorganismelor prin cultivare pe medii dense constau în inocularea unui volum cunoscut din suspensia de celule pe medii de cultură solidificate, în plăci Petri și, după o perioadă de cultivare în condiții optime, se numără coloniile formate.

Rezultatul se exprimă în:

– număr de microorganisme [N/cm3 sau g] – în cazul microorganismelor care prezintă celule individuale, neasociate;

– unități formatoare de colonii (ufc) [ufc/ cm3 sau g] – în cazul microorganismelor la care celulele formează asociații (lanțuri, pachete, pseudomiceliu).

Aceste tehnici au avantajul estimării numărului de microorganisme vii și, în același timp, permit și o analiză calitativă prin studiul caracterelor morfologice ale coloniilor dezvoltate.

Pentru o numărare eficientă se impune diluarea prealabilă, prin tehnica diluțiilor decimale, a probelor de analiză cu încărcătură microbiană mare, sau concentrarea prin filtrare prin membrane sterile, în cazul probelor cu număr redus de microorganisme.

Pentru a determina numărul de bacterii viabile s-a folosit metoda de numărare indirectă (Koch). S-au făcut inoculări pe mediu MRS și s-a urmărit viabilitatea timp de 14 zile, prelevând probă din 7 în 7 zile. S-au făcut inoculări din diluțiile 6 și 7.

Plăcile inoculate au fost termostatate în condiții de anaerobioză la temperatura de 37º C, timp de 48 de ore. Au fost numărate doar plăcile în care au existat între 15-300 colonii.

Calcul :

Unde :

n1, n2, n3, n4 = numărul coloniilor dezvoltate în plăci

x1 = numărul plăcilor corespunzătoare primei diluții aleasă pentru numărare

x2 = numărul plăcilor corespunzătoare celei de-a doua diluții

K = coeficient de diluție corespunzător primei diluții aleasă pentru numărare

2.6. Analiza reologică

Reologie pentru industria alimentară

Reologia are ca obiect de studiu curgerea și deformarea substanțelor și în special comportamentul acestora în zona tranzitorie dintre solide și fluide. Reologia încearcă să definească o relație între stresul care acționează asupra unui material și deformarea sau curgerea care are loc.

Proprietățile reologice sunt determinate prin măsurarea forței și deformării în funcție de timp. Diferența dintre metodele reologice fundamentale și empirice constă în faptul că, metodele fundamentale se bazează pe concepte foarte bine cunoscute și folosesc ecuații din fizică. Metodele empirice sunt deseori utilizate în momentul în care geometria și compoziția este mult prea complexă pentru a descrie forța și deformarea.

Conceptele de bază pentru stres (forța pe suprafață) și deformare (deformare pe

lungime) reprezintă cheia tuturor evaluărilor reologice. Efortul () reprezintă forța pe unitatea de suprafață și se exprimă în Pa. Direcția forței în corelație cu suprafața de impact, determină tipul de efort. Efortul normal apare în momentul în care forța este direct proporțională pe suprafață și poate fi realizat în timpul tensiunii și compresiei.

Efortul la forfecare apare în momentul în care forța acționează paralel la o suprafață.

Deformarea reprezintă o mărime adimensională a deformării relative a unui material. Direcția efortului aplicat în corelație cu suprafața materialului va determina tipul de deformare. Deformarea normală () apare în momentul în care efortul este normal la suprafața probei. Produsele alimentare arată o deformare normală în momentul în care sunt trase (Nielsen,1998).

Teste oscilatorii realizate la deformații mici

Deoarece gelurile sunt materiale vâscoelastice, reologia dinamică pentru evaluarea proprietăților gelurilor sunt adecvate pentru studierea caracteristicilor gelurilor cât și pentru gelifiere sau topire. În testele de reologie dinamică realizate în domeniul liniar vâscoelastic, pot fi obținuți modulul de elasticitate (înmagazinare) G', modulul de pierdere G'' și tanfactorul de pierdere.

G' reprezintă o măsură de deformare a energiei depozitate în probă, în timpul procesului de forfecare și reprezintă comportamentul elastic al probei.

G'' reprezintă o măsură a energiei de deformare utilizată în probă, în timpul forfecării și reprezintă comportamentul vâscos al probei.

Dacă G' este mai mare decat G'', materialul se va comporta mai mult ca un solid; deformațiile vor fi elastice sau recuperabile; daca G'' este mai mare decat G' atunci materialul se va comporta mai mult ca un lichid; energia este disipată vâscos.

Pe de altă parte factorul de pierdere, redă raportul dintre componenta vâscoasă și componenta elastică a comportamentului de deformare.

Unghiul de fază =00 sau tan=0 corespunde unui răspuns elastic, iar =900 sau tan= unui răspuns vâscos. Daca unghiul de fază variază între limitele 0<<90 materialul va avea un comportament vâscoelastic. Mai mult decât atât, vâscozitatea complexă reprezintă un alt parametru util, în care reprezintă frecvența oscilației (rad-1), iar G*=. Pentru a obține proprietăți folositoare pentru geluri, procesului de gelifiere sau pentru procesul de topire pot fi realizate trei tipuri de teste dinamice și anume:

test de creștere progresivă a frecvenței în care G' și G'' sunt deteminate în funcție de frecvența () la o anumită temperatură;

test de creștere progresivă a temperaturii în care G' și G'' sunt deteminate în funcție de temperatură la o frecvență stabilită;

c) test de creștere progresivă a timpului în care G' și G'' sunt deteminate în funcție de o frecvență fixă și temperatură.

Figura2.6. Răspunsul vâscoelastic al unui material în timpul gelifierii

Măsurători reologice : echipament

Reometrul sau vâscozimetrul care măsoară proprietățile reologice ale fluidelor prin rezistență la curgere sub acțiunea unei forțe cunoscute sau stresul produs într-o cantitate cunoscută de fluid reprezintă un instrument esențial în studiile alimentare reologice.

Condițiile de lucru care se au în vedere la o probă sunt următoarele:

●Curgerea laminară

●Curgere constantă

●Temperatură uniformă (Barringer&Ratanatriwong,2003)

Pe de altă parte specificațiile echipamentului, trebuie cel puțin să aibă în considerare: forța minimă și maximă, viteza unghiulară minimă și maximă, închiderea automatizată, rezoluția închiderii, domeniul forței normale, controlul temperaturii și software.

Figura 2.7. Reometrul AR 2000

Reometrele comerciale pot fi împărțite în reometre analitice și empirice și reometre care dau vâscozitatea reală.

Primele două sunt utilizate în controlul calității unde nu sunt necesare date precise, deși datele ar trebui să se coreleze cu rezultatele senzoriale sau caracteristicile de procesare (Barringer&Ratanatriwong,2003).

[NUME_REDACTAT] (Physica USA, Spring, TX, USA), TA Instruments ([NUME_REDACTAT], DE, USA), Bohlin ([NUME_REDACTAT], Inc., [NUME_REDACTAT], NJ, USA), Haake (Haake,Inc.,Paramus, NJ, USA), Brookfield (Middleboro, MA, USA) și Reologică ([NUME_REDACTAT], Inc., Borden-town, NJ, USA) etc, sunt principalii furnizori de instrumente reologice pentru industria alimentară.

În ultima vreme, aceștia livrează diferite tipuri de echipamente pentru a acoperi toate nevoile industriei alimentare.

Vâscozimetrele capilare, vâscozimetrele cu bilă în cădere, reometrele rotative și oscilatorii, sunt folosite pentru măsurători reologice.

Figura 2.8. Teste reologice utilizate în caracterizarea alimentelor

Cele două elemente comune utilizate în reometrele rotaționale sunt viteza și stresul controlate. Prin folosirea vitezei controlate, materialul studiat este plasat între două plăci. Una dintre plăci este rotită cu o viteză fixă, iar forța de torsiune produsă la cealaltă placă este măsurată. Astfel viteza (viteza de deformare) este variabilă independentă, iar forța (stresul) reprezintă variabila dependentă.

În stresul controlat situația este inversă. O forță (stres) este aplicată unei plăci, iar viteza rotațională (viteza de deformare) ale aceleași plăci este măsurată (Semancik, TA Instruments).

Sisteme de măsurare

Majoritatea reometrelor comerciale necesită geometrii de măsurare similare (con-placă, plăci paralele, cilindru concentric, etc). și au domenii de măsurare comparabile. Totuși, designul variază de la un reometru la altul (Ma&Barbosa-Canovas,1995b). Sunt disponibile diferite sisteme de măsurare pentru a realiza măsurători reologice (rotaționale,deformare, relaxare,oscilatorii).

Reometrele rotaționale au geometrii de măsurare interschimbabile: cilindru concentric,con și placă, plăci paralele. În cilindrul concentric fluidul este forfecat între închiderea dintre cilindrul inferior și cilindrul superior.

Un sistem de măsurare cu închidere dublă este de asemenea disponibil pentru lichidele cu vâscozitate redusă unde o suprafață de forfecare ridicată este asigurată pentru ca forța să atingă o valoare ridicată suficientă. Zona de forfecare include atât suprafața de intrare cât și cea de ieșire, făcând astfel posibil controlul temperaturii. Pe de altă parte, geometria de tip con și placă, care constă dintr-o sondă cu suprafață conică și o placă fixă cu suprafață plată, forța este masurată ca și consecință a tragerii fluidului pe con. Conform cu standardele ISO se recomandă utilizarea unui unghi α=0.5-30 între con și placă. În plus, geometria de tip con și placă poate fi utilizată pentru probe ce au particule /10, în caz contrar nu există suficient volum disponibil între particule, iar acest lucru poate influența deformarea sau comportamentul la curgere (Barbosa-Canovas și alții 1996;mezger,2002).

Avantaje:

Valoarea vitezei de forfecare este constantă pe întreaga închidere a geometriei datorită unghiului foarte mic

Efectele de final sunt neglijabile

Pot fi realizate măsurători la viteze de forfecare mari deoarece fără a compensa efectul de încălzire, deoarece un strat fin de fluid este în contact cu o placă de metal care are un sistem de control al temperaturii (Barringer&Ratanatriwong,2003).

Astfel,sistemele de măsurare de tip placă-placă, constă din două plăci plate, din care una este fixă, iar cealaltă mobilă. Ele pot fi utilizate în momentul în care măsurătorile trebuie realizate la viteze de forfecare mici și sunt utile pentru testările oscilatorii și pentru dispersiile macrogranulare (coarse). Aceste sisteme cu senzori facilitează umplerea închiderii de forfecare cu probe ce au valori ridicate pentru stresul de câmp, astfel încât ele nu necesită expulzarea radială semnificativă pentru a atinge închiderea finală dintre plăci în prealabil cu testele actuale (Schramm,1994).

Închiderea flexibilă dintre plăci o face aplicabilă pentru suspensiile cu vâscozitate ridicată sau pentru produsele alimentare speciale cât și pentru structurile tridimensionale, solidele moi sau materialele dure. Mai mult, curățarea se realizează foarte ușor după efectuarea testului, iar alunecarea pe pereți poate fi evitată prin polisare cu nisip, prelucrarea suprafeței. Însă distribuirea forfecării nu este uniformă pentru că stresul de forfecare este în funcție de rază, care face calculele să fie mult mai complicate.

Totuși, în momentul în care se măsoară lichidele cu vâscozitate redusă la viteze de forfecare ridicate, pot să apară efecte secundare la curgere. Acest lucru conduce la turbulențe și pot cauza creșterea rezistenței la curgere (Barringer& Ratanatriwong,2003).

CAPITOLUL 3

3. 1. Schema tehnologică de obținere a brânzei de tip aperitiv cu probiotice

Figura 3.1. Schema de fabricare a brânzei proaspete de tip aperitiv cu probiotice

3.2. Descrierea procesului tehnologic :

S-au folosit 4 litri de lapte pentru obținerea brânzei proaspete de vaci cu probiotice cu adaos de măsline negre. Acesta a fost pasteurizat în pasteurizatorul cu 3 zone, Armfield FT 75, prezentat în figura 3.2.1. până la o temperaură de 75°C după care a fost răcit la 42°C.

Pasteurizarea este importantă pentru că : asigură distrugerea bacteriilor patogene; permite uniformizarea calității culturilor pure de bacterii lactice și a altor culturi în vederea dirijării procesului de maturare; îmbogățește consumul specific datorită reținerii în brânză a unei părți din proteinele serice (lactoalbumina si lactoglobulina).

Figura 3.2. Pasteurizator ARMFIELD

După pasteurizare laptele se răcește la temperatura de 420C. Temperatura de coagulare se alege în funcție de sortimentul care se fabrică, precum și de utilajele în care se face prelucrarea laptelui, adică de posibilitatile de menținere a temperaturii în timpul procesului de maturare și coagulare a laptelui. În laptele pasteurizat și răcit la temperatura de coagulare, se adaugă cultura de bacterii lactice acidifiante si aromatizante 0,04%, cheagul în proporție de 0,02% și acid lactic 0,4%.

Înainte de a atinge temperatura de răcire, laptele a fost transportat în vana de prelucrare a laptelui, Armfield FT 20 – MK II (figura 3.2.2.). În timpul coagulării trebuie menținută constant temperatura, admitându-se o diferență de max. ±20C, față de temperatura inițială. Procesul de coagulare se consideră terminat când se realizează următorii parametri :

-coagulul compact, de consistență moale, ce se desprinde ușor de pe pereții vanei.

-aciditatea zerului 73-750T.

Figura 3.3.Vană de coagulare ARMFILED

Din 10 în 10 minute s-au înregistrat parametrii tehnologici la coagulare, până la finalizarea acesteia, conform tabelului 3.1. aceștia indicând temperatura apei din vană, pH-ul și temperatura produsului.

Tabelul 3.1. Parametrii tehnologici la coagulare

Unde:

TW- temperatura apei din vană;

pH – pH-ul produsului;

T- temperatura produsului.

Din această monitorizare, se observă că procesul de coagulare s-a desfășurat pe o perioadă de 80 minute. Vana este prevăzută cu un dispozitiv de amestecare ceea ce face ca ingredientele să fie răspândite în toată masa laptelui.

După obținerea coagulului, acesta a fost supus unei ușoare operații de presare, în vederea eliminării zerului. Zerul a fost eliminat printr-un furtun lateral vanei, montându-se în prealabil o sită în gura de scurgere a zerului, pentru a nu exista pierderi de produs. Cantitatea de brânză s-a înjumătățit, după care s-a realizat amestecarea cu adaosuri, în diferite cantități. Astfel:

O parte a fost omogenizată cu smântână în proporție de 30% și măsline 10%;

Figura 3.4. Brânză proaspătă de vaci cu adaos mai mic

Cealaltă parte a fost omogenizată cu smântână în proporție de 45% și măsline 15%.

Figura 3.5. Brânză proaspătă cu un adaos mai mare

Tabelul 3.2. Codificarea probelor

3.3. Rezultate și interpretări

3.3.1. Rezultate analiza tehnologică

Am efectuat analiza laptelui materie primă cu ajutorul aparatului Lactostar și am obținut următoarele rezultate :

Tabel 3.3.Caracteristicile fizico-chimice ale laptelui de vacă

Din analiza realizată cu ajutorul aparatului Lactostar reiese faptul că laptele ca materie primă folosit pentru obținerea brânzei proaspete cu probiotice a avut un semnificativ adaos de apă, de aceea punctul de ingheț are o valoare mai mare. Cu toate acestea conținutul de lactoză și proteine este apropiat de limitele normale.

3.3.2. Rezultate analize fizico-chimice

În cadrul studiului au fost determinate, pentru cele 2 sortimente de brânză proaspătă cu probiotice și adaos de măsline și smântână, următoarele caracteritici fizico-chimice: aciditate, pH, activitatea apei, conținut de grăsime și conținut de proteine.

Cele două sortimente de brânză au fost testate pe o perioadă de 14 zile în care s-a urmărit stabilitatea adaosului în brânza proaspătă.

3.3.2.1. Determinarea acidității

Unul dintre parametrii fizico-chimici determinați a fost aciditatea. Aciditatea este o proprietate importantă în aprecierea calității produselor alimentare deoarece ea contribuie în mod direct la formarea gustului (gustul acru este dat de prezența acizilor în produs) și este un indicator al prospețimii acestora.

Aciditatea contribuie la aroma de fond, la determinarea gradului de deshidratare. Ea este de asemenea, importantă pentru proprietățile reologice. Am urmărit o evoluție a acesteia, pentru a vedea dacă se modifică după introducerea adaosurilor. Valorile obținute sunt date în următorul tabel.

Tabelul 3.4. Valorile acidității pe parcursul monitorizării

Figura 3.6. Variația acidității pe parcursul depozitării produsului

Din graficul variației acidității pe parcursul depozitării rezultă că aciditatea brânzei cu un conținut mai mic de grăsime a crescut de 3,39 ori (B1), în timp ce brânza cu un adaos de 60% a înregistrat o creștere a acidității de 3,48 ori (B2). De asemenea, s-a constatat că brânza cu un conținut mai mare de grăsime s-a alterat mai repede decât cea cu un conținut de grăsime mai mic.

3.3.2.2. Determinarea pH-ului

Pentru alimente valoarea pH- ului este un parametru calitativ pentru că nu se știe exact care dintre componentele cu caracter acid din complexul alimentar a disociat mai puternic, știind că acizii mai tari retrogadează ionizarea acizilor mai slabi. În tabelul 3.5. sunt prezentate rezultatele înregistrate pentru cele 2 sortimente de brânză pe o perioadă de 14 zile.

Tabelul 3.5. Variația pH – ului pe parcursul depozitării

Figura 3.7. Variația pH –ului pe parcursul depozitării produsului

Pe parcursul depozitării produsului, brânza cu un adaos de 40% a înregistrat o scădere a pH –ului cu 0,79 unități față de valoarea inițială, pe când brânza cu un ados de 60% a înregistrat o scădere a pH –ului cu 1,343 unități. Astfel, putem observa legătura dintre pH și aciditate, cu cât aciditatea crește pH-ul înregistrează o scădere datorită formării de acid lactic prin hidroliza lactozei cu probioticele.

3.3.2.3. Determinarea activității apei

Pe tot parcursul cercetării, valoarea activității apei a rămas constantă, variind doar temperatura produsului.

Tabel 3.6. Valori ale activității apei înregistrate în timpul depozitării produsului

Figura 3.8. Variația activității apei și a temperaturii

Brânzeturile proaspete au valoarea aw > 0,95. Deoarece în produs s-a adăugat smântână, aw și conținutul de apă liberă este maxim și este egal cu 1. Nu s-a înregistrat o scădere a valorii aw pe parcursul depozitării produsului.

3.3.2.4. Determinarea conținutului de grăsime

Pentru proba de brânză cu un adaos de 40% am efectuat 2 probe în paralel, media acestor 2 determinări fiind de 13, iar pentru proba cu un adaos de 60% media determinărilor fiind de 16. Conținutul de grăsime raportat la substanța uscată (Gsu), exprimat în procente, se calculează cu formula:

Gsu, % = (3.1.)

în care:

G – conținutul de grăsime determinat cu butirometrul, în procente ;

A – conținutul de apă al produsului,(65%).

●Pentru brânza cu un adaos de 40%, Gsu, % = 37,14

● Pentru brânza cu un adaos de 60% , Gsu, % = 45,71

Conform specificațiilor, brânza proaspătă de vaci cu adaos de măsline și smântână face parte din sortimentul de brânzeturi semigrase, conținutul de grăsime fiind un criteriu important în aprecierea calității brânzeturilor.

3.3.2.5. Determinarea azotului total prin metoda Kjeldahl

WN = (3.2.)

unde WN – cantitatea de azot din probă ;

VS – volumul de HCl din probă,ml ;

Vb – volumul de HCl din proba martor, ml ;

Mr – molaritatea HCl ;

m – masa probei, g ;

WN = = 1,8 pentru B1

WN = = 2,5 pentru B2

WP = WN ·6,38 WP = 16,44% conținut proteină

Calculul conținutului de proteine : (3.3)

WP = WN · 6,38

Unde WP =conținutul de proteine

WN -=cantitatea de azot din probă

6,38= factor de conversie

WP =1,8 · 6,38 = 11,4 %în cazul primei probe

WP =2,5 · 6,38 = 15,9 % în cazul celei de-a doua probe

3.3.3. Rezultate analiza senzorială

Prezentarea variantelor de brânză s-a facut în pahare de plastic de unică folosință și de aceeași culoare, pentru ambele tipuri de brânză, pentru a nu influența părerile degustătorilor. Analiza a fost realizată de 5 paneliști, care au degustat probele de brânză codificate B1 și B2. Fiecare dintre aceștia a primit buletinul de analiză atașat la Anexa 1. Pentru analiza senzorială s-a folosit metoda punctajului, ceea ce a făcut posibilă prelucrarea statistică a rezultatelor. Pentru fiecare caracteristică s-au acordat calificative, care au fost transformate în valori numerice (5 – foarte bun, 4 –bun, 3-satisfăcător, 2 – nesatisfăcător, 1 – necorespunzător, 0- alterat) . Punctajul pentru fiecare caracteristică s-a obținut făcând o medie dintre valorile numerice date de toți degustătorii, iar în funcție de aceste medii s-a realizat următorul tabel. (Tabelul 3.7.)

Aspectul este primul atribut senzorial cu care vine în contact degustătorul. Produsul trebuie să fie atractiv atunci când este analizat vizual, pentru ca apoi consumatorul să ia în considerare ceilalți parametri. Pentru aspectul exterior s-a urmărit dacă produsul prezintă masă omogenă, scurgere liberă de zer, impurități. Din tabelul 3.7. se poate observa că din punct de vedere al aspectului exterior mai apreciată a fost brânza cu un adaos mai puțin de smântână și măsline decât brânza cu un adaos mai mare. Acest lucru s-a datorat faptului că prima probă a fost omogenă în toată masa, în timp ce a doua probă a fost depreciată din cauza scurgerii prea mari de zer.

Culoarea este, de asemenea, o caracteristică foarte importantă în aprecierea prospețimii produsului. La această caracteristică s-a observat nuanța dată de ingredientele folosite și uniformitatea ei. În ceea ce privește culoarea, mai plăcută a fost proba B1 datorită faptului că a avut un adaos mai mic de măsline ceea ce nu a încărcat prea mult spectrul vizual.

Mirosul este detectat atât înainte cât și după ce produsul a fost ingerat. Mirosul este un aspect important deoarece este un indicator al prospețimii produsului. Din tabelul 3.7. se observă că de data aceasta cea mai bine cotată din punct de vedere al mirosului a fost brânza cu un adaos mai mare de măsline și smântână. Această caracteristică a fost influențată în mare măsură de adaosul de măsline.

Gustul . Pentru aprecierea gustului brânzei cu adaos de măsline trebuie avut în vedere gustul sărat și cel acrișor, dat de componentele adaosului. Brânza poate fi acrișoară datorită acidului lactic format la fermentația lactică. Se observă că brânza cu un adaos mai mic a fost mai apreciată din punct de vedere al gustului sărat-acrișor pe când proba cu o cantitate mai mare de adaos .

Tabel 3.7. Aprecierea senzorială a brânzei cu adaos de măsline pe parametri

Din grafic se poate observa că, cele mai apreciate caracteristici ale brânzei B1 au fost: aspectul exterior, culoarea, textura adaosului, gustul, consistența, senzația de persistență și sinereza, în schimb la brânza B2 au fost apreciate celelalte caractersitici și anume: mirosul și senzația de plinătate. Deci, alegerea variantei optime de produs, este proba cu mai puțin adaos deoarece au fost apreciate cele mai multe atribute senzoriale.

3.3.3.1. Rezulatate analiza statistică

Datele obținute de la metoda punctajului, au permis prelucrarea statistică a rezulatatelor utilizând metoda ANOVA bifactorială cu replicare.

Atributele senzoriale au fost grupate diferit, în funcție de specificitatea descriptorilor folosiți. Metoda analizează diferențele între cele două produse analizate.

În primul caz s-a luat în considerare culoarea, mirosul și gustul, realizandu-se calculul metodei ANOVA.

Tabel 3.8. Reprezentarea statistică

Probele nu prezintă diferențe semnificative, deoarece F < Fcrit. , ceea ce înseamnă că degustătorii percep diferit atributele senzoriale analizate ale celor două probe.

Se respinge ipoteza nulă H0 și se acceptă ipoteza alternativă H1 cu o probabilitate de 95%.

În următorul caz s-au luat în considerare aspectul, consistența, sinereza și textura adaosului.

Tabel 3.9. Reprezentarea statistică

Se constată că F < Fcrit. și se poate spune că nu există diferențe semnificative între atributele texturale ale celor două produse și notele acordate de degustători.

Interacțiunea nu contribuie la creșterea riscurilor de erori, în interpretarea datelor statistice. În acest caz, se respinge ipoteza nulă, H0 și se acceptă ipoteza alternativă H1 cu o probabilitate de 95%.

3.3.4. Rezultate analiza microbiologică

Prin analiza microbiologică s-a urmărit determinarea numărului de microorganisme viabile determinate prin metoda de numărare indirectă (Koch).

Viabilitatea microorganismelor s-a monitorizat pe o perioadă de 14 zile.

După termostatarea plăcilor inoculate, s-au făcut numărări în plăcile care conțineau între 15-300 colonii.

Determinarea microorganismelor viabile s-a determinat cu ajutorul următoarei formule:

Unde :

n1, n2, n3, n4 = numărul coloniilor dezvoltate în plăci

x1 = numărul plăcilor corespunzătoare primei diluții aleasă pentru numărare

x2 = numărul plăcilor corespunzătoare celei de-a doua diluții

K = coeficient de diluție corespunzător primei diluții aleasă pentru numărare

Astfel :

Tabel 3.10. Număr microorganisme viabile

Pentru evidențierea viabilității microorganismelor în produse, s-a realizat următorul grafic, prin transformarea valorilor în logaritmi, astfel :

Pentru a 7-a zi : Pentru a 14-a zi :

B1 = 9,783189 B1 = 9,10721

B2 = 9,790988 B2 = 9,450249

Figura 3.10. Variația microorganismelor viabile

Figura 3.11. Probiotice dezvoltate în produs

Din analiza microbiologică se observă că microorganismele și-au păstrat caracterul probiotic.

Între cele două probe nu există diferențe semnificative, ale numărul de bacterii viabile. Însă există diferențe de microorganisme în a7-a și a 14-a zi.

Pentru B1 microorganismele dezvoltate în a 7-a, au fost cu 7.4% mai multe față de a 14-a zi, iar pentru B2 cu 3.6% față de ultima zi, în condițiile în care produsul a fost păstrat în condiții de refrigerare.

3.3.5. Rezultate analiza reologică

Analiza reologică pune în evidență corelarea dintre elasticitate și vâscozitate pentru fiecare probă.

Tabel 3.11. Valorile reologice pentru proba B1

În funcție de valorile lui G’ și G’’ s-a realizat următorul grafic:

Figura 3.11. Test de creștere progresivă a frecvenței pentru B1

Tabel 3.12. Valorile reologice pentru proba B2

Și în acest caz, în funcție de valorile lui G’ și G’’ s-a realizat următorul grafic.

Figura 3.12. Test de creștere progresivă a frecvenței pentru B2

Din testul de creștere progresivă a frecvenței se poate observa că pentru proba B1 G’ a luat valori de la 1153 până la 6627 Pa, în timp ce pentru proba 2 G’ a fost cuprins între 1543 și 3718. Din aceste date rezultă că proba 1 (B1) prezintă proprietăți de elasticitate mult mai mari comparativ cu proba 2, dar cu toate acestea, la temperatura de 20°C atât proba 1 cât și proba 2 se comportă ca un solid.

Figura 3.13. Determinarea indicelui de consistență

Din determinarea indicelui de consistență la temperatura de 20ºC, la proba 1 a fost înregistrată cea mai mare valoare pentru indicele de consistență G* în raport cu frecvența care a oscilat între 0,1 – 10 Hz.

CAPITOLUL 4

În cadrul analizelor fizico- chimice s-au determinat următoarele: aciditate, pH, activitatea apei, grăsimea raportată la substanța uscată și conținutul de proteine. Datele obținute la aceste determinări, au arătat că ambele probe de brânză s-au încadrat în limitele prevăzute de standarde. Prin determinarea grăsimii, probele de brânză s-au clasificat în sortimentul de brânză semigrasă. Făcând corelația dintre aciditate și pH, pe toată durata păstrării produselor s-a observat o creștere a acidității și o scădere a pH-ului, fapt ce s-a datorat cantității de acid lactic adăugat la obținerea probelor de brânză.

În ambele probe de brânză, activitatea apei a fost constantă, ceea ce nu a dus la modificări ale texturii produselor și comportării reologice.

Prin analiza senzorială s-a dovedit că ambele probe de brânză au fost apreciate, însă punctajul cel mai bun l-a obținut brânza cu un adaos mai mic. La această variantă de brânză au fost apreciate cele mai multe atribute senzoriale: aspectul exterior, culoarea, gustul, consistența, sinereza, textura adaosului și senzația de persistență. Tot aici, aplicând [NUME_REDACTAT] Bifactorială rezultă că atributele senzoriale influențează semnificativ degustătorii în aprecierea produsului deoarece F>Fcrit.

În cadrul studiului microbiologic, între cele două probe nu există diferențe semnificative ale numărului de bacterii viabile, microorganismele păstrându-și caracterul probiotic.

Analiza reologică a arătat că produsul B1 prezintă proprietăți de elasticitate mult mai mari comparativ cu proba B2 , ambele probe comportându-se ca un solid.

În consecință, produsul cel mai bine cotat a fost brânza cu un adaos mai mic.