Cercetari Privind Influenta Monoculturilor Probiotice Asupra Calitatii Produselor Lactate

Cuprins:

Tema lucrării

PARTE DOCUMENTARĂ

Capitolul I: Parte introductivă

[NUME_REDACTAT]. [NUME_REDACTAT] și justificarea lucrării

Capitolul II: Descrierea și caracterizarea bacteriilor lactice din cultura starter pentru iaurt

2.1 Particularități morfo-fiziologice generale ale bacteriilor din cultura starter pentru iaurt

2.1.1 Principalele defecte ce pot fi constatate la iaurt

2.2 Proprietăți biochimice ale bacteriilor utilizate la fabricarea PLF

Capitolul III: Tehnologia iaurtului

3.1 Substanțe de aromă

3.2 Tipuri de iaurt

3.3 Schema tehnologică generală de obținere a iaurtului

3.4 Factori ce influențează calitatea iaurtului

Capitolul IV: Produse lactate probiotice

4.1 Caracteristicile și efectele biologice ale unor tulpini probiotice

4.1.a) Lactobacillus acidophillus

4.1.b) [NUME_REDACTAT] V: Materiale și metodică

5.1 Analize fizico-chimice

5.1.1 Determinarea acidității

5.1.2 Determinarea pH-ului

5.1.3 Determinarea lactozei

5.1.4 Determinarea azotului total

5.1.5 Determinarea azotului neproteic

5.2 Analize microbiologice

5.3 Analiza senzorială

5.4 Analiza dispersională (ANOVA)

PARTE EXPERIMENTALĂ

Capitolul VI: Prezentarea rezultatelor

6.1 Scheme de obținere a unor variante experimentale de produse lactate fermentate

6.2 Rezultate fizico-chimice

6.3 Rezultate microbiologice

6.4 Interpretarea statistică și grafică a rezultatelor analizei senzoriale

6.5 Studiu de piață

Capitolul VII: Aspecte ale calității produselor lactate fermentate

7.1 Calitatea și siguranța produselor lactate fermentate

7.2 Efectuarea planului HACCP

Capitolul VIII: Concluzii finale

CERCETĂRI PRIVIND INFLUENȚA MONOCULTURILOR PROBIOTICE ASUPRA CALITĂȚII PRODUSELOR LACTATE FERMENTATE

Motto: „Alimentația este primul nostru medic”, Hipocrate.

Cuprins:

Tema lucrării

PARTE DOCUMENTARĂ

Capitolul I: Parte introductivă

[NUME_REDACTAT]. [NUME_REDACTAT] și justificarea lucrării

Capitolul II: Descrierea și caracterizarea bacteriilor lactice din cultura starter pentru iaurt

2.1 Particularități morfo-fiziologice generale ale bacteriilor din cultura starter pentru iaurt

2.1.1 Principalele defecte ce pot fi constatate la iaurt

2.2 Proprietăți biochimice ale bacteriilor utilizate la fabricarea PLF

Capitolul III: Tehnologia iaurtului

3.1 Substanțe de aromă

3.2 Tipuri de iaurt

3.3 Schema tehnologică generală de obținere a iaurtului

3.4 Factori ce influențează calitatea iaurtului

Capitolul IV: Produse lactate probiotice

4.1 Caracteristicile și efectele biologice ale unor tulpini probiotice

4.1.a) Lactobacillus acidophillus

4.1.b) [NUME_REDACTAT] V: Materiale și metodică

5.1 Analize fizico-chimice

5.1.1 Determinarea acidității

5.1.2 Determinarea pH-ului

5.1.3 Determinarea lactozei

5.1.4 Determinarea azotului total

5.1.5 Determinarea azotului neproteic

5.2 Analize microbiologice

5.3 Analiza senzorială

5.4 Analiza dispersională (ANOVA

PARTE EXPERIMENTALĂ

Capitolul VI: Prezentarea rezultatelor

6.1 Scheme de obținere a unor variante experimentale de produse lactate fermentate

6.2 Rezultate fizico-chimice

6.3 Rezultate microbiologice

6.4 Interpretarea statistică și grafică a rezultatelor analizei senzoriale

6.5 Studiu de piață

Capitolul VII: Aspecte ale calității produselor lactate fermentate

7.1 Calitatea și siguranța produselor lactate fermentate

7.2 Efectuarea planului HACCP

Capitolul VIII: Concluzii finale

Capitolul I

1.1 INTRODUCERE

Produsele lactate fermentate (PLF) sunt extrem de populare în întreaga lume atât datorită caracteristicilor senzoriale plăcute cât și potențialului pe care îl au pentru menținerea și chiar îmbunătațirea sănătății consumatorilor. Consumul de produse lactate în general și de produse lactate fermentate în particular a atins o nouă dimensiune în ultimii ani, datorită efectelor benefice asupra sănătății, efecte demonstrate de ani de cercetări nutriționale și medicale. Corelațiile dintre consumul de iaurt și kefir și buna funcționare a sistemelor digestive, circulator și chiar imunitar sunt doar câteva dintre motivele pentru care consumatorii din întrega lume sunt din ce în ce mai atrași de aceste alimente. De altfel, importanța unui aport ridicat de produse lactate pentru o alimentație sănătoasă este evidențiat și de recomandările cuprinse în noua piramidă a alimentelor propusă în 2005 de către [NUME_REDACTAT] pentru [NUME_REDACTAT] al [NUME_REDACTAT] din SUA.

Biotehnologia produselor lactate fermentate, în forma sa empirică, a existat ca o metodă cunoscută de mii de ani pentru conservarea laptelui prin “protecție acidă”.

Produsele lactate fermentate sunt considerate ca fiind “alimente sănătoase” în special datorită efectelor fiziologice benefice asupra organismului uman, care pot fi grupate în trei categorii:

Efectele directe ale bacteriilor lactice folosite în fabricație.

Efectele metaboliților produși de bacteriile lactice.

Efectele unor componente rezultate din transformări ale laptelui materie primă supus acțiunii bacteriilor lactice.

1.2 DEFINIȚIE

PLF sunt fabricate din lapte și/sau produse lactate prin acțiunea unor microorganisme specifice care determină reducerea pH-ului și coagularea. Microorganismele utilizate trebuie să fie viabile, active și în număr important în produsul finit în momentul vânzarii la consumator.

1.3 CLASIFICARE

Produsele lactate fermentate pot fi clasificate în patru categorii după caracteristicile lor specifice (Speer, 1998):

Proprietăți de textură (consistență, cremozitate la agitare, capacitate de curgere): iaurt coagulat, iaurt amestecat, iaurt lichid/băutură, tipul congelat, tipul deshidratat/instant.

Tipul culturii de acidificare :

produse fermentate cu microorganisme termofile

cu o bacterie unică: laptele acidofil (Lactobacillus acidophillus)

cu culturi bacteriene mixte: iaurt (Streptococcus thermophilus, Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus).

produse fermentate cu microorganisme mezofile

fermentație lactică: lapte acru (Lactococcus lactis și subsp. și biovariantele și/sau Leuconostoc mesenteroides și subsp.);

fermentație lactică și alcoolică: chefir (granule de chefir), cumâs (Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus și Kluyveromyces marxianus).

Concentrația de grăsime: lapte fermentat similar smântânii, iaurt integral, iaurt degresat.

Prezența/absența fructelor: iaurt cu fructe, iaurt natural.

Kosikowski (1977) a propus clasificarea PLF în două grupe după tipul fermentației:

PLF în care are loc numai fermentația lactică, prin care se obține, de exemplu, iaurt și smântână acidifiată.

PLF realizate prin fermentație mixtă, lactică și alcoolică, utilizată la fabricarea chefirului si cumâsului.

1.4 Obiectivele și justificarea lucrării de cercetare

O nouă abordarea a sănătății sub aspect individual, relevă o concepție larg răspândită că a mânca sănătos este cea mai bună cale de protecție împotriva bolilor. Astfel, s-a făcut trecerea de la unele suplimente dietetice la diverse alimente fortifiate, funcționale și medicale.

PLF reprezentând o proporție importantă din alimentele probiotice, constituie un segment de produse funcționale cu o mare expansiune în Europa și SUA. Astfel, din producția globală a anului 2003 de 24 miliarde kg. PLF, 54% a fost reprezentată de iaurt.

Așadar, am ales cercetarea acestui produs din mai multe considerente:

amploarea interesului față de PLF asociată cu preocuparea consumatorilor pentru o alimentație sănătoasă și echilibrată.

produsele lactate ocupă o pondere importantă în piramida alimentelor, în ultima perioadă recomandându-se consumul unor cantități mai mari.

apariția pe piață a unei game sortimentale tot mai diversificate de iaurt.

produsele probiotice sunt produse relativ noi pe piața noastră: consumatorii nu cunosc foarte bine noțiunea de probiotic, principiul activ pe baza căruia acționează acestea, dar sunt informați în legătură cu faptul că acest tip de produse au o influență benefică asupra organismului și mai exact în reglarea tranzitului intestinal.

cercetările ce au la bază produsele probiotice sau bacteriile probiotice sunt încă în plină desfășurare urmărindu-se descoperirea altor tulpini probiotice, viabilitatea bacteriilor și efectele pozitive ale acestora asupra proceselor din organismele animale și umane, în special în ceea ce privește protecția împotriva patogenilor intestinali și îmbunătățirea activității sistemului imunitar.

În desfășurarea acestei lucrări am urmărit aspectele legate de calitate ale variantelor experimentale de produse lactate probiotice, în acest sens parcurgând etapele din figura de mai jos:

Concluzii privind calitatea PLF

Fig.1.1 Etapele desfășurate în lucrarea de cercetare

Întrucât s-a dorit evaluarea evoluției calității produselor în timp, analizele fizico-chimice și microbiologice s-au desfășurat în două seturi: primul în prima zi după obținere și al doilea după 25 de zile de păstrare în condiții de depozitare corespunzătoare acestor tipuri de produse.

În paralel am efectuat un studiu de piață cu scopul de a urmări preferințele consumatorilor în materie de produse lactate, în general și PLF, în praticular, cunoștințele, interesul și nivelul de acceptare al produselor probiotice.

Capitolul II

2.1 Particularități morfo-fiziologice generale ale bacteriilor din cultura starter pentru iaurt

Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus

Cunoscute ca parte componentă a culturii starter pentru iaurt, tulpinile de Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus constituie microbiota autohtonă a produselor fermentate de acest tip.

Din punct de vedere microscopic, celulele de L. bulgaricus se prezintă sub formă de bastonașe cu capetele rotunjite, cu dimensiuni de (0,5-0,8)×(2,0-9,0) µm, separate sau asociate de obicei în lanțuri scurte, aranjate ca palisade.

Alături de vârsta celulelor, condițiile de cultivare precum compoziția mediului fermentativ și concentrația de oxigen dizolvat pot influența semnificativ morfologia celulelor de L. bulgaricus.

Tulpinile aparținând speciei Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus sunt caracterizate ca fiind bacterii lactice care, în condiții de facultativ anaerobioză, produc fermentația lactică homofermentativă, prin bioconversia hexozelor în acid lactic.

Spectru de glucide fermentate de L. bulgaricus (proprietate evidențată la peste 90% din tulpini) cuprinde: fructoza, glucoza și lactoza.

Acidul lactic reprezintă produsul final major al fermentației, însă, uneori, în mediul fermentativ s-au evidențiat și o serie de produse secundare, precum aldehida acetică, acetona, acetoina și diacetilul, formate în cantități reduse.

Streptococcus thermophilus

[NUME_REDACTAT] include bacterii lactice, cu formă sferică (,,coccus”), Gram pozitive, cu multe proprietăți metabolice similare, dar care populează habitaturi diverse, unele prezentând proprietăți fiziologice distincte.

Specia unică din categoria streptococilor lactici, care s-a păstrat în acest gen după reorganizarea și reclasificarea speciilor, a fost definită cu 60 de ani în urmă de Sherman ca Streptococcus thermophilus. Ulterior, în anul 1984, specia a fost reclasificată ca Streptococcus salivarius subsp. thermophilus. Diferențele fenotipice evidențiate ulterior (1987) între tulpinile de Streptococcus salivarius și Streptococcus thermophilus și corelat și cu apartenența lor la biotopuri diferite îndreptățit taxonomiștii să reconsidere specia Streptococcus thermophilus, acesta fiind denumirea cea mai acceptată în prezent.

Datele privind ecologia și originile tulpinilor de S. thermophilus sunt incerte, aceste fiind considerate încă enigme. La fel ca și alte bacterii lactice, S. thermophilus este bine adaptată la medii asociate cu laptele, fiind frecvent izolată din lapte și produse lactate tratate termic (rezistă prin tratament la 600C, timp de 30 minute), microbiota suprafețelor ustensilelor și utilajelor din industria laptelui (Hutkins, 1999).

Proprietățile morfo-fiziologice specifice tulpinilor de S. thermophilus sunt prezentate în tabelul 2.1.

Tabelul 2.1. Caractere morfologice și fiziologice particulare tulpinilor de Streptococcus thermophilus (Hutkins, 1999)

Ca și alți streptococi, tulpinile de S. thermophilus sunt heterotrofe, și, în general, pretențioase din punct de vedere nutritiv, preferând glucidele simple, ca surse de carbon și energie, și aminoacizi în calitate de surse de azot.

Se diferențiază de speciile genurilor Enterococcus și Lactococcus prin sensibilitatea față de NaCI (crește greu în medii cu 2% NaCl și este inhibată în prezența de 4% sare), incapacitatea de a forma NH3 din arginină, precum și incapacitatea de a crește la temperatura de 10oC, pH=9,6 sau în prezență de 0,1% albastru de metilen.

Utilizate în special pentru proprietatea lor acidifiantă, cu efecte benefice asupra calității produselor lactate fermentate, tulpinile de S. thermophilus sunt compatibile în culturi starter multiple cu specii de Lactobacillus și Bifidobacterium (tabelul 2.2).

Tabelul 2.2. Efectele benefice asupra calității produselor prin combinarea tulpinilor de S. thermophilus în culturi starter multiple (Kalantzopoulos, 1999)

Microflora inițialǎ a iaurtului constǎ din bacteriile lactice termofile Streptococcus thermophilus și Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus. Pentru formarea aromei satisfǎcǎtoare cele douǎ specii trebuie sǎ fie în proporții aproximativ egale ele dezvoltându-se prin protocooperare (inflențǎ stimulatoare reciprocǎ). Lactobacilii prin efectul proteolitic au un efect favorabil asupra creșterii streptococilor prin formarea peptidelor mici și a aminoacizilor, principalul fiind valina.

La rândul lor, streptococii îmbunǎtǎțesc creșterea bastonașelor prin producerea acidului formic din acid piruvic, în condiții anaerobe și prin formarea rapidǎ de CO2.

Datoritǎ efectului de stimulare reciprocǎ al celor douǎ bacterii din cultura starter pentru iaurt, acidul lactic se produce mult mai repede decât în culturile pure individuale. De asemenea, în iaurt se constatǎ și unele efecte de inhibare a bacteriilor; astfel, streptococii nu se mai pot dezvolta dupǎ atingerea unui anumit nivel de aciditate. Atât protocooperarea cât și efectele inhibitoare au o mare importanțǎ pentru dezvoltarea bacteriilor din iaurt și în consecințǎ pentru calitatea acestuia.

Fǎrǎ îndoialǎ, o proporție corectǎ între speciile de bacterii poate fi menținutǎ, sau restabilitǎ dacǎ este nevoie, prin alegerea unor condiții corecte de dezvoltare. În mod obișnuit, culturile starter concentrate sunt utilizate intensiv, asigurând o compoziție bacterianǎ corectǎ a culturii starter.

acid lactic

acid formic peptide mici și

aminoacizi

< 4 mgO2 / kg

CO2

[NUME_REDACTAT]

thermophilus delbrueckii

ssp. bulgaricus

lapte

formarea acidului lactic stimulare

formarea factorilor de creștere inhibare

Fig. 2.1 Schema proceselor de stimulare și inhibare a multiplicării bacteriilor din iaurt

Principalele defecte ce pot fi constatate la iaurt

Tabel 2.3

2.2 Proprietăți biochimice ale bacteriilor utilizate la fabricarea PLF

2.2.1 Metabolismul glucidelor

Bioconversia lactozei în acid lactic, prin activitatea culturilor starter de bacterii lactice, reprezintă procesul metabolic care inițiază șirul de transformări biochimice ce concură la realizarea PLF. Calea metabolică parcursă pentru producerea de acid lactic și tipul de izomer format depind de echipamentul enzimatic al bacteriilor lactice si de sursele de carbon fermentescibile prezente în mediu.

Pentru a fi fermentată, lactoza este transportată ca atare în celulele bacteriilor lactice prin două modalități:

Difuzie facilitată, care se realizează ca urmare a prezenței în biomembrane a unor proteine receptoare de tip permeaze, localizate la nivelul plasmalemei;

Transport activ, care este catalizat de sistemul fosfo-transferazic dependent de fosfo-enolpiruvat.

Bacteriile lactice termofile, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, utilizează sisteme permeazice specializate pentru asimilarea lactozei, care intracelular este hidrolizată la glucoză si galactoză, prin activitatea enzimei β-galactozidază. Glucoza este metabolizată pe calea EMP, iar galactoza pe calea Leloir, fie difuzează reversibil în mediul extracelular.

Potențialul bacteriilor de a produce fermentarea anaerobă a lactozei este dependent de activitatea a două lactatdehidrogenaze: L-lactatdehidrogenaza și D-lactatdehidrogeneza, enzime care necesită NAD+/NADP+ în calitate de coenzime. Tipul de izomer al acidului lactic produs este dependent de stereospecificitatea lactatdehidrogenazelor și de prezența enzimei lactat-racemaza.

Tabel 2.3 Potențialul culturilor starter de bacterii lactice de a fermenta lactoza

Metabolizarea preferențială a glucozei pe calea fructoză-P, cu formarea acizilor acetic și lactic, în raport molar 3:2, fără producere de dioxid de carbon, este o caracteristică importantă a bifidobacteriilor. Acidul lactic produseste forma L(+). Aceste caracteristici diferențiază bifidobacteriile de bacteriile lactice cu aspect microscopic similar (bastonașe), în special Lb. acidophilus și Lb. delbrueckii ssp. bulgaricus producătoare de acid lactic D(-).

Acumularea acidului lactic induce consecințe tehnologice deosebite, atât pentru procesarea materiei prime cât și pentru definirea caracteristicilor nutritive și senzoriale și a stabilității microbiologice a produsului finit, care se concretizează prin stimularea activității metabolice a microorganismelor utile și efectul bioconservant.

Randamentul în acid lactic reprezintă principalul indicator al activității culturilor starter. Aceasta este dependentă, în primul rând, de proprietățile biotehnologice ale culturii starter, dar și de condițiile fizico-chimice și biologice în care aceasta trebuie să acționeze.

Cinetica procesului de acidifiere depinde de viteza specifică de creștere a tulpinilor bacteriene și de caracteristicile nutriționale ale substratului. Se cunosc bacterii lactice care induc rapid fermentația și altele care demarează mai greu.

Curbele cinetice de multiplicare și de formare a acidului lactic sunt asemănătoare, în primele faze, pentru majoritatea bacteriilor lactice, însă, după un anumit timp, se diferențiază, probabil datorită acumulării acidului lactic în mediu cu efect inhibitor asupra activității fiziologice a celulelor. Se apreciază că această comportare este rezultatul sensibilității celulelor bacteriene la stresul din mediu pe parcursul glicolizei. În unele cazuri, celulele transformă substanțele toxice în substanțe neutre. Astfel, sunt capabile să transforme excesul de acid piruvic, care este toxic, în diacetil și acetoină. Dezvoltarea bacteriilor lactice depinde și de disponibilitatea nutrienților esențiali limitativi, cum sunt unii aminoacizi.

Tratamentele termice aplicate laptelui (620C/30 minute, 720C/40 minute, 900C/60 minute și 1200C/15-30 minute), pot crea un substrat favorabil pentru culturile starter, efectul fiind corelat și cu concentrația de proteine modificate (0,15-0,20 mg·ml-1), de cisteină (10-20 µg·ml-1) și de acid formic. În plus, evoluția acidifierii este influențată de condițiile tehnologice, care nu corespund totdeauna cu parametrii optimi de dezvoltare a bacteriilor lactice din cultura starter folosită.

Etapei de termostatare la temperatura optimă de activitate a culturii starter îi urmează etapa de răcire, în care aciditatea continuă să se modifice ca urmare a activității enzimatice a bacteriilor.

Tipul cineticii de acidifiere (rapidă sau lentă) afectează formarea structurii rețelei proteice, influențând permeabilitatea coagulului și sinereza gelului. Este cunoscut faptul că o acidifiere rapidă, generată de dimensionarea incorectă a inoculului sau nerespectarea temperaturii de termostatare, prin menținerea la valori superioare celei normale, pot intensifica agregarea particulelor proteice, cu reducerea cantității de apă legată, ceea ce induce deshidratarea micelelor, formarea unui coagul granular și separarea zerului.

În contrast, o stuctură nisipoasă, granulară, neuniformă, cu aglomerări, este rezultatul unei acidifieri foarte lente sau neregulate (datorită prezenței unor substanțe inhibitoare în lapte sau a bacteriofagilor, a unei cantități prea mici de inocul, incompatibilitații dintre tulpinile bacteriene sau datorită producerii de bacteriocine). Acidifierea la pH 4,6, combinată cu un timp de termostatare scurt, determină o consistență fluidă datorită unei insuficiente hidratări a proteinelor.

În ceea ce privește culturile starter multiple, este cunoscut faptul că S. thermophilus, fiind prima bacterie care se dezvoltă, eliberează CO2 și acid formic necesar pentru creșterea lui L. delbrueckii ssp. bulgaricus, încă din primele ore produce hidroliza cazeinei și eliberează peptide și aminoacizi, absolut necesari dezvoltării lui S. thermophilus.

În culturile starter probiotice mixte acidul lactic produs de L. acidophilus stimulează capacitatea fermentativă a tulpinilor de Bifidobacterium bifidum. Deoarece culturile probiotice nu induc formarea unui coagul consistent în cursul unui ciclu scurt de fermentație (10 ore), acestea sunt în mod obișnuit cuplate în culturi multiple cu S. thermophilus sau alte bacterii lactice.

Post-acidifierea se poate produce în timpul păstrării PLF la temperaturi scăzute (0…50C). Astfel, pH-ul poate să scadă sub valoarea 4,2 datorită activității enzimelor oligozidazice, active și la temperaturi scăzute. Pentru a evita acest inconvenient, criteriile de selecție a culturilor starter trebuie să aibă în vedere identificarea de tulpini oligozidazo-negative.

2.2.2 Activitatea proteolitică

Majoritatea bacteriilor lactice posedă un echipament complex alcătuit din proteinaze și peptidaze, proprietate extrem de importantă deoarece concentrația redusă de aminoacizi liberi din lapte (10 mg·100 ml-1) susține doar 20% din nivelul de activitate optimă a acestora.

Proteazele bacteriilor lactice produc hidroliza cazeinei, sau a peptidelor derivate de la cazeină, cu formare de peptide cu lanț scurt. Peptidele cu mai puțin de opt resturi de aminoacizi sunt transportate în interiorul celulei, unde prin activitatea peptidazelor intracelulare sunt convertite în aminoacizi cu rol în biosinteza proteinelor.

După potențialul lor proteolitic, tulpinile de bacterii lactice sunt grupate în două categorii: proteazo-pozitive și proteazo-negative. În culturile multiple termofile, tulpinile de Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus, mai active, eliberează prin hidroliza cazeinei aminoacizii histidină, glicină, valină și izoleucină, esențiali pentru stimularea creșterii tulpinilor de Streptococcus thermophilus. În compensare, acidul formic produs de Streptococcus thermophilus prin metabolismul lactozei stimulează creșterea bacteriilor Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus. Astfel, în iaurt, concentrația de aminoacizi liberi se dublează o dată după 24 de ore si încă o dată, în 21 de zile de depozitare la temperatura de 70C. În acest mod concentrația de aminoacizi crește de 3,8-3,9 ori în cursul depozitării, aminoacizii prolina și glicina fiind eliberați preferențial.

Peptidazele intracelulare contribuie, pe de o parte, la formarea aminoacizilor necesari anabolismului celular, iar pe de altă parte, prin autoliza celulelor, sunt eliberate în mediul fermentativ unde contribuie la maturarea produselor.

Bifidobacteriile nu posedă activitate cazeinolitică, însă pot afecta acumularea aminoacizilor în produs, prin efectul degradativ al aminopeptidazelor și carboxipeptidazelor pe care le produc.

2.2.3 Activitatea lipolitică

Procesul de hidroliză a lipidelor prin activitatea lipazelor microbiene conduce la formarea de acizi grași liberi și glicerol. Prin β-oxidarea acizilor grași rezultă acizi grași cu lanțuri scurte și acid acetic. Pot rezulta de asemenea esteri, aldehide și γ-lactone prin esterificarea intracelulară a hidroxiacizilor.

Activitatea lipolitică a culturilor de bacterii lactice termofile este, în general, redusă. În iaurt, datorită activității lipazice, este eliberată o cantitate mică de acizi grași liberi, în special de acid oleic și acid stearic. În plus, pot rezulta și o serie de acizi volatili prin hidroliza altor compuși de natură nelipidică.

Bifidobacteriile nu prezintă potențial lipolitic.

2.2.4 Producerea substanțelor de aromă

Prin activitatea lor metabolică asupra componentelor laptelui, bacteriile lactice produc acizi organici, esteri, peptide, compuși carbonilici, alcooli, aldehidă acetică, diacetil și acetoină, care contribuie la definirea caracteristicilor senzoriale ale PLF.

Lactobacilii homo- și heterofermentativi produc diacetil și acetoină din piruvat în prezența glucozei. Citratul este transformat în oxalacetat și acetat de către citratliaza din bacteriile care fermentează citratul. Secvențele biochimice ulterioare ale procesului sunt:

oxalacetat piruvat α-acetolactat diacetil + CO2.

Acetoina se formează din acetolactat și prin reducerea diacetilului. Componentele formate contribuie la gustul specific al PLF obtinute cu bacterii mezofile.

În general, concentrația diacetilului descrește datorită acțiunii enzimei diacetilreductaza însă, prin selecția unei tulpini starter adecvate și adoptarea de tehnologii convenabile, se poate evita activitatea acestei enzime.

L. acidophilus produce acetoină și acizi grași liberi în cursul transformării lactozei și din proteine.

În iaurt, formarea acetoinei și diacetilului din citrat sau lactoză este, în principal, rezultatul activității bacteriei S. thermophilus, dar activitatea acesteia se amplifică prin efectul relației de protocooperare cu L. delbrueckii ssp. bulgaricus.

Aldehida acetică este formată de bacteriile lactice în următoarele condiții fermentative:

L. delbrueckii ssp. bulgaricus din piruvat, acizi nucleici și treonină; activitatea aldolazică maximă se înregistrează la temperatura de 400C si pH=6,5 și este inhibată prin eliberarea glicinei.

S. thermophilus din citrați, glucide, proteine, aminoacizi (treonină); activitatea aldolazică maximă se înregistrează la temperatura de 300C și, mai redusă, în domeniul de temperaturi 37…420C.

L. acidophilus din proteine.

Conținutul de aldehidă acetică din PLF depinde de proprietățile biochimice ale culturilor starter. Acestea pot converti aldehida în acetat, prin intermediul enzimei aldehid-dehidrogenaza, sau în etanol, prin acțiunea alcool-dehidrogenazei, enzime produse de lactococi, L. acidophilus și unele tulpini de S. thermophilus.

În iaurtul produs la temperaturi ridicate (430C), aldehida acetică, cu aroma sa tipică, este probabil produsă în principal de L. delbrueckii ssp. bulgaricus. În iaurtul convențional, concentrația tipică de aldehidă acetică este între 5÷40 mg·kg-1. O concentrație mare de inocul conduce la formarea unui număr mare de celule în sistemul fermentativ, care implicit conduce la amplificarea aromei produsului fermentat.

În PLF obținute cu bacterii mezofile, raportul optim între diacetil și aldehida acetică trebuie să fie de 4:1; dacă valoarea scade la 3:1, apare defectul cunoscut sub denumirea de “gust de iarbă”.

Cantități reduse de acetonă (1÷4 mg·kg-1) pot rezulta din fermentarea lactozei. Se apreciază că aroma specifică a iaurtului este dată de raportul 2,8:1 între aldehida acetică și acetonă.

Dioxidul de carbon poate contribui la gustul caracteristic al PLF obținute cu bacterii mezofile. Formarea excesivă a CO2, atât în produsele coagulate, cât și în cele fluide, poate determina defecte de textură, asociate cu separarea zerului, în care coagulul poate pluti.

Stimularea producerii substanțelor de aromă poate influența indirect textura PLF. De exemplu, asigurarea cantității optime de oxigen, necesar pentru o mai bună producție de diacetil, poate determina inhibarea dezvoltării lactococilor, având drept consecință o acidifiere neregulată și dificultăți în formarea coagulului. Pe de altă parte, asocierea lui L.mesenteroides ssp. cremoris cu tulpini Prot+ intens proteolitice are influențe asupra texturii coagulului.

Capitolul III

TEHNOLOGIA IAURTULUI

3.1 Substanțele de gust și aromǎ în iaurt

S. thermophilus și L. delbrueckii ssp. bulagricus formeazǎ în cursul fermentației, substanțe care contribuie atât la gustul și aroma iaurtului, cât și la structura și consistența acestuia. Componentele cu influențe majore sunt urmǎtoarele:

Acidul lactic. Ambele bacterii formeazǎ acid lactic din lactozǎ. Galactoza rezultatǎ prin descompunerea lactozei rǎmâne netransformatǎ, astfel încât concentrația molarǎ a galactozei crește pe mǎsurǎ ce conținutul de lactozǎ se reduce.

Cea mai mare parte a glucozei este transformatǎ pe cale homofermentativǎ. S. thermophilus formeazǎ acid lactic L (+) iar L. delbrueckii ssp. bulgaricus acid lactic D(-). Izomerii sunt produși în cantitǎți aproximativ egale. De asemenea, se produc CO2, acid acetic și etanol însă în cantitǎți reduse. Concentrația de acid acetic din iaurt este de 0,03÷0,05 kg/m3 (0,5÷0,8 mM) iar de etanol de 0,01÷0,04 kg/m3 (0,2÷0,7 mM). Etanolul are un prag de recunoaștere / detecție ridicat și în consecințǎ nu contribuie la aroma iaurtului. În mod normal conținutul de acid lactic este de 0,7÷0,8 % (80÷100 mM).

Aldehida aceticǎ. Aceastǎ substanțǎ este esențialǎ pentru aroma caracteristicǎ a iaurtului. Majoritatea este formatǎ de lactobacili, având ca precursor important treonina, aflatǎ în concentrație relativ redusǎ în lapte. Treonina rezultǎ și din proteoliza determinatǎ de lactobacili. Conținutul de aldehidǎ aceticǎ din iaurt este de 10 mg/kg (0,2 mM).

Diacetilul. S. thermophilus și într-o măsurǎ mai redusǎ, L. delbrueckii ssp. bulgaricus formeazǎ diacetil pe aceeași cale ca și leuconostocii sau Lactococcus lactis ssp. lactis biovar. diacetilactis. Bacteriile din iaurt nu pot descompune acidul citric. Prin urmare, acidul piruvic format prin fermentația lactozei este singurul precursor al diacetilului. Conținutul de diacetil din iaurt este cuprins între 0,8 și 1,5 mg/kg (0,01÷0,02 mM).

Polizaharide. Bacteriile din iaurt pot forma un strat "filamentos" (glicocalix), care constǎ în esențǎ din lanțuri de polizaharide, format din galactozǎ și alte glucide. Acestea pot fi parțial secretate în lichid fiind numite exopolizaharide (EPZ). Polizaharidele au un rol important pentru consistența iaurtului, în special pentru tipul de iaurt fluid. Deși diferite tulpini bacteriene prezintǎ o variație a cantitǎții de polizaharide produse, nu este stabilitǎ o corelație strânsǎ cu consistența iaurtului.

3.2 Tipuri de iaurt

Iaurtul este, fǎrǎ îndoialǎ, cel mai cunoscut produs lactat fermentat. Pe plan mondial, consumul de iaurt a crescut de-a lungul anilor și este încǎ în creștere în multe țǎri. Astǎzi, se produce o varietate mare de sortimente de iaurt, care se diferențiazǎ între ele prin consistențǎ, gust și aromǎ. Vâscozitatea și textura iaurtului pot varia considerabil de la un produs la altul.

Principalele caracteristici tehnologice ale tipurilor de iaurt sunt:

iaurtul coagulat este termostatat și rǎcit în ambalaje dupǎ dozare;

iaurtul fluid este coagulat în tancuri și rǎcit înainte de ambalare;

iaurtul – bǎuturǎ se bazeazǎ pe tehnologia iaurtului fluid; coagulul fiind amestecat, omogenizat și rǎcit înaintea ambalǎrii;

iaurtul congelat este termostatat în tancuri și congelat prin procedee asemǎnǎtoare înghețatei;

iaurtul concentrat este termostatat în tancuri, concentrat și rǎcit înaintea ambalǎrii.

Procesele de obținere a primelor două tipuri de iaurt sunt prezentate schematic în figura 3.1

a). Iaurt coagulat

1. dozare, ambalare

2. cameră de termostatare

3.cameră de răcire rapidă

b). Iaurt fluid

tanc de termostatare

răcitor

dozare, ambalare

Fig. 3.1 Schemele proceselor de obținere a unor tipuri de iaurt

a). coagulat b). fluid

LAPTE Cultură

starter de

producție

Standardizarea

grăsimii 0,5÷4%

SUT 14÷16%

100÷200 bar

850C/30 min.

90÷950C/5÷10 min.

1200C/3÷5 s

IAURT

3.3 Schema tehnologică generală de obținere a iaurtului

3.4 Factorii care influențeazǎ calitatea iaurtului

Pentru realizarea practicǎ a unui iaurt de calitate superioarǎ trebuie întrunite o serie de condiții de calitate ale materiei prime și tehnologice.

Prepararea culturii starter trebuie sǎ se facǎ în condiții riguroase de igienǎ, laptele destinat iaurtului trebuie sǎ fie tratat preliminar într-un mod special, iar tratamentul mecanic al coagulului obținut trebuie sǎ fie cât mai delicat. Toate tipurile de iaurt trebuie sǎ aibǎ un aspect neted, strǎlucitor și un gust proaspǎt, acru și aromat. pH-ul final trebuie sǎ fie cuprins între 4÷4,5. Caracteristicile cele mai importante ale iaurtului sunt proprietǎțile reologice ale produsului, incluzând consistența și vâscozitatea. Scopul celor mai mulți producǎtori, atât pentru iaurtul fluid cât și coagulat, este de a obține o vâscozitate ridicatǎ, un produs stabil, cu o texturǎ și aromǎ bunǎ și de a atinge randamente ridicate.

Existǎ mulți factori care trebuie considerați cu scopul de a atinge aceste obiective. Dintre aceștia se menționeazǎ:

Alegerea laptelui materie primǎ;

Standardizarea compoziției laptelui;

Aditivii laptelui;

Dezaerarea;

Omogenizarea;

Tratamentul termic;

Alegerea, prepararea și utilizarea culturii starter;

Fermentarea laptelui;

Proiectarea instalațiilor și a secției de fabricație.

3.5.1 Condiții pentru laptele materie primǎ

Laptele destinat fabricǎrii iaurtului trebuie sǎ fie de calitate bacteriologicǎ ireproșabilǎ având un conținut redus de microorganisme. De asemenea, acest lapte nu trebuie sǎ conținǎ substanțe care sǎ împiedice dezvoltarea normalǎ a bacteriilor din cultura starter ca antibiotice, bacteriofagi, resturi de detergenți și antiseptici utilizați la spǎlarea și dezinfectarea instalațiilor și ambalajelor.

Fermierul trebuie sǎ obținǎ laptele destinat producției de iaurt de la animale selecționate și controlate permanent sub aspect sanitar-veterinar. Laptele materie primǎ trebuie analizat fizico-chimic și microbiologic cu deosebitǎ atenție la fabricǎ.

3.5.2 Standardizarea compoziției laptelui

Materia primǎ pentru fabricarea iaurtului este, în mod obișnuit, laptele de vacǎ integral (cu peste 3,5 % grǎsime) sau degresat (0,5+1 % grasime) dar, în acest scop, poate fi folosit și laptele altor specii (oaie, bivolițǎ, etc.). De asemenea, poate fi utilizat și laptele de caprǎ dar, datoritǎ concentrației ridicate de α-cazeinǎ, coagulul format în cursul fermentației este mai moale decât în cazul altor tipuri de lapte. Iaurtul din lapte de caprǎ este destinat în special persoanelor care prezintǎ alergie la laptele de vacǎ.

Concentrația de grǎsime din lapte trebuie corelatǎ cu gustul și/sau cererile pieței și cu valoarea optimǎ a substanței uscate negrase (SUN). În laptele de vacǎ, nivelul SUN este de 8,5-:-9% din care aproximativ 4,5% este lactozǎ, 3,3% proteine (2,6% cazeina și 0,7% proteine din zer) și 0,75% sǎruri minerale. Fiecare dintre aceste componente sunt vitale pentru obținerea unui iaurt corespunzǎtor: lactoza reprezintǎ sursa de energie pentru bacteriile lactice, proteinele și substanțele minerale (calciu, fosfor) asigurǎ structura de bazǎ a gelului. Însǎ, concentrația de SUN din laptele lichid nu este suficientǎ pentru ca produsul finit sǎ prezinte o structurǎ/consistențǎ corespunzǎtoare. Datoritǎ acestui fapt, o etapǎ importantă în procesul de fabricație constǎ în creșterea valorii SUN între 12 și 17%. Concentrația de SUN depinde de tipul iaurtului fabricat. Astfel, laptele destinat fabricației unui iaurt de calitate superioarǎ, de exemplu iaurt natural coagulat, trebuie sǎ conținǎ 17% SUN, pe când nivelul standard dintr-un iaurt fluid cu fructe este de 14% SUN.

În mod obișnuit, cu scopul de a obține o structurǎ convenabilǎ a gelului și o consistențǎ tipicǎ, conținutul natural de SUN din lapte este mǎrit cu 1-3%. Valoarea SUN din lapte poate fi ușor controlatǎ prin determinarea densitǎții care trebuie sǎ prezinte o valoare între 1,035 și 1,60 g/ml. Iaurtul din laptele degresat sau cu un conținut redus de grǎsime are un coagul mai moale decât cel obținut din lapte integral, astfel încât, în acest caz, conținutul de SU trebuie sǎ creascǎ mai mult. Conținutul de SU din lapte este reglat în fazele finale ale procesului de pregǎtire în vederea însǎmânțǎrii cu cultura bacterianǎ prin îndepǎrtarea parțialǎ a apei (concentrarea termicǎ sau separare prin membrane) sau prin adaosul substanței uscate din lapte (lapte praf, lapte concentrat, cazeinați, coprecipitate proteice, CPL, CPZ). Prin creșterea substanței uscate negrase (SUN), în special a concentrației de cazeinǎ și proteinele zerului, se obține o vâscozitate și o stabilitate mai mare a iaurtului.

Această creștere poate fi realizatǎ prin unul din procedeele urmǎtoare:

concentrare termicǎ;

adǎugare de lapte praf sau lapte concentrat;

adǎugare de cazeinat / coprecipitat proteic / concentrat proteic UF;

osmoza inversǎ.

Îndepǎrtarea apei prin concentrare. Apa este îndepărtatǎ în instalații de concentrare sub vid, astfel încât laptele este tratat la temperaturi mai moderate, realizându-se eliminarea apei cu consumuri mai reduse de energie.

Adaosul de lapte praf sau lapte concentrat. În cazul adoptǎrii acestei variante tehnologice, laptele degresat praf obținut prin pulverizare este reconstituit într-o vanǎ la temperatura de 40°C într-o proporție de 1/5 și produsul obținut este adǎugat laptelui pentru iaurt sub agitare. Printr-o dozare continuǎ a acestui amestec în fluxul de lapte se asigurǎ o distribuție omogenǎ a ingredientelor adǎugate.

Alt calcul aproximativ poate fi efectuat folosind titrul proteic, în care un adaos de 1 % lapte praf determinǎ o creștere de 0,3% proteinǎ.

Laptele praf poate fi înlocuit cu lapte concentrat; acest procedeu este utilizat în principal în fabrici în care laptele este concentrat pentru produse cu duratǎ lungǎ de conservare.

După creșterea densitǎții laptelui prin adaos de lapte praf sau concentrat, laptele pentru iaurt este pasteurizat.

Îndepărtarea apei prin separarea prin membrane. În acest proces SU este măritǎ prin ultrafiltrare, sau în lapte este adǎugat retentatul-UF. Când se concentreazǎ întreaga cantitate de lapte, se practicǎ un factor de concentrare de 1,4.

Produsul rezultat prezintǎ o bunǎ capacitate de acidifiere cu toate cǎ prin UF, proporția de lactozǎ este redusǎ, iar iaurtul obținut are o consistențǎ relativ fermǎ. Adaosul de retentat este comparabil cu creșterea de SU prin utilizarea laptelui concentrat.

De obicei, SUN din lapte este măritǎ cu 1÷3%. Laptele destinat iaurtului este de obicei standardizat la un conținut de grǎsime ce variazǎ între 0,1 și 4%. Cu cât conținutul de grǎsime este mai scǎzut cu atât sensibilitatea coagulului la tratamentele tehnologice va fi mai mare. Pentru a atenua aceastǎ sensibilitate, SUN este adesea mai mare în iaurtul din lapte degresat decât în iaurtul din lapte cu conținut de grǎsime ridicat.

De regulǎ, în întreprinderile mici, creșterea concentrației de SUN este realizatǎ prin adǎugare de lapte degresat praf, în timp ce în fabricile mari acest efect este obținut prin concentrare sub vid sau prin ultrafiltrare.

Procedeul utilizat influențeazǎ compoziția și caracteristicile iaurtului. Astfel, adaosul de lapte degresat determinǎ creșterea concentrației tuturor componentelor SUN, evaporarea sub vid determinǎ concentrarea în egalǎ măsurǎ a constituenților laptelui, iar ultrafiltrarea produce o creștere selectivǎ a proporției de proteine și grǎsime.

Aceste influențe pot afecta, într-o anumitǎ mǎsurǎ, proprietǎțile senzoriale ale iaurtului, dar alegerea practicǎ a procedeului utilizat este condiționatǎ de considerente economice.

3.5.3 Dezaerarea laptelui

La fabricarea produselor din lapte fermentat, conținutul de aer din lapte va fi cât se poate de scǎzut. Sub aspect practic, încorporarea aerului în lapte este de neînlǎturat, mai ales când SUN este mǎritǎ prin adǎugarea laptelui praf. În acest caz, se recomandǎ dezaerarea laptelui. Dezaerarea va avea loc într-o fazǎ anterioarǎ procesului de pasteurizare.

Avantajele obținute prin dezaerarea laptelui sunt:

Îmbunǎtǎțirea condițiilor de lucru a omogenizatorului;

Mǎrirea eficienței pasteurizǎrii laptelui;

Dezodorizarea (eliminarea substanțelor nedorite de gust și miros);

Îmbunǎtǎțirea stabilitǎții și vâscozitǎții iaurtului.

Dezaerarea se realizeazǎ la o presiune de 0,7-0,8 bar și 70-750C.

Când creșterea de substanțǎ uscatǎ se efectueazǎ prin vaporizare are loc un efect simultan de dezaerare a laptelui.

3.5.4 Omogenizarea laptelui

Dupǎ ce s-a atins nivelul dorit de SUN, laptele integral este omogenizat la 58÷600C și la o presiune de aproximativ 13-20 MPa (130-200 bar). Efectul omogenizǎrii este de a reduce dimensiunea globulelor de grǎsime din lapte sub 2,0 µm, ceea ce are următoarele consecințe favorabile:

Previne separarea smântânii în timpul termostatǎrii iaurtului coagulat fabricat din lapte integral;

Intensificǎ “gradul de alb” al iaurtului natural coagulat prin creșterea dispersiei luminii de cǎtre globulele mici de grǎsime;

Îmbunǎtǎțește vâscozitatea iaurtului fluid datoritǎ intensificǎrii fenomenului de absorbție a globulelor de grǎsime pe micelele de cazeinǎ.

În plus, omogenizarea, pe lângǎ faptul cǎ asigurǎ încorporarea tuturor ingredientelor solide, reduce concomitent riscul fenomenului de sinerezǎ în iaurtul coagulat.

Uneori se practicǎ și “omogenizarea smântânii” proces numit și “omogenizare parțialǎ” astfel protejându-se micelele de cazeinǎ de fragmentǎri care conduc la obținerea unui iaurt cu coagul moale.

Se cunosc și procedee de omogenizare realizate la 85÷900C și presiuni de aproximativ 250 bar. Omogenizarea se poate efectua înainte de pasteurizare, dupǎ o prealabilǎ încǎlzire, sau dupǎ pasteurizarea propriu-zisǎ. În acest ultim caz se obține o consitențǎ mai bunǎ a iaurtului, însǎ existǎ riscul recontaminǎrii microbiene.

3.5.5 Tratamentul termic al laptelui

Laptele pentru iaurt trebuie pasteurizat în condiții standardizate. Procedeul HTST convențional nu produce denaturarea proteinelor din zer necesarǎ pentru o bunǎ consistențǎ a coagulului, astfel încât tratamentul termic recomandat este la temperaturi și o duratǎ de menținere superioare acestui regim.

Proteinele denaturate din zer limiteazǎ sinereza împiedicând separarea zerului din coagul.

O încǎlzire suplimentarǎ poate inactiva germenii de recontaminare, mǎrind gradul de inocuitate al produsului și asigurând o mai bunǎ dezvoltare a microflorei iaurtului.

Tratamentul laptelui destinat fabricǎrii iaurtului are urmǎtoarele efecte:

Reducerea numǎrului total de germeni din lapte (și distrugerea bacteriilor patogene) astfel încât se asigurǎ condiții optime pentru dezvoltarea bacteriilor din cultura starter;

Modificarea proprietǎților fizico-chimice ale cazeinelor și denaturarea proteinelor zerului; sub formǎ denaturatǎ, proteinele zerului și, în particular, β- lactoglobulina se atașeazǎ de micelele de cazeinǎ;

Obținerea unui produs cu coagul ferm și mai stabil.

Combinația temperaturǎ / timp cea mai folositǎ este de 900C / 5 minute. În aceste condiții de tratament termic, proteinele zerului sunt denaturate în proporție de 90-100%, conferind coagulului o capacitate ridicatǎ de a lega apa. Trebuie sǎ subliniem că un tratament termic prea intensiv, de exemplu UHT, are un efect negativ asupra coagulului comparativ cu tratamentul 900C / 5 minute.

Totuși, pasteurizarea poate fi înlocuitǎ fie cu sterilizarea laptelui (135÷1400C, câteva secunde), prin injecție directă de abur sau printr-o încǎlzire indirectă. În acest caz, se constatǎ o vâscozitate mai redusǎ a produsului.

Pasteurizarea este realizatǎ în instalații cu plǎci prevǎzute cu sector de menținere, sau tancuri echipate cu agitatoare.

3.5.6 Fermentarea laptelui

Fermentarea este o operație cheie în fabricarea iaurtului. Laptele este adus la temperatura de însǎmânțare sau fermentare, care este de 40-450C (funcție de cultura bacterianǎ utilizatǎ). Perioada de termostatare este de 2,5-3 ore pentru cultura standard și 6-9 ore pentru cultura cu acidifiere moderatǎ.

Însǎmânțarea inițiazǎ o fermentație lactică prin hidroliza lactozei în glucozǎ și galactozǎ. Glucoza este apoi descompusǎ pe diverse cǎi în acid lactic. Galactoza rǎmâne neutilizatǎ mai mult timp decât glucoza și lactoza fiind disponibilǎ pentru fermentație. De aceea galactoza și lactoza rezidualǎ sunt prezente în iaurt. Aceastǎ fazǎ a fermentației, fǎrǎ modificǎri structurale vizibile, este numitǎ prefermentare.

Cu reducerea progresivǎ a pH-ului (sub 5,0) se formeazǎ încet un gel acid, cu un maxim la pH-ul izoelectric de 4,65 în cursul fazei cunoscutǎ ca fermentația principalǎ.

Prin formarea structurii gelului, vâscozitatea crește astfel încât procesul poate fi monitorizat printr-o mǎsurare obiectivǎ. În general, obiectivul constǎ într-o vâscozitate ridicatǎ, ceea ce conduce la o bunǎ legare a apei, o consistențǎ tipicǎ și împiedicarea separǎrii zerului din coagul.

Este foarte important ca în timpul formării gelului sǎ nu existe influențe mecanice ca vibrații sau șocuri, care pot deranja formarea structurii. În cursul formǎrii gelului, laptele trebuie sǎ rǎmânǎ absolut staționar.

În funcție de calitatea produsului finit și configurația instalației, termostatarea și fermentarea se pot realiza astfel:

În ambalajul de vânzare (iaurt coagulat);

În tancuri de fermentare (iaurt fluid și de bǎut);

Prefermentare continuǎ în tancuri și fermentarea principală în ambalaje (iaurt coagulat);

Fermentarea continuǎ (în principal pentru iaurtul fluid și iaurtul de bǎut).

Fermentarea în ambalaje. Laptele este adus la temperatura de însǎmânțare fiind apoi dozat în ambalajele de vânzare, în care are loc prefermentarea și fermentarea principală prin menținerea în camere termostat climatizate. Acesta este un tratament foarte blând a produsului, în care procesul de fermentare are loc dupǎ dozare și ambalare.

Între dezavantajele acestui procedeu se menționeazǎ consumul mare de energie și manoperǎ pentru încǎlzirea și rǎcirea camerelor termostat și manevrarea navetelor cu ambalaje.

Termostatarea în tancuri de fermentare. Aceastǎ tehnologie este cea mai obișnuitǎ fiind avantajoasǎ sub aspectul consumului de energie și manoperǎ. Dupǎ tratarea preliminarǎ, laptele este adus la temperatura de fermentare, transferat în tancurile de fermentare (prevǎzute cu dispozitive de agitare), însǎmânțat cu culturi bacteriene specifice, se adaugǎ eventualele ingrediente și se menține la temperatura de termostatare. Adǎugarea aditivilor dupǎ fermentare este avantajoasǎ deoarece permite un control mai bun a procesului de fermentare.

La sfârșitul fermentǎrii, coagulul este agitat, rǎcit la 300C în schimbǎtoare de cǎldurǎ și apoi ambalat. În ambalaje are loc o nouǎ solidificare structurală, însǎ vâscozitatea nu va fi identicǎ cu cea a gelului obținut la sfârșitul fermentǎrii în varianta fermentǎrii în ambalaje. Din acest motiv, se adaugǎ aditivi care determinǎ creșterea vâscozitǎții iaurtului fluid.

Prefermentarea continuǎ. Acest procedeu permite obținerea iaurtului cu coagul ferm în condiții acceptabile de consum energetic. În aceastǎ alternativǎ tehnologicǎ, fermentația are loc în douǎ faze:

Prefermentarea cu o acidificare la pH 5,2-5,0 (37-500T); laptele rǎmâne lichid;

Fermentarea principalǎ cu coagularea cazeinei și formarea gelului, la pH 4,65 (700T).

Prima fazǎ are loc în tancurile de fermentare, în care dupǎ adaosul culturii starter și atingerea pH-ului dorit, laptele este evacuat continuu și înlocuit cu laptele proaspǎt însǎmânțat. Cultura starter este adǎugatǎ numai la începutul perioadei de prefermentare, astfel încât cantitǎțile folosite pot fi reduse cu 90%.

Laptele prefermentat este dozat în ambalajele de vânzare care apoi sunt transferate în camere termostat în care are loc fermentarea finalǎ și formarea coagulului.

Fermentarea continuǎ. Aceastǎ modalitate de fermentare a fost uneori aplicatǎ la nivel industrial. Ea necesitǎ tancuri de fermentare speciale în care gelul este format în mod special. Acest proces continuu necesitǎ un avansat grad de automatizare, fiind avantajos sub aspectul consumului de energie și manoperǎ.

Etapa tehnologicǎ de fermentare a laptelui, fundamentalǎ pentru fabricarea iaurtului, este compusǎ din faza de însǎmânțare și faza de termostatare.

Dupǎ tratamentul termic, laptele este rǎcit la 420C în vederea însǎmânțǎrii cu o culturǎ formatǎ din Streptococcus thermophilus și Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus. Tehnologia de obținere a culturii de producție poate fi diferitǎ dar, oricare ar fi modul de însǎmânțare, este esențial ca ambele specii sǎ fie prezente.

Între cele douǎ specii de bacterii existǎ interacțiuni sinergice. Astfel, în timp ce Str. thermophilus formeazǎ CO2 și, probabil, acid formic care stimuleazǎ creșterea și metabolismul bacteriei Lb. bulgaricus, prin activitatea proteoliticǎ a lactobacililor se elibereazǎ aminoacizi din proteinele laptelui, ceea ce este esențial pentru o rapidǎ dezvoltare a streptococilor.

Se apreciazǎ cǎ în final, existǎ urmǎtoarele efecte practice ale interacțiunii dintre aceste douǎ bacterii:

cele douǎ specii, în culturǎ mixtǎ, sunt mult mai active, metabolizând complet lactoza în acid lactic în 3÷4 ore (același numǎr de celule dintr-o singurǎ specie produce un nivel de aciditate identic în 12÷16 ore);

metaboliții formați de cele douǎ specii de bacterii, în particular aldehida aceticǎ în proporție de pânǎ la 40 mg/kg, transmit iaurtului o aromǎ consideratǎ distinctǎ fațǎ de a altor produse lactate acide;

câteva tulpini ale acestor specii pot secreta cantitǎți apreciabile de substanțe polizaharidice (EPZ) care influențeazǎ favorabil vâscozitatea și apectul comercial al produsului finit.

Însǎmânțarea constǎ în inocularea celor douǎ specii de bacterii lactice specifice pentru fabricarea iaurtului în raportul Str. / Lb.=1,2÷2 / 1 (pentru iaurtul natural).

Cantitatea de culturǎ de bacterii (maia) însǎmânțatǎ trebuie sǎ fie suficient de mare pentru a asigura o acidifiere corectǎ. Un excedent de maia este preferabil unui deficit deoarece, astfel se previne efectul unor condiții defavorabile (lipsa unor factori de creștere, prezența unor anitbiotice). De asemenea, se evitǎ apariția defectului de structurǎ granularǎ și eventual sinereza care sunt consecințele unei acidifieri lente.

Cantitatea minimǎ de maia utilizatǎ la însǎmânțare depinde de vitalitatea acesteia, fiind cuprinsǎ între 0,5 și 1%, iar cantitatea maximǎ este de 5÷7%. Este foarte importantǎ repartizarea omogenǎ a culturii bacteriene în masa laptelui, ceea ce se poate realiza printr-o amestecare în flux.

Termostatarea se face în mod diferit în funcție de tipul iaurtului fabricat, coagulat sau fluid. În cazul iaurtului convențional, coagulat, amestecul de lapte și maia este dozat în ambalaje care apoi sunt termostatate la o temperaturǎ corespunzǎtoare. Pentru iaurtul fluid, laptele însǎmânțat este termostatat în tancuri.

În cursul termostatǎrii se dezvoltǎ fermentația lacticǎ, având ca efect formarea acidului lactic, sub influența a doi factori principali: temperatura și durata de menținere. Temperatura de termostatare este de 420C, reprezentând o valoare între valorile optime pentru Str. thermophilus (390C) și Lb.bulgaricus (450C).

În cursul fermentației, populația de Str. thermophilus se dezvoltǎ rapid, astfel cǎ, dupǎ douǎ ore, ea este de 5÷6 ori mai mare decât numărul de celule de Lb.bulgaricus. În urmǎtoarele douǎ ore, influența sinergicǎ a streptococilor stimuleazǎ creșterea și metabolismul bacteriei Lb.bulgaricus, astfel cǎ, dupǎ patru ore numǎrul de celule din cele douǎ specii devine aproximativ egal. Este de remarcat și faptul cǎ dezvoltarea bacteriei Str. thermophilus este inhibatǎ de o concentrație de 0,6÷0,7% acid lactic, pe când același nivel de aciditate stimuleazǎ activitatea speciei Lb.bulgaricus.

În finalul acestor interacțiuni care se produc în cursul fermentației, când aciditatea laptelui a crescut la 1,2÷1,4% acid lactic (pH 4,2÷4,3), populația bacterianǎ provenitǎ din cultura starter este de minimum 20·108 celule/mL. La aceastǎ aciditate, consideratǎ optimǎ de cǎtre majoritatea consumatorilor, proteinele laptelui sunt precipitate sub forma unui gel compact și iaurtul trebuie rǎcit pentru a preveni supraacidifierea.

Fermentația lacticǎ poate fi condusǎ la temperaturǎ constantǎ sau la temperaturǎ regresivǎ. În acest ultim caz, dupǎ un anumit timp de termostatare, se oprește încǎlzirea pentru o reducere progresivǎ a temperaturii cu urmǎtoarele consecințe favorabile:

evitarea supraacidifierii iaurtului;

reducerea vitezei de acidifiere și a creșterii populației bacteriene;

micșorarea temperaturii în vederea amestecǎrii coagulului la cald (36÷380C).

Durata termostatǎrii, cuprinsǎ între 2,5 și 3,5 ore, depinde de activitatea culturii, de cantitatea de maia adǎugatǎ și de viteza de rǎcire a iaurtului.

3.5.7 Rǎcirea pentru oprirea fermentației

Când aciditatea atinge un anumit nivel (0,7÷0,8% acid lactic pentru iaurtul coagulat și 1÷1,2% acid lactic pentru iaurtul fluid) este necesar sǎ se opreascǎ activitatea bacteriilor lactice. În acest scop, se procedeazǎ la rǎcire care se efectueazǎ diferit în funcție de tipul iaurtului.

Iaurtul coagulat în ambalaje de consum este rǎcit în camere frigorifice cu aer rece sau, așa cum se procedeazǎ în mod frecvent, este circulat prin tunele de rǎcire și apoi depozitat la 2÷40C.

În cazul iaurtului fluid, dupǎ termostatarea în tancuri, coagulul este răcit prin trecere printr-un rǎcitor cu plǎci sau tubular care asigurǎ un schimb de cǎldurǎ rapid evitând acidifierea excesivǎ. În aceastǎ variantǎ, adǎugarea stabilizatorului este importantǎ pentru a se preveni deteriorarea coagulului.

Dupǎ fermentare, răcirea trebuie realizatǎ cât mai rapid, astfel încât postacidificarea iaurtului sǎ fie sub 0,3 unitǎți de pH (20÷220T).

Temperatura de 15÷200C trebuie menținutǎ 1÷1,5 ore.

Dupǎ rǎcire la 15÷200C, formarea completǎ a aromei se produce în aproximativ douǎ ore și este urmatǎ de o rǎcire finalǎ a iaurtului la 5÷60C. Depozitarea produsului finit are loc la aceastǎ temperaturǎ pânǎ la livrarea în rețeaua comercialǎ.

3.5.8 Condiționarea în ambalaje

Iaurtul este în general, ambalat în douǎ tipuri de ambalaje: pahare / borcane din sticlǎ și pahare din plastic; recipientele din carton parafinat au fost practic înlocuite de cele din material plastic.

Paharele / borcanele sunt fabricate fie în uzine specializate (fabrici de ambalaje din sticlǎ și uneori din plastic), fie sunt formate direct în mașina de condiționat. Aceastǎ mașinǎ asigurǎ urmǎtoarele operații:

formarea paharului din folia de material plastic (clorurǎ de polivinil, PVC, clorurǎ de polivinil și poliviniliden, polistiren, polietilenǎ de joasǎ presiune);

dozarea și umplerea paharelor sub protecție bacteriologicǎ cu aer filtrat (hotǎ cu flux laminar);

închiderea ermeticǎ a paharelor prin termolipire;

marcarea datei limitǎ pentru consum;

gruparea pe loturi (×4, ×8 etc.) în film plastic sau cutii de carton.

Capitolul IV

PRODUSE LACTATE PROBIOTICE

Probioticele sunt microorganisme vii, care ajung în intestine în forma activă și într-un număr suficient pentru a exercita beneficii pentru sănătate.

Alimentele probiotice sunt produse alimentare care conțin microorganisme probiotice într-un număr suficient pentru a produce efecte probiotice când aceste alimente sunt ingerate.

Din aceste definiții rezultă o serie de caracteristici ale microorganismelor probiotice, în special lactobacili și bifidobacterii, considerate drept criterii de selecție a tulpinilor utilizate la fabricarea PLF:

Microorganismele probiotice trebuie să fie corespunzătoare (nepatogene, netoxice) pentru consumul uman. Testele de toxicitate trebuie efectuate ca pentru produsele farmaceutice.

Pe de altă parte, microorganismele probiotice trebuie să corespundă tehnologic. Ele nu trebuie să afecteze gustul, aspectul și/sau textura produsului și trebuie să supraviețuiască în alimentul probiotic într-o concentrație suficient de mare până la consum. În mod obișnuit este menționat un conținut minim de cel puțin un milion (106) celule de bacterii vii pe gram de produs (respectiv, o doză zilnică de 108 bacterii).

Microorganismele probiotice trebuie să fie suficient de tolerante la acizii din stomac și bilă și să reziste la enzimele digestive astfel încât să supraviețuiască la trecerea prin stomac și intestinul subțire într-o proporție adecvată (între 5 și 50%). Capacitatea de a adera la mucoasa intestinală sau producerea de substanțe care inhibă dezvoltarea bacteriilor dăunătoare, fără a avea efect nociv asupra microflorei intestinale endogene a organismului uman, favorizează adaptarea bacteriilor probiotice la ecosistemul gastro-intestinal.

Caracteristicile și efectul probiotic al unor bacterii lactice de origine intestinală

În țările cu economie avansată, mai ales datorită progreselor înregistrate în domeniul medical, se constată o îmbătrânire progresivă a populației ceea ce conduce implicit la o creștere a frecvenței unor boli numite ,,bolile adultului”.

În aceste circumstanțe, este necesar ca în corelația alimentație – sănătate să se considere trei funcții ale produsului alimentar:

funcția primară de nutriție;

funcția secundară de aliment agreabil;

funcția de activitate fiziologică pentru a preveni bolile adultului, reducerea imunității și, în general, îmbătrânirea.

Produsele lactate obținute cu bacterii lactice de origine intestinală asigură realizarea acestor funcții. Aceste bacterii sunt: Lactobacillus acidophilus și specii de Bifidobacterium care sunt prezentate în continuare.

Lactobacillus acidophilus

Fig.4.1 Celule de Lactobacillus acidophillus Fig.4.2 Colonii de Lactobacillus acidophillus

L. acidophilus a fost izolat de australianul Moro din fecalele sugarilor în 1900, fiind numit Bacillus acidophilus. În prezent se face o distincție între speciile rezidente în tractul digestiv uman ca L. acidophilus, L. salivarius și L. fermentum și speciile care tranzitează în stare viabilă prin tractul digestiv ca L. brevis, L. plantarum și L. casei.

L. acidophilus se găsește frecvent în intestinul subțire inferior (jejunoileonul), dar și în intestinul gros, în timp ce bifidobacteriile (Bifidobacterium spp) sunt prezente în principal în intestinul gros.

L. acidophilus prezintă următoarele caracteristici:

nu se dezvoltă la 150C și nu fermentează riboza;

temperatura optimă de dezvoltare este între 350C și 380C, iar pH-ul optim 5,5-6,0;

cultivat în laptele de vacă produce acid 0,3-1,8%acid lacticDL; capacitatea de a produce acid diferă cu tulpinile bacteriei;

prezintă cerințe nutriționale stricte: necesită prezența în mediu a acetaților (sau a acidului mevalonic), riboflavinei, acidului pantotenic, calciului, niacinei și a acidului folic;

este rezistent la acizii biliari;

produce treonin-aldolaza și alcool-dehidrogenaza, care influențează aroma.

Acțiunea antibacteriană a bacteriei L. acidophilus

L. acidophilus produce acizi organici, H2O2 și antibiotice, care inhibă dezvoltarea bacteriilor de putrefacție sau patogene dar care prezintă proprietăți antibacteriene și față de unele bacterii Gram-(de ex. Staphylococcus aureus și Clostridium perfringens) mai mult decât pentru specii Gram-(de ex. Salmonella typhimurium și Escherichia coli). De asemenea, s-a constatat că acțiunea antibacteriană a L. acidophilus este intensă în special împotriva bacteriilor patogene sau potențial patogene.

Reducerea proporțiilor speciilor din genul Bifidobacterium în microflora intestinală umană pe măsura avansării în vârstă și creșterea numărului de celule de Clostridium perfringens cu efectele negative pe care le produce sugerează acțiunea benefică pe care o poate avea consumul de produse cu L. acidophilus.

Antibioticele produse de L. acidophilus sunt următoarele:

Lactocidina a fost izolată și purificată prin cromatografie pe coloană de acid silicic, dintr-o fracțiune a unei culturi de L. acidophilus. Ea reprezintă o substanță nevolatilă și nedializabilă, solubil în eter, cu un spectru antibiotic larg care cuprinde atât bacterii Gram-pozitive cât și Gram-negative.

Acidofilina este o peptidă cu masă moleculară redusă, extrasă din laptele acidofil prin solubilizare în metanol și acetonă. În condiții acide prezintă stabilitate la încălzire. S-a stabilit că are acțiune antibacteriană față de bacteriile patogene in vitro.

Acidolina a fost izolată și purificată pe Sephadex G 25 cu metanol obținute din lapte acidofil fermentat cu L. acidophilus 2181. Are o masă moleculară de aproximativ 200 Da, o mare stabilitate la încălzire și un caracter puternic acid. Prezintă un spectru antibacterian larg în special față de bacteriile sporulate.

Lactosin B izolat și purificat prin cromatografie pe schimbători de ioni, ultrafiltrare și gelfiltrare, dintr-o fracțiune activă a unui filtrat din cultura de L. acidophilus N 2. Activitatea antibacteriană se manifestă asupra speciilor din genul Lactobacillus.

Substanțe de tip proteic obținute dintr-un filtrat de L. acidophilus AR1/AC1 de Mehta purificată pe Sephadex G 100. Prezintă activitate antibacteriană față de Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Escherichia coli și specii de Salmonella. Au fost evidențiate două fracțiuni proteice: una sensibilă la încălzire (500C/20 min), alta stabilă la acest tratament (500C/80 min) în condiții acide. Ambele fracțiuni au un pH optim de activitate de 4,0-5,5 și sunt inactivate prin tratament cu tripsină.

O peptidă cu o masă moleculară de 3500 Da, izolată din extractul de celule de L. acidophilus ATCC 3205, cu activitate antibacteriană față de E. coli într-un domeniu larg de pH.

Acțiuni fiziologice ale bacteriei L. acidophilus

Acțiunile fiziologice ale acestei bacterii sunt numeroase și descrise pe larg în literatura de specialitate. În continuare vor fi decrise concis câteva dintre ele:

Îmbunătățirea microflorei intestinale. Inhibând multiplicarea bacteriilor patogene și de putrefacție care produc afecțiuni intestinale, L. acidophilus contribuie la menținerea sănătății organismului.

Accelerarea creșterii. Prin îmbunătățirea microflorei intestinale se creează un mediu pentru o utilizare mai eficientă a nutrienților (proteine, calciu, fier, fosfor etc.) ceea ce conduce la creșterea masei corporale.

Îmbunătățirea activității β-galactozidazei este un efect deosebit de important în special pentru persoanele cu intoleranță la lactoză.

Reducerea colesterolului ca rezultat al consumului de lapte fermentat cu L. acidophilus este recomandată pentru prevenirea arteriosclerozei ateromatoase. Pe lângă factori anti-colesterol reprezentați de unele componente ale laptelui (lactoză, calciu, proteinele zerului), componente ale celulei bacteriilor lactice și metaboliți extrabacterieni prezenți în produsele lactate fermentate pot avea același efect.

Activitate de controlare a cancerului, există unele bacterii intestinale care produc substanțe putrefactive dăunătoare ca amoniac, amine, fenoli, indol, H2S și alte substanțe carcinogene, care, în cantități mari reduc funcțiile ficatului și favorizează apariția cancerului.

Este cunoscut faptul că o dietă bogată în grăsimi, proteine și un coținut redus în fibre vegetale determină apariția cancerului de colon. La aceste persoane, activitatea enzimelor bacteriene intestinale ca β-glucuronidază, nitroreductază, azoreductază și 7-α-dehidrogenază a fost semnificativ mai mare decât la cele cu o dietă vegetariană. Deoarece în intestinul gros aceste enzime bacteriene pot transforma precursorii în carcinogenici, intensitatea activității acestor enzime poate fi folosită ca indicator al dezvoltării cancerului de colon. L. acidophilus reduce activitatea acestor enzime și în consecință producerea substanțelor carcinogene.

Lactobacillus acidophilus NCFM este o tulpină de origine umană care a fost izolată în 1970 la [NUME_REDACTAT] Carolina din SUA, fiind apoi examinată în numeroase aplicații in vitro și in vivo. Referitor la taxonomia bacteriei L. acidophilus s-a confirmat faptul că tulpina NCFM aparține grupei A1 a L. acidophilus fiind un bacil Gram-pozitiv, homofermentativ, catalază-negativ, care produce acid lactic D-34% și acid lactic L-66%.

Un parametru nou pentru noua tulpină probiotică este stabilitatea la păstrare. Astfel, într-un lapte însămânțat cu 107 ufc/mL, conținutul de bacterii a rămas neschimbat după 21 de zile, la 40C sau 100C.

Stabilitatea într-un PLF comercial păstrat la 40C este de asemenea foarte bună, după 52 de zile reducerea numărului de bacterii fiind de la 1,2×107 la 8,7×106 ufc/mL.

Această bacterie suportă condițiile existente în tractul gastrointestinal: este acid-tolerantă, rezistă la toxicitatea sărurilor biliare și la hidroliza enzimelor pancreatice. În plus, are și alte caracteristici pentru a fi definită ca bacterie probiotică: aderă la celulele intestinale umane, colonizează intestinele, produce substanțe antimicrobiene, are efecte benefice asupra sănătății dovedite clinic.

[NUME_REDACTAT] au fost puse în evidență pentru prima dată de Tissier ([NUME_REDACTAT]) în 1899, în fecalele sugarilor alimentați natural. Prezența lor în tractul intestinal al sugarilor este considerată ca un factor important pentru prevenirea infecțiilor digestive ale acestora. Ulterior, s-a stabilit că bifidobacteriile sunt larg răspândite și la adulți sau persoane în vârstă și semnificația prezenței lor a atras atenția specialiștilor.

Fig. 4.3 Celule de bifidobacterii

Caracteristicile bifidobacteriilor

Principalele caracteristici ale bifidobacteriilor sunt următoarele:

sunt bacterii Gram-pozitive, anaerobe și nesporulate;

în funcție de condițiile de cultivare, au forma de Y, V, curbe, bastonașe sau rețea;

au o lungime cuprinsă între 2-8 µm;

se colorează neregulat cu albastru de metilen și formează asocieri de 2 sau mai multe celule;

temperatura optimă de dezvoltare este de 36-380C;

fermentează 1 mol de glucoză cu fructozo-6-fosfat kinaza producând 1,5 mol acid acetic și 1 mol acid lactic; nu produc CO2, acid butiric, acid propionic;

nu produc catalază sau indol și nu reduc nitrații.

Factorii bifidus

În această categorie intră substanțe care stimulează creșterea și multiplicarea bifidobacteriilor, acțiune care a fost evaluată în special in vitro.

• Factorul bifidus I a fost evidențiat în laptele uman sub forma unei oligozaharide care conține N-acetilglucozamină și care stimulează creșterea bacteriei B. bifidum var.pennsilvenicus.

• Reynaud constată că o substanță similară peptidelor rezultată din digestia enzimatică a proteinelor (cazeina, de exemplu) are acțiune favorabilă asupra multiplicării B. bifidum Tissier. Substanța numită factor bifidus II nu are structura și efectele clinice bine determinate.

• Extractul de ginseng a fost utilizat pentru tratarea tulburărilor digestive și a diareei infantile, considerându-se că efectele favorabile sunt datorate unor componente care stimulează dezvoltarea bifidobacteriilor. Între componentele active se menționează acidul S-sulfonic-4'-fosfopantetina care are activitate similară cu pantetina.

• Lactuloza (β-D-galactopiranosil-4-D-fructoza) a fost izolată în 1930 de Montgomery ș.a. după tratamentul lactozei cu Ca(OH)2. Ulterior (1957), Petuely a constatat efectul stimulator al lactulozei asupra bifidobacteriilor.

• Fructo – ofigozaharide se găsesc în compoziția unor plante ca ceapă, usturoi, brusture. Ele nu sunt complet hidrolizate de către enzimele din tubul digestiv sau de cele din ficat și rinichi. În plus, B. bifidum și toate speciile de bifidobacterii, pot utiliza fructo-oligozaharide ca sursă de hidrați de carbon, spre deosebire de bacteriile de putrefacițe E. coli și CI. perfringens.

• Ofigozaharidele – transgalactosilate (OZT) sunt sintetizate din lactuloză prin reacții de transfer ale β-galactozidazei. În cursul fermentației iaurtului, datorită prezenței β-galactozidazei din cultura starter, rezultă că produse secundare cellolactoza și β – O – ~β- O – D – galactopiranosil – D – galactoza care sunt OZT. Acestea acționează ca factori de creștere pentru bifidobacterii în intestinul inferior și au un efect de evitare a constipației. De altfel, este cunoscut faptul că produsele lactate fermentate, în particular iaurtul, au un efect calmant asupra digestiei, determinând și o creștere a conținutului de bifidobacterii.

Acțiuni fiziologice ale bifidobacteriilor

În tubul digestiv uman există peste 100 specii de microorganisme, unele cu efect benefic, altele fiind daunătoare. Bifidobacteriile din grupul celor benefice, se găsesc într-un număr mare în intestinul gros.

Acțiunile fiziologice pozitive ale bifidobacteriilor sunt menționate în continuare:

Îmbunătățirea metabolismului vitaminelor. Bifidobacteriile produc vitamine atât intracelular (B1, B2) cât și extracelular (B1, B2, B6, B12, acid nicotinic, acid folic). Este cunoscut faptul că Bacillus thiaminolyticus, care poate popula tractul intestinal, produce hidroliza vitaminei B1 și în consecință carența acesteia. Într-o asemenea situație, administrarea orală a vitaminei B1 nu este eficientă. Bifidobacteriile reprezintă un mijloc de a opri dezvoltarea bacteriei tiaminolitice, fiind în același timp o sursă de tiamină extracelulară.

Îmbunătățirea metabolismului proteinelor. Datorită faptului că bifidobacteriile prezintă activitate fosfo-protein fosfatică degradând K-cazeina din laptele uman, se facilitează absorbția acesteia în cazul alimentației naturale a sugarului. Pe de altă parte, împiedicând dezvoltarea în intestin a bacteriilor de putrefacție, bifidobacteriile evită descompunerea aminoacizilor și pierderea acestora ca substanțe nutritive.

Activitate antibacteriană (față de bacterii patogene și de putrefacție). S-a stabilit, în vitro, acțiunea antibacteriană față de E. coli, Staphylococcus aureus, Shigella dysenteriae, Salmonella typhi, specii de Proteus, Candida albicans ș.a.

Principalele substanțe cu acțiune antibacteriană produse de bifidobacterii sunt acizii organici: dintr-un mol de glucoză formează 1 mol acid lactic și 1,5 mol acid acetic. De asemenea, produc cantități reduse de acid formic.

În plus, B. bifidus produce un antibiotic numit Bifidin activ față de Micrococcus flavus și Staphylococcus aureus la pH 4,8-5,5.

Bifidobacteriile formează acizi biliari liberi din acizi conjugați, care au o acțiune inhibitoare sporită față de unele bacterii dăunătoare.

Prevenirea constipației. Acizii organici produși ca metaboliți de bifidobacterii ca și multiplicarea acestora stimulează peristaltismul intestinal. Preparate care conțin bifidobacterii sunt recomandate persoanelor care suferă de constipație.

Tratamentul afecțiunilor de ficat. Efectele benefice ale bifidobacteriilor în acest tratament sunt următoarele: suprimarea bacteriilor de putrefacție care produc amoniac și amine și reducerea pH-ului intestinal prin acizii organici formați astfel încât, în condițiile ionice date, amoniacul nu este ușor absorbit. S-a constatat că prin administrarea timp îndelungat pacienților cu hepatită cronică sau ciroza ficatului de lapte bifidus se înregistrează o ameliorare vizibilă.

Efecte imunoactive. Un aspect însemnat al microflorei intestinale normale este că asigură un nivel înalt al imunității. Prin administrarea de bifidobacterii se mărește semnificativ producția de anticorpi în experimente pe animale. În urma experimentelor pe pui, cobai și porci s-a constatat că administrarea orală de peptidoglican, rezultat din digestia membranei celulare a bifidobacteriilor cu lizozim, are loc o creștere a răspunsului imun.

Capitolul V

5.1 ANALIZE FIZICO-CHIMICE

5.1.1. DETERMINAREA ACIDITĂȚII

METODA CURENTĂ PRIN TITRARE

Luarea și pregătirea probelor

Pregătirea probelor pentru analiză se face conform STAS 6343-81.

Probele de lapte acidofil, lapte bătut și iaurt se omogenizează prin răsturnări repetate ale buteliilor și apoi se aduc la 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.

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

Fenolftaleină, soluție 1 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 introduc 10 cm3 din probă într-un pahar conic. Se adaugă 20 cm3 apă cu aceeași pipetă folosită la măsurarea volumului de probă luat pentru determinare, precum și 3 picături de fenolftaleină.

Se agită bine și se titrează cu soluție de hidroxid de sodiu, sub agitare continuă până la apariția colorației roz-deschis care se menține timp de 30 secunde.

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

Modul de calcul

Aciditatea produselor lactate se exprimă în grade Thörner și se calculează cu formula:

[0T], [1]

în care:

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

V1 – volumul probei luate în analiză, în cm3.

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.

5.1.2 DETERMINAREA VALORII pH

5.1.2.1 Luarea și pregătirea probelor

Pregătirea probelor pentru analiză se face conform STAS 6343-81.

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.

5.1.2.4 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.

Fig. 5.1 pH-metru

Balanță cu precizie de 0,1g.

Baloane conice de 200 cm3, cu dop șlefuit.

Mod de lucru

Din proba pregătită conform punctului 1.1 și adusă la temperatura soluției etalon (200), se iau cu o pipetă 25÷50 cm3 și se introduc într-un pahar Berzelius de 100 cm3 , uscat. Cei doi electrozi sau electrodul combinat se introduc în paharul Berzelius cu probă, în așa fel încât partea lor activă să fie imersată complet în probă. După 1…2 min.se verifică, din nou, dacă temperatura probei este aceeași cu a soluției tampon folosite la etalonarea aparatului și se citește valoarea pH-ului.

Exprimarea rezultatelor

Ca rezultat se ia media aritmetică a valorilor celor două măsurări paralele ale aceleiași probe.

5.1.3. DETERMINAREA LACTOZEI

METODA FENOL-SULFURICĂ

5.1.3.1 Luarea și pregătirea probelor

Pregătirea probelor pentru analiză se face conform STAS 6343-81.

Principiul metodei

Lactoza dă cu fenolul și cu acidul sulfuric concentrat o colorație galben-cafenie. Intensitatea acesteia se măsoară colorimetric. Sensibilitatea metodei este de 0.1 µg lactoză.

[NUME_REDACTAT], soluție 80%

Acid sulfuric d = 1,84

Lactoză, soluție etalon cu conținut de 50 µg lactoză/cm3. Soluția păstrată în sticlă brună, în frigider, este stabilă maximum 3 săptămâni.

[NUME_REDACTAT]

5.1.3.5 Pregătirea soluției pentru analiză

Se ia 1g din proba pregătită conform punctului 1.1, se cântărește cu precizie de 0,001g și se trece cantitativ într-un balon cotat de 1000 cm3 cu apă la temperatura camerei, agitându-se bine până la omogenizare.

Mod de lucru

Din soluția pregătită conform punctului 3.5, se iau cu pipeta 1…2 cm3 și se introduc într-un balon cotat de 25 cm3. Se introduc apoi 0,1 cm3 soluție de fenol, se agită ușor, apoi se adaugă 6 cm3 acid sulfuric. Se închide balonul cu dopul și se agită conținutul balonului prin rotire. Imediat apare culoarea galbenă care atinge rapid intensitatea maximă și este stabilă o oră la temperatura camerei.

În paralel se pregătește în mod identic o soluție martor înlocuind soluția pentru analiză cu apă.

Soluția colorată obținută se introduce în cuva cu grosimea stratului de 10 mm. și se măsoară extincția la spectrofotometru la lungimea de undă de 490 nm.

Se citește apoi pe curba de etalonare conținutul de lactoză corespunzător extincției obținute.

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

Trasarea curbei de etalonare

Într-o serie de baloane cotate de 25 cm3, se introduc cantitățile de soluție etalon de lactoză și apă indicate în tabelul 5.1.

Tabel 5.1

Măsurarea extincției se face față de soluția din balonul cotat nr. 1, iar cu valorile obținute se trasează o curbă de etalonare, înscriind pe abscisă conținuturile de lactoză, în µg, iar pe ordonată extincțiile corespunzătoare.

Modul de calcul

Conținutul de lactoză se calculează cu relația:

[%], [2]

în care:

c – conținutul de lactoză citit pe curba de etalonare, în µg;

V – volumul total al soluției pregătite pentru determinare, în cm3;

V1- volumul de soluție pregătită pentru determinare luat în lucru, în cm3;

m – masa probei luate pentru determinare, în g.

Dacă rezultatul trebuie raportat la substanța uscată a produsului, valoarea obținută cu ajutorul formulei de mai sus se înmulțește cu factorul , în care Su este conținutul de substanță al probei pentru analiză, în procente, determinat conform STAS 6344-68.

5.4 DETERMINAREA AZOTULUI TOTAL PRIN METODA KJELDAHL

5.1.4.1 Luarea și pregătirea

Pregătirea probelor pentru analiză se face conform STAS 6343-81.

5.1.4.2 Principiul metodei

Se mineralizează proba de analizat cu un amestec format din acid sulfuric și sulfat de potasiu, folosind sulfatul de cupru drept catalizator pentru a transforma azotul organic prezent în sulfat de amoniu. Hidroxidul de sodiu se adaugă în proba mineralizată și răcită pentru a elibera amoniacul.

Distilatul se captează într-o soluție de acid boric și se titrează cu soluție de acid clorhidric. Azotul este calculat în funcție de amoniacul rezultat.

5.1.4.3 Aparatură și materiale

– Aparat de distilare

– Aparat de mineralizare

– Balanță analitică

– [NUME_REDACTAT] de 250 cm3 și capace de etanșare pentru acestea

– Micropipetă de 5000 μm

– Cilindrii gradați de 50 mL, 100 ml

– [NUME_REDACTAT] de 300 mL

– Biuretă cu capacitate de 50 ml

5.1.4.4 [NUME_REDACTAT] sulfuric d=1,84 g/mL

Soluție de hidroxid de sodiu 40%

Sulfat de cupru și sulfat de potasiu

Soluție indicator mixt ( roșu de metil, etanol, verde de bromcrezol)

Soluție de acid fosforic ( cu indicator)

Soluție standard de acid clorhidric 0,1± 0,0005 mol/L (0,1±0,0005 N)

Zahăr

5.1.4.5 Mod de lucru

Într-un tub Kjeldahl curat și uscat se adaugă 12g sulfat de potasiu, 1mL sulfat de cupru, 1,5g probă și 20 mL acid sulfuric. Se amestecă ușor conținutul tubului.

a). MINERALIZAREA

Aparatul în care realizează mineralizarea trebuie setat inițial la o temperatură scăzută ( 180- 230 0C) pentru a controla spumarea.

Se introduc în aparat tuburile Kjeldahl, se acoperă cu capace care sunt conectate la rețeaua de apă prin intermediul unor furtune și se mineralizează proba timp de 30 minute. Apoi temperatura este crescută gradat până la 410- 430 0C în timp de 20 minute pentru a controla spumarea. După ce se atimge această temperatură, proba este mineralizată timp de 45 minute, perioadă în care acidul sulfuric trebuie să fiarbă. Dacă lichidul limede (verde deschis) nu pare să fiarbă cu formare de bule la suprafață atunci temperatura aparatului ar putea fi prea scăzută.

După mineralizare tuburile Kjelgahl sunt scoase din aparat și sunt așezate pe un suport unde se răcesc până la temperatura camerei în 25 minute.

Proba mineralizată trebuie să fie limpede sau cu câteva cristale mici pe fundul tubului.

După ce au trecut cele 25 de minute se îndepărtează capacele și se adaugă cu grijă 85 mL de apă în fiecare tub și se agită până la dizolvarea cristalelor formate. Proba mineralizată nu trebuie lăsată peste noapte fără a i se adăuga apă pentru că se poate solidifica.

b). DISTILAREA

În primă fază trebuie să se deschidă robinetul cu apă pentru condensare. Apoi fiecare tub Kjeldahl se atașează la aparatul de distilare.

Distilatul se prinde într-un vas Erlenmeyer (de 300 mL), în care s-au introdus în prealabil 50 mL acid boric, cufundându-se alonja refrigerentului pe o lungime de circa 1 cm în soluția de acid boric, pentru a evita pierderile de amoniac.

Apoi se adaugă în tubul Kjeldahl 65 mL soluție hidroxid de sodiu 40%.

Se efectuează distilarea, până când în vasul conic se colectează un volum de cel puțin 150 mL distilat .

c). TITRAREA

Distilatul obținut se titrează cu soluție standard de acid clorhidric 0,1 N până la apariția culorii roz pal.

Proba martor

În aceleași condiții se efectuează o probă martor cu toți reactivii înlocuind cantitatea de probă cu 5 mL apă și 0,85 g zahăr.

Rolul zahărului: se comportă ca o substanță organică pentru a consuma în timpul mineralizării o anumită cantitate de acid sulfuric care se apropie de cea a unei probe.

5.1.4.6 Calculul conținutului de azot total

Conținutul de azot, %, [3]

VS – volumul, soluției standard 0,1 N folosit la titrarea probei de analizat, în mL;

Vb – volumul, în mililitri, a soluției standard 0,1 N folosit la titrarea probei martor, în mL;

M – molaritatea soluției standard de acid clorhidric;

W – masa, probei de analizat, în g.

Conținutul de proteină, % =Conținut de azot x 6,38, [4]

5.1.5. DETERMINAREA AZOTULUI NEPROTEIC PRIN METODA KJELDAHL

Luarea și pregătirea probelor

Pregătirea probelor pentru analiză se face conform STAS 6343-81.

Principiul metodei

Se precipită proteinele dintr-o probă prin adăugare de soluție de acid tricloracetic (TCA) astfel încât concentrația de TCA în amestec să fie de aproximativ 12%.Se îndepărtează apoi proteinele precipitate prin filtrare, iar filtratul obținut conține azotul neproteic din probă care se determină prin metoda Kjeldahl.

[NUME_REDACTAT] lângă reactivii folosiți la metoda 4 mai sunt necesari următorii:

Acid tricloracetic, soluție 15%;

Acid clorhidric, soluție 0,1n.

Aparatură și materiale

Pe lângă echipamentul folosit la metoda 4 se mai utilizează:

Pahare conice de 125mL;

Pipete de 10 și 20 mL;

Pâlnii de sticlă sau plastic cu diametrul de 75 mm;

pahare Berzelius de 50 mL.

Mod de lucru

Se aduc probele la temperatura de 38±10C, prin încălzire pe baie de apă, se prelevează 10mL într-un pahar conic și se cântărește. Se adaugă 40 mL TCA soluție 15% și se cântărește din nou. Se agită și se lasă 5 minute pentru ca precipitatul să se depună. Se filtrează conținutul prin hârtie de filtru și se repetă filtrarea până se obține un filtrat limpede.

Se agită filtratul obținut și se prelevează 20 mL într-un pahar Berzelius de 50 mL care se cântărește. Se toarnă filtratul în tubul Kjeldahl ce conține ceilalți reactivi și se recântărește paharul Berzelius.

Se adaugă acidul sulfuric și se continuă cu mineralizarea și distilarea conform modului de lucru de la metoda 4.

Amoniacul eliberat se titrează cu acid clorhidric 0,1n.

Proba martor: se mineralizează, distilă și se titrează o probă de 0.1g sucroză și 16±0,5 mL TCA soluție 15%.

Modul de calcul

Conținutul de azot neproteic se va calcula utilizând formula:

, [5]

în care:

Vs – volumul de HCl 0,1n folosit la titrarea probei de analizat, mL;

Vb – volumul de HCl 0,1n folosit la titrarea probei martor, mL;

M – molaritatea soluției de HCl;

Wf – masa celor 20 mL de filtrat, g;

Wm – masa probei de analizat, g;

Wt – masa probei de analizat + cei 40 mL soluție TCA 15%, g.

Pentru a calcula echivalentul în proteină se înmulțește rezultatul obținut cu formula de mai sus cu factorul 6,38.

5.2 ANALIZE MICROBIOLOGICE

NUMĂRAREA MICROORGANISMELOR PRIN CULTIVARE PE MEDII DENSE

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.

TEHNICA CLASICĂ DE NUMĂRARE PRIN CULTIVARE PE MEDII DENSE, ÎN PLĂCI PETRI

Metodologia de analiză presupune adoptarea a două modalități de inoculare a celulelor în/pe mediul de cultură solidificat, în plăci Petri și anume:

– inoculare în masa mediului solidificat, când 1 cm3 din fiecare diluție se transferă cu câte o pipetă sterilă în plăci Petri sterile. Peste suspensia din fiecare placă se repartizează câte o eprubetă de mediu de cultură specific, cu agar (10-15 cm3), fluidificat și temperat la 40 …45°C. Mediul se omogenizează cu suspensia din placă prin mișcări orizontale, circulare ale plăcii. După solidificarea mediului, prin termostatare în condiții optime, se vor forma colonii atât la suprafața mediului cât și în profunzimea acestuia. Acest mod de cultivare este cel mai favorabil pentru microorganismele facultativ anaerobe, dar și microorganismele aerobe le tolerează destul de bine. În cazul microorganismelor anaerobe se recomandă cultivarea în dublu strat, adică după înglobarea celulelor în mediu și solidificare, primul strat de mediu se acoperă cu încă un strat de mediu steril;

– inoculare prin răspândirea celulelor pe suprafața mediului solidificat, cand 0,1 cm3 probă diluată se transferă într-o placă Petri sterilă, în care, în prealabil, a fost repartizat mediul de cultura cu agar. Suspensia se răspândește uniform pe întreaga suprafață a mediului de cultură cu ajutorul unui instrument special (de exemplu, spatulă Drigalski). Aceasta tehnică prezintă dezavantajul că unele celule pot să ramână atașate de instrumentul de etalare, cu efecte negative asupra acurateței rezultatului analizei. Pentru obținerea unor rezultate mai concludente se recomandă inocularea a câte două plăci în paralel pentru fiecare diluție analizată.

Citirea și interpretarea rezultatelor. După termostatarea în condiții optime, apariția vizibilă a coloniilor va depinde de particularitățile fiziologice ale microorganismelor cultivate și de condițiile de cultivare, de obicei după 48-72 h de cultivare (fig. 7.5).

În funcție de numărul de colonii evidențiate în plăcile din care s-a făcut numărarea n, se va calcula numărul de microorganisme pe gram sau cm3 probă de analiză, cu formula:

ufc/cm3 (g) = n · d , [6]

în care d este coeficientul de diluție corespunzător plăcii din care s-a realizat numărarea.

În cazul în care pentru aceeași diluție s-au inoculat câte două plăci în paralel, n reprezintă media aritmetică a coloniilor numărate în cele două plăci.

În cazul în care numărul de colonii pe placă este mare, în imposibilitatea repetării analizei, pentru a înlesni numărarea fie se împarte placa în mai multe sectoare, se numără coloniile pe un sector și, în final, se însumează coloniile pe întreaga placă, fie se delimitează pe reversul mediului o suprafață de 1 cm2, care conține un număr mediu de microorganisme, se numară coloniile de pe această suprafață și, în final, se raportează la total suprafață mediu din placă.

În cazul numărării coloniilor punctiforme se pot folosi sisteme dotate cu sursă de lumină, lupă pentru mărirea imaginii și un dispozitiv de marcare și înregistrare a coloniilor numărate.

Pentru a spori exactitatea analizei, în prezent se poate recurge la aparate speciale de numărare, automatizate, bazate pe utilizare de baleiaj luminos (sistem laser) sau pe analiza imaginii, recunoscute după denumirea lor comercială, și anume: Biotran C III ([NUME_REDACTAT]), Biomatic (Foss electric), BACC 630 (3M), Colony counter (Fisher), Spiral scan, CCL 500, Protos (AES), Csaba ([NUME_REDACTAT].) ș.a.

Laboratoarele specializate dispun de asemenea de aparatură modernă automatizată de inoculare, cum ar fi de exemplu inoculatorul spiral, care în paralel cu inocularea realizează automat și diluarea probei, iar prin inocularea pe mai multe sectoare din aceeași placă Petri se reduce considerabil numărul de plăci necesare pentru reducerea erorilor.

ANALIZA SENZORIALĂ

Analiza senzorială a produselor alimentare este practic la fel de veche ca însăși omenirea, însă progrese s-au înregistrat abia în ultimele trei decenii prin intensificarea cercetărilor științifice în scopul obiectivizării ei. Acest interes deosebit pentru analiza senzorială a alimentelor, are ca sursă progresele deosebite din domeniile fizicii, chimiei, microbiologiei, biochimiei, histologiei, tehnologiei, merceologiei și din alte domenii ale stiinței si tehnicii. Cercetările sistematice din ultimele decenii în domeniul senzoricii au condus la acumularea unui bogat material privind modul de aplicare a analizei senzoriale la controlul și aprecierea calității mărfurilor alimentare.

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

Analiza senzorială a produselor alimentare reprezintă examinarea facută 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.

Produsele alimentare posedă un ansamblu de proprietăți senzoriale, specifice și variabile ca număr și intensitate, ce constituie pentru masa de consumatori unul dintre criteriile importante în decizia de cumpărare. Așadar, proprietățile senzoriale constituie primul buletin de analiză la îndemâna consumatorului, cu date reale în legatură cu prospețimea produselor alimentare și calitatea acestora.

Înțelegerea simplistă, a noțiunii, adică examinarea alimentelor cu principalele organe de simț, fără nici un control al capacității reale de apreciere a organelor de simț și al preciziei raționamentului analistului, conduce întotdeauna la rezultate incerte, la mărirea gradului de subiectivitate a examinării senzoriale, în consecință la rezultate care pot fi adesea contestate. Acest aspect trebuie să stea în atenția conducerilor firmelor și societăților comerciale atunci când procedează la încadrarea sau numirea persoanelor în compartimentele de control, în juriile de degustare și în comisiile de recepție.

Praguri senzoriale

Un stimul care acționează asupra unui organ receptor nu provoacă senzație decât dacă este suficient de intens ceea ce înseamnă că există o limită, un prag de percepere. Pragul acesta, pragul absolut al senzației, reprezintă deci cea mai mică valoare a unei stimulări în stare să provoace o senzație. Cercetările arată că aceste praguri sunt variabile de la un om la altul și chiar la același om, în funcție de mai mulți factori și condiții. Noțiunea de sensibilitate senzorială reprezintă capacitatea de a percepe stimulii veniți din mediul extern sau intern și a-i transforma în senzații.

Sensibilitatea senzorială este o mărime ce caracterizează capacitatea de a reacționa a diferiților analizatori; ea este invers proportională cu pragul senzorial absolut sau diferențial. Cu cât o persoană percepe concentrații mai slabe ale unor substanțe, pragul său gustativ, olfactiv este mai coborât, cu atât sensibilitatea sa gustativă este mai mare.

Pragul diferențial reprezintă cea mai mică diferență dintre stimuli, în stare să determine o diferență de senzații sensibilitatea diferențială pentru anumiți stimuli exprimă finețea cu care o persoană deosebește stimulii respectivi ea este invers proportională cu pragul diferențial.

În funcție de domeniul în care se încadrează problema de rezolvat, metodele de analiză senzorială existente acumulate, precum și diversele lor combinații pot fi clasificate astfel:

Stabilirea dacă există sau nu diferențe calitative între două produse (sau mai multe) sau analiza diferențială de calitate.

Aprecierea calității tuturor componenților calitativi principali sau numai a celor mai importanți sau analiza de apreciere a calității.

Stabilirea gradului de dorință, respectiv a măsurii în care produsul este acceptat de consumatori, analiza preferențială sau analiza acceptării de către consumatori.

Stabilirea clasei de calitate în scopuri industriale și comerciale sau controlul calitativ industrial și comercial.

5.4 ANALIZA STATISTICĂ

ANALIZA DISPERSIONALĂ (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.

5.4.1 COMPONENTE ALE VARIATIEI. 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 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. 5.2)

Fig. 5.2 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 UNIFACTORIALǍ

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.

Conditii. 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 libertate:

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.

Capitolul VI

PARTE EXPERIMENTALĂ

6.1 Scheme de obținere a unor variante de produse lactate fermentate

MONOCULTURĂ LAPTE PRAF (96%s.u.) APĂ (500C)

PROBIOTICĂ (0,5%)

LAPTE FERMENTAT CU MONOCULTURĂ PROBIOTICĂ

Fig. 6.1 Schema de obținere a laptelui fermentat cu monoculturi probiotice

CULTURĂ LAPTE PRAF(96%s.u.) APĂ (500C)

Iaurt 0,25% Probiotică 0,25%

IAURT CU PROBIOTICE

Fig. 6.2 Schema de obținere a iaurtului cu probiotice

Conform celor două scheme s-au obținut următoarele șase variante de produse lactate fermentate:

[NUME_REDACTAT] cu Lactobacillus (LFL);

[NUME_REDACTAT] cu Bifidobacterium (LFB);

[NUME_REDACTAT] cu Bifidobacterium și Lactobacillus (LBL);

Iaurt cu cultură de iaurt (ICI);

Iaurt cu Lactobacillus (CIL);

Iaurt cu Bifidobacterium (CIB).

Dintre aceste variante doar LFB și LFL au fost analizate fizico-chimic și microbiologic întrucât în lucrare se urmărește influența monoculturilor asupra calității PLF. Restul probelor au fost utilizate pentru diversificare alături de cele două menționate anterior și utilizând și două probe de produse comerciale și anume IBD (Iaurt cu Bifidus de la Danone, “Activia”) și GCI ([NUME_REDACTAT] de Iaurt, reprezentat de Iaurtul clasic de la Galacta) la anaiza senzorială.

6.2 Rezultate fizico-chimice

6.2.1 Variația acidității în probele de analizat

Tabel 6.1

Fig. 6.3 Variația în timp a acidității în probele de analizat

Cele șase probe experimentale de PLF au fost analizate din punct de vedere al acidității dezvoltate în produs astfel:

În prima zi, imediat după scoaterea probelor de la termostatare și răcire;

În ziua a 10-a de păstrare la temperatură de refrigerare;

În ziua a 25-a de păstrare la temperatură de refrigerare.

Se observă astfel că la toate probele s-a înregistrat o scădere în timp a valorii acidității, astfel:

o creștere mai mare accentuată, de aproximativ 300T față de valoarea din Ziua 1, apare în cazul probelor CIB și CIL, care sunt probe ce conțin atât cultură de iaurt cât și monoculturi de bacterii probiotice;

în cazul celorlalte probe de lapte fermentat cu monoculturi se constată o creștere de până la 200C.

Această situație poate fi explicată prin faptul că în probele CIB și CIL, au fost prezente mai multe specii de bacterii ce au dezvoltat o aciditate mai mare.

Valoarea cea mai mică a acidității, care se apropie de valorea standardizată corespunde probei de [NUME_REDACTAT] cu Bifidobacterium, iar cea mai mare aciditate a fost determinată în proba de Lapte fermentat cu Bifidobacterium și Lactobacillus.

6.2.2 Variația pH-ului în probele de analizat

Tabel 6.2

Fig. 6.4 Variația în timp a pH-ului în probele de analizat

O analiză similară s-a efectuat și pentru a determina variația în timp a pH-ului. În acest caz se observă o scădere a pH-ului de-a lungul celor 25 de zile, însă scăderea pH-ului este mult mai mică decât creșterea acidității.

Și în cazul pH-ului se remarcă faptul că valori mult mai mari de pH (corespunzătoare unei acidități mici) comparativ cu celelalte probe prezintă proba LFB, la polul opus, la o diferență de o unitate de pH aflându-se proba LBL.

[NUME_REDACTAT] probele cu excepția probei LBL au prezentat valori ale acidității care s-au situat în în prima zi de analize.

Pe parcursul celor 25 de zile, aciditatea (respectiv pH-ul) a crescut (a scăzut) în toate probele experimentale, însă proba LFB a fost singura care și-a păstrat valoarea acidității.

6.2.3 Rezultatele determinării lactozei

Pentru determinarea conținutului de lactoză am procedat conform punctului 5.1.3.6 și am obținut curba de etalonare din figura 6.5.

Fig.6.5 Curba de etalonare pentru lactoză

Am fixat pe curbă punctul corespunzător valorii extincției citită la spectrofotometru pentru proba LFB și am citit valoarea mărimii c = conținutul de lactoză citit de pe curba de etalonare, în µg.

Conținutul de lactoză raportat la substanța uscată (s.u.) din proba LFB s-a calculat cu formula……. obținându-se:

Lactoză (% în s.u.)=0,4

Valoarea scăzută care s-a obținut se poate explica prin faptul că am utilizat o cantitate mare de cultură probiotică, bacteriile s-au dezvoltat optim și prin metabolismul lor fermentativ au consumat un procent important din lactoza inițială.

Fig. 6.6 Spectrofotometru 6505 UV/VIZ.

6.2.4 Rezultatele determinării azotului total (NTOTAL)

În urma determinărilor efectuate conform punctului 5.4 am obținut următoarele valori pentru conținutul de azot total:

Tabel 6.3

Faptul că valorile obținute sunt mai mari decât cele recomandate în standard se datorează modului de lucru adoptat la realizarea variantelor experimentale. Astfel, în timp ce laptele prezintă un conținut maxim de s.u. standardizat la 12,5%, în variantele experimentale laptele praf a fost reconstituit la un conținut de 14% s.u. Prin urmare, datorită acestei ușoare concentrări se poate considera că a avut loc și o creștere a componentelor substanței uscate.

6.2.5 Rezultatele determinării azotului neproteic (NNEPROTEIC)

Valorile obținute la această determinare sunt prezentate în tabelul 6.4.

Tabel 6.4

Se observă că la ambele probe se produce o ușoară creștere a valorii NNEPROTEIC. Acest lucru poate fi explicat pornind de la analiza rezultatelor microbiologice care arată că pe parcursul celor 25 de zile de păstrare numărul de microorganisme s-a redus de la 624·107 ufc/mL la 593·106ufc/ml în cazul bifidobacteriilor și o scădere mult mai mare în cazul lui Lactobacillus.

Prin urmare, a avut loc liza celulelor bacteriene ceea ce a condus la eliberarea echipamentului enzimatic și implicit la o ușoară proteoliză care a produs scăderea NPROTEIC, respectiv creșterea NNEPROTEIC.

Fig. 6.7 [NUME_REDACTAT]

Concluzii:

Pentru conținutul de azot total s-au obținut valori ce pot fi corelate cu standardul și 25 de zile.

În cazul azotului neproteic se observă în ambele cazuri variații ușoare ale valorilor ce au avut loc în cele 25 de zile de păstrare.

6.2 Rezultate microbiologice

Tema prezentei lucrări de cercetare vizează calitatea produselor probiotice. Verificarea (atestarea) calității produselor probiotice pornește chiar de la o condiție inclusă în definiția acestor produse.

Astfel, un produs este considerat probiotic numai dacă până în momentul consumului conține un număr de 106 ufc/mL de bacterii probiotice.

Prin urmare, am avut în vedere ca și variantele experimentale obținute să fie analizate microbiologic cu scopul de a urmări viabilitatea monoculturilor probiotice în timpul păstrării la temperatură de refrigerare.

Cele două probe cu monoculturi: [NUME_REDACTAT] cu Bifidobacterii și [NUME_REDACTAT] cu Lactobacillus au fost studiate:

macroscopic prin:

metoda de numărare indirectă ( ce presupune cultivarea pe medii selective, în condiții de anaerobioză și numărarea coloniilor dezvoltate în urma termostatării);

aprecierea aspectului coloniilor dezvoltate în aceste condiții.

microscopic prin realizarea de frotiuri uscate, cu scopul vizualizării (observării) celulelor de bacterii dar și pentru a face o estimare a diluției din care se face însămânțarea pe mediu.

Analiza macro- și microscopică a probelor a fost efectuată:

în prima zi după obținere (după termostatarea și răcirea probelor);

în ziua a 25-a de păstrare la temperatura de refrigerare.

La primul set de analize s-a utilizat ca mediu de cultură RCM-ul ([NUME_REDACTAT] Agar) obținut prin încălzirea a 5g de mediu pulbere în 100 mL apă distilată, apoi eprubetele cu mediu au fost sterilizate la 1210C / 15 minute, răcite și turnate în plăcile Petri.

Utilizând tehnica diluțiilor decimale am efectuat din probele LFB și LFL câte șapte diluții și am însămânțat în plăcile Petri câte 1 mL din d6 și d7 a fiecărei probe pentru a elimina o dezvoltare prea abundentă sau prea redusă a microorganismelor.

În continuare am introdus plăcile în anaerostat și le-am termostatat la 370C / 24h.

După termostatare s-au constatat următoarele:

Bifidobacterium

în placa ce conținea d6 s-au dezvoltat un număr foarte mare de colonii de dimensiuni foarte mici și de culoare alb-crem;

în placa ce conținea d7 s-au dezvoltat de asemenea un număr mare de colonii, de dimensiuni puțin mai mari comparativ cu cele din d6. Numărarea s-a făcut prin împărțirea plăcii în patru sectoare și numărarea în sectorul ce conținea un număr mediu de colonii apoi raportându-se la suprafața cutiei Petri.

S-au obținut astfel pentru proba LFB o populație microbiană de 624·107 ufc/mL de bacterii probiotice.

d6 d7

Fig. 6.8 Imaginile coloniilor de bifidobacterii dezvoltate din cele două diluții

[NUME_REDACTAT] mod similar, în placa însămânțată cu d6 coloniile erau mult prea numeroase pentru a putea fi numărate și aveau dimensiuni mai mici comparativ cu cele de Bifidobacterium dar asemănătoare ca aspect.

În schimb, în placa corespunzătoare d7 s-au numărat doar 52 de colonii, ceea ce reprezintă o populație microbiană în proba LFL de 52·107 ufc/mL de lactobacili.

d6 d7

Fig. 6.9 Imaginile coloniilor de lactobacili dezvoltate din cele două diluții

Cel de-al doilea set de analize microbiologice au fost efectuate utilizând ca mediu de cultură MRS (de Man-Rogosa-Sharpe) întrucât am dorit să testăm modul în care se dezvoltă bacteriile și pe acest mediu. Mediul a fost pregătit conform schemei 6.8.

100mL H2Od

+ 5,2 g mediu pulbere

+ 2 g agar

Fig. 6.10 Schema de pregătirea a mediului MRS

În urma analizei microscopice a frotiurilor realizate am hotărât însămânțarea diluțiilor 5 și 6 și termostatarea la aceeași parametri ca în primul set de analize.

De această dată s-au constatat următoarele:

[NUME_REDACTAT] 5 a condus la dezvoltarea unui număr mare de colonii în placă. Și în placa însămânțată cu diluția 6 s-au dezvoltat un număr mare de colonii dar prin împărțirea plăcii în mai multe suprafețe de 1 cm2 și raportând la suprafața plăcii au fost numărate 593 de colonii.

Astfel, în proba LFB populația microbiană a ajuns la 593·106ufc/mL de bifidobacterii.

d5 d6

d5 și d6

Fig. 6.11 Imaginile coloniilor de bifidobacterii dezvoltate din cele două diluții, separate și alăturate

[NUME_REDACTAT] la studiul microscopic al frotiului realizat din d5, au fost vizualizate celule de Lactobacillus, la cultivarea pe mediu MRS nu s-au dezvoltat colonii în nici una din cele două plăci însămânțate cu d5 și d6.

Concluzii:

Tabel 6.5

Fig. 6.12 Variația în timp a populației microbiene în probele experimentale

Deși am afirmat că după 25 de zile de păstrare, în placa Petri în care am însămânțat d5 a probei cu Lactobacillus, pe mediu MRS, nu s-a dezvoltat nici o colonie, am considerat valoarea de 105 ufc/mL pe care logaritmat-o pentru a putea reprezenta grafic o variație deși aproximativă.

Justificarea acestei hotărâri pornește de la faptul că la vizulizarea frotiului realizat din d5 au fost observate rare celule de lactobacili, prin urmare produsul prezenta celule viabile însă există probabilitatea ca acestea să nu se fi putut dezvolta pe mediu MRS.

Se observă astfel din figura 6.12 că populația microbiană s-a redus în ambele cazuri, scăderea în cazul probei de [NUME_REDACTAT] cu Bifidobacterium fiind de 90,49% din populația inițială, iar în cazul probei cu Lactobacillus deși nu există date concrete considerăm că scăderea a fost mai mare.

6.3 Rezultatele analizei senzoriale

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.

Pentru a satisface un număr cât mai mare de consumatori, producătorii pot pune la punct teste aplicate consumatorilor, pentru a stabili gradul de acceptabilitate pentru un anumit produs alimentar.

La realizarea analizei senzoriale au participat 9 degustători, care au degustat atât probele experimentale cât și două probe de produse comerciale reprezentate de Iaurtul “Activia” de la Danone și Iaurt clasic de la Galacta.

Fig. 6.13 Probele pregătite pentru degustare

Probele au fost aduse la temperatura de 150C și prezentate degustătorilor câte 30 de mL în pahare de aceeași culoare și înălțime, pe care au fost trecute codurile formate din trei litere reprezentând de inițialele denumirii probelor experimentale, respectiv inițialele produselor comerciale.

Fig. 6.14 Desfășurarea analizei senzoriale

Modul în care degustătorii au procedat la efectuarea analizei senzoriale a fost descris astfel:

1. Se ia o linguriță cu iaurt, se introduce în gură, iar cu ajutorul limbii se plimbă proba prin toată cavitatea bucală.

2. Între probe se clătește gura cu apă și se consumă un produs neutru ( pâine ).

3. Se apreciază caracteristicile în ordinea prezentată în tabel.

4. Se apreciază fiecare caracteristică prin intermediul unei scări de punctaj de la 1 la 5 în care fiecare punctaj are următoarea semnificație:

0- absent

1- foarte slab

2- slab

3- mediu

4- puternic

5- foarte puternic

Fiecare degustător a primit un buletin de analiză de tipul celui atașat la Anexe, în care a apreciat o serie de atribute senzoriale ale probelor de PLF, definite în buletinul de analiză.

Rezultatele au fost ulterior centralizate și interpretate cu ajutorul metodei statistice Anova.

În primul rând a fost aplicată metoda ANOVA cu replicare unde s-au analizat simultan toate caracteristicile senzoriale, așa cum au fost ele apreciate de către cei nouă degustători.

Tabel 6.6 ANOVA bifactorială cu replicare

Se observă din tabelul 6.6 că în toate cazurile F < Fcrit, ceea ce înseamnă că nu au existat diferențe semnificative între probe, dar nici între părerile degustătorilor nu s-au remarcat diferențe semnificative.

Ulterior s-a apelat la metoda ANOVA unifactorială pentru analiza fiecărei caracteristici senzoriale în parte.

În analiza senzorială în noțiunea de aspect am introdus:

culoarea (albă sau alb-gălbuie);

aspectul de porțelan al probei;

luciul caracteristic suprafeței iaurtului;

prezența/absența bulelor de gaz.

Am considerat proba cu punctaj maxim cea care prezintă un aspect de porțelan, luciu caracteristic, o culoare cât mai apropiată de cea albă și fără bule de gaze.

Fig. 6.15 Interpretarea grafică a rezultatelor pentru caracteristica ASPECT

Tabel 6.6 ANOVA unifactorială aplicată rezultatelor obținute pentru aspect

Conform metodei Anova, în ceea ce privește aspectul există diferențe semnificative între probe, deoarece F=3,098 > Fcrit=2,1564, ceea ce se observă și din graficul de mai sus, în care mediile cele mai mari ale punctajelor acordate corespund probelor de [NUME_REDACTAT] de la Danone și apoi Iaurt clasic de la Galacta. Nici una dintre probe nu a obținut însă punctaj maxim.

Proba LFB a primit un punctaj bun, situându-se la o diferență de 0,66 puncte față de proba cea mai bine punctată IBD.

O altă caracteristică a iaurtului, cu o influență mare asupra aspectului este sinereza. Definită ca ,,eliminarea de zer, separarea zerului de coagul în urma termostatării produsului” sinereza reprezintă de fapt un defect tehnologic ce poate avea drept cauze urmatoarele situații:

Suprafermentarea prin depășirea duratei și temperaturii;

Răcirea insuficientă și lentă;

Agitare recipiente în timpul fermentării și postfermentare

Fig. 6.16 Interpretarea grafică a rezultatelor pentru caracteristica sinereză

Tabel 6.7 ANOVA unifactorială aplicată rezultatelor obținute pentru

Referitor la sinereză, se observă atât din rezultatele tabelate ale metodei Anova, cât și din graficul de mai sus că nu există diferențe semnificative între probe. Cea mai redusă sinereză a fost apreciată ca aparținând probei de Iaurt clasic de la Galacta, iar punctajul pentru cea mai puternică sinereză l-a obținut proba 8 (Lapte fermentat cu Bifidobacterium și Lactobacillus).

Rezultatele acestei caracteristici nu sunt însă foarte concludente deoarece pentru o apreciere cât mai exactă a sinerezei, analiza ar fi trebuit efectuată în ambalaje de desfacere, iar prezenta analiză a fost realizată asupra unor probe prelevate din recipientele în care a avut loc termostatarea. Din observațiile noastre, proba în care s-a observat clar o sinereză mai puternică a fost cea de LFB.

Cremozitatea este o caracteristică tot mai dorită de consumatori în produsele lactate fermentate, dovadă fiind apariția pe piață a unor produse ale căror nume au trimiteri la aceasta. De exemplu, Iaurtul ,,Cremoso” de la Danone sau ,, Cremă de iaurt” Milli produsă de [NUME_REDACTAT] România.

Prin urmare, am definit cremozitatea ca fiind structura uniformă, fără aglomerări, cu aspect de cremă, care dă senzația de catifelare în momentul degustării. Ea este influențată de conținutul de grăsime și de tipul bacteriei utilizate.

Fig. 6.17 Interpretarea grafică a rezultatelor pentru caracteristica cremozitate

Tabel 6.8 ANOVA unifactorială aplicată rezultatelor obținute pentru cremozitate

În urma evaluării statistice a rezultatelor analizei senzoriale, referitor la cremozitate putem afirma faptul că între probe sunt diferențe semnificative (F=4,2062>Fcrit.=2,1564), concluzie ușor de observat și din grafic, întrucât media cea mai mare a punctajului aparține probei 4, proba de Iaurt de la Galacta, urmată de [NUME_REDACTAT] de la Danone, iar media cea mai mică a punctajelor acordate a revenit probei 5, proba de Iaurt cu Bifidobacterium.

Proba experimentală LFB a obținut locul trei, cu o medie a punctajului apropiată de cea a probelor comerciale, la o diferență de 0,66 față de proba cu cel mai mare punctaj GCI.

În cazul caracteristicii miros degustătorii au fost rugați să aprecieze în mod simplist, intensitatea mirosului de fermentat al probelor.

Fig. 6.18 Interpretarea grafică a rezultatelor pentru caracteristica miros

Tabel 6.9 ANOVA unifactorială aplicată rezultatelor obținute pentru miros

Așa cum se observă, între probe nu există nici în acest caz diferențe semnificative, punctajul cel mai mare revenind probei de Iaurt cu Bifidobacterii și Lapte fermentat cu Lactobacillus și Bifidobacterium, iar punctajul cel mai scăzut l-au obținut probele fără tulpini probiotice, respectiv Lapte însămânțat cu cultură de iaurt și Iaurtul clasic de la Galacta.

Și în cazul mirosului proba LFB a fost apreciată bine, întrucât a obținut o medie a punctajului apropiată de valoarea trei ceea ce reprezintă un miros de fermentat mediu, situându-se la o diferență de 0,11 față de proba IBD.

Rezultatele caracteristicii miros sunt în concordanță cu rezultatele înregistrate pentru gust. Astfel, probele care au fost apreciate ca având un puternic miros de fermentat, au obținut și punctajele cele mai mari la evaluarea gustului acru, respectiv CIB, LBL și LFL.

Se observă însă că diferențele dintre probe sunt semnificative întrucât, la produsele fabricate de Danone și Galacta gustul dulce este mai pregnanat decât cel acru, în timp ce la probele realizate în laborator, gustul acru are un punctaj mult mai mare decât cel dulce.

Proba LFB a fost punctată corespunzător unui gust acru mediu la egalitate cu proba de Iaurt cu Cultură de Iaurt, dar cu un gust dulce cu 0,4 puncte mai mare.

Fig. 6.19 Interpretarea grafică a rezultatelor pentru caracteristica gust

Tabel 6.10 ANOVA unifactorială aplicată rezultatelor obținute pentru gust

Mouthfeel-ul reprezintă acea sumă dată de cremozitate și gust, senzația globală percepută de către degustător în timp ce proba este plimbată prin cavitatea bucală.

Fig. 6.20 Interpretarea grafică a rezultatelor pentru caracteristica mouthfeel

Tabel 6.11 ANOVA unifactorială aplicată rezultatelor obținute pentru mouthfeel

Rezultatele din tabelul metodei Anova arată că diferențele dintre probe sunt nesemnificative, mediile punctajelor fiind foarte apropiate ca valori. Totuși punctaj maxim l-au obținut din nou produsele comerciale, cel mai scăzut punctaj fiind obținut de Laptele fermentat cu Bifidobacterium.

Noțiunea de aftertaste am definit-o ca reprezentând senzația ce rămâne în cavitatea bucală după consumul probei, persistența gustului.

Fig. 6.21 Interpretarea grafică a rezultatelor pentru caracteristica aftertaste

Tabel 6.12 ANOVA unifactorială aplicată rezultatelor obținute pentru aftertaste

În cazul acestei caracteristici diferențele sunt din nou foarte mici. Punctajul cu media cea mai mare a fost acordat probei de Iaurt cu Bifidobacterium, iar cea mai mică medie aparține probei de Iaurt clasic de la Galacta cu aceeași valoare a mediei punctajului (2,66) ca și proba de [NUME_REDACTAT] cu Bifidobacterium.

Concluzii:

Întrucât prin analiza Anova unifactorială diferențele semnificative nu s-au obținut decât la trei din cele 7 caracteristici, la analiza Anova bifactorială cu replicare acestea nu au putut influența foarte mult rezultatele, iar global a reieșit că diferențele între probele analizate nu sunt semnificative și totodată nici părerile degustătorilor nu variază foarte mult.

Varianta experimentală care s-a evidențiat la câteva dintre caracteristici a fost LFB.

6.4 Studiu de piață

Pornind de la ideea că noțiunea de calitate implică satisfacerea necesităților consumatorilor implicite și explicite am realizat un studiu de piață pe baza unui chestionar de 14 întrebări, atașat la Anexe, prin intermediul căruia am urmărit evaluarea următoarelor aspecte:

Preferințele consumatorilor în legătură cu PLF;

Frecvența de consum a PLF;

Atitudinea consumatorilor față de produsele probiotice;

Elementele care influențează decizia de cumpărare și de consum;

Cunoștințele consumatorilor referitoare la produsele alimentare.

Chestionarul a fost aplicat pe un eșantion de 20 de respondenți cu vârste cuprinse între 20 și 30 de ani, absolvenți de studii superioare sau studenți dar și persoane fără studii superioare, dintre care 9 bărbați și 11 femei.

Rezultatele chestionarului au fost centralizate și interpretate grafic astfel:

Preferințele consumatorilor în legătură cu PLF

Fig.6.22 Evaluarea tipului de produs lactat cel mai frecvent consumat de către respondenți

Fig. 6.23 Preferințele consumatorilor pentru produsele unei anumite firme

Fig. 6.24 Evaluarea celei mai apreciate caracteristici a iaurtului

Urmărind cele trei grafice putem concluziona referitor la preferințele consumatorilor că:

în topul celor mai des consumate produse lactate, PLF ocupă locul doi, după brânzeturi, preferate fiind de consumatori produsele clasice, cu gust acrișor, caracteristic, în detrimentul produselor cu adaos de fructe, vanilie, cacao (conform întrebării a treia a chestionarului);

dintre firmele producătoare pe primul loc în preferințele consumatorilor se găsesc produsele firmei Danone, urmate de produsele Campina.

referitor la caracteristica cea mai importantă în cazul iaurtului, 12 dintre consumatori au apreciat cel mai mult gustul, iar șase au considerat cea mai importantă consistența.

Frecvența de consum a PLF

Fig. 6.25 Evaluarea frecvenței de consum a iaurtului

Din graficul de mai sus se observă că nu se poate afirma cu certitudine o frecvență a consumului întrucât numărul respondenților care consumă iaurt cu o frecvență de 2-3ori/lună (10) este foarte apropiat de numărul celor care consumă iaurt de 2-3 ori pe lună (9).

Atitudinea consumatorilor față de produsele probiotice

Fig. 6.26 Opinia consumatorilor referitoare la efectul benefic exercitat de probiotice asupra tranzitului intestinal

Deși numai 5 din respondenți au afirmat că sunt consumatori de produse probiotice de tip “Activia” sau “[NUME_REDACTAT]” și 8 consumă foarte rar astfel de produse, se observă însă că 14 respondenți consideră că aceste produse au o acțiune eficientă în reglarea tranzitului intestinal. Numărul respondenților care nu se pot pronunța în legătură cu aceast aspect se corelează cu numărul celor care au declarat ca nu consumă produse probiotice. Se poate observa însă că nici unul din respondenți nu consideră ineficiente aceste produse.

Elementele care influențează decizia de cumpărare și de consum

Fig.6.27 Evaluarea elementului care influențează în cea mai mare măsură decizia de cumpărare

Fig. 6.28 Evaluarea motivului pentru care respondenții consumă iaurt

Fig. 6.29 Evaluarea elementelor de pe ambalaj de care este interesat consumatorul

Fig. 6.30 Evaluarea mijlocului de informare în care consumatorii au cea mai multă încredere

Conform rezultatelor reprezentate în cele patru grafice de mai sus, se constata că:

decizia de cumpărare a unui produs este influențată în cea mai mare măsură de caracteristicile senzoriale și apoi de beneficiile aduse sănătății;

la cumpărarea unui produs alimentar consumatorul este interesat în principal de informațiile senzoriale și termenul de valabilitate, doar un număr de trei respondenți urmărind și simbolul ce arată că firma producătoare are implementat un SMSA;

pentru 13 dintre cei chestionați un mijloc de informare de încredere este reprezentat de eticheta produsului și doar șase iau în considerare atât eticheta cât și reclamele. Acest raport arată că spoturile publicitare au mai mult rolul de a declanșa interesul pentru produs, dar nu un element suficient pentru a câștiga încrederea consumatorilor.

Fig. arată motivația respondenților pentru consumul de iaurt. Se observă că se detașează răspunsul potrivit căruia iaurtul este consumat pentru proprietățile benefice aduse organismului, în timp ce numai trei au afirmat că atributele senzoriale ale iaurtului ii determină să consume produsul. Astfel se poate explica și faptul că brânzeturile sunt cel mai des consumate produse lactate pentru că deși în ultimul timp consumatorii încearcă să adopte o alimentație sănătoasă, în alegerea produselor alimentare primează caracteristicile senzoriale.

Cunoștințele consumatorilor referitoare la produsele alimentare

Fig. 6.31 Evaluarea nivelului de cunoaștere a noțiunii de “produs probiotic”

Fig.6.32 Opinia consumatorilor referitor la semnificația noțiunii de “produs sigur”

Din cele două figuri se observă că respondenții au ales variantele corecte la aceste intrebări ce testează cunoștințele sau mai corect opiniile in legatură cu cele două noțiuni, proporția celor ce au răspuns corect nefiind foarte mare.

Astfel, în primul caz 9 din cele 20 de persoane chestionate au ales răspunsul corect “a)” la definirea produsului probiotic și anume “un produs ce conține 106ufc/ml de bacterii probiotice”. Este posibil ca respondenții să fi ales această variantă și datorită faptului că răspunsul cuprindea noțiunea de bacterii probiotice. Însă, un număr destul de mare, 7 respondenți consideră că produs probiotic este orice produs lactat ce conține microorganisme, iar 4 susțin ideea că probioticele sunt produsele ce aduc beneficii organismului fără a conține microorganisme.

În cel de-al doilea caz, din nou răspunsul corect privind noțiunea de “produs sigur” a fost ales de 13 persoane și anume “produsul care nu prezintă fizice, chimice și microbiologice”. Cinci persoane chestionate au considerat produs sigur un produs fabricat de o companie internațională ce are implementat un SMSA, ceea ce nu este neapărat incorect pentru că un astfel de produs ar trebuie să nu prezinte fizice, chimice și microbiologice. Doar doi respondenți au considerat că lipsa aditivilor duce la obținerea unui produs sigur.

Concluzii:

În general, a existat o variantă de răspuns care s-a detașat net de celelalte la întrebările din categoria:

preferințelor consumatorilor;

evaluării elementelor ce influențează decizia de cumpărare și consum;

atitudinea consumatorilor față de produsele probiotice.

În schimb, situația este diferită în ceea ce privește frecvența de consum a PLF sau cunoștințele consumatorilor referitoare la produsele alimentare unde au existat câte două întrebări ce au cumulat un număr apropiat de puncte.

Capitolul VII

7.1 Calitatea și siguranța produselor lactate fermentate

7.1.1 Calitatea produselor lactate fermentate

Calitatea produselor lactate fermentate este influențată de:

compoziție: aciditate, grăsime, substanțe de aromă;

proprietăți fizice: consistență, textură, vâscozitate.

Consistența bună a iaurtului este dată în special de ușoara proteoliză a cazeinei, producerea de substanțe filamentoase (mucus), manipularea cu grijă, tratamentul termic corect, echilibrul salin, cultura starter, condițiile de incubare și, eventual, utilizarea stabilizatorilor (Nielsen, 1967).

Pentru o bună aromă a iaurtului este foarte importantă formarea acidului lactic. Humphreyes și Plunkett (1996) recomandă o aciditate titrabilă finală în iaurt de 1-1,25% acid lactic sau un pH de 3,7-3,8. Kosikowski recomandă totuși ca pH-ul să fie de aproximativ 4,4. [NUME_REDACTAT] a Laptelui specifică o aciditate de 0,7% acid lactic în iaurt la vânzare.

Foarte importantă este și creșterea acidității în timpul depozitării iaurtului. S-a constatat că în iaurtul clasic păstrat 6 zile la 40C pH-ul a scăzut de la 4,15 la 3,98, iar iaurtul dulce de la 4,62 la 4,15. Tamer (1973) concluzionează că trebuie utilizată numai o cultură care să producă o creștere minimă a acidității în timpul păstrării.

La selecția tulpinilor de S. thermophilus și L. delbrueckii ssp. bulgaricus pentru iaurt trebuie avute în vedere următoarele:

abilitatea celor două bacterii de a crește împreună;

capacitatea de a produce iaurt cu proprietăți senzoriale dorite;

stabilitatea la fag (în special pentru S. thermophilus);

viteza de producere a acidului lactic;

formarea de cantități ridicate de acetaldehidă;

stabilitate genetică.

7.1.2 Produsele lactate fermentate și toxiinfecțiile alimentare

Produsele lactate acide sunt rareori asociate îmbolnăvirilor de origine alimentară, datorită factorilor intrinseci: pH, activitatea apei – aw, compoziția microflorei.

Campylobacter, de exemplu, este distrus rapid în prezența acidului lactic, iar Salmonella este distrusă sau inactivată la concentrații de acid lactic ce depășesc 1% și pH sub 4,55.

Totuși, în Anglia, în perioada 1989-1991, trei toxiinfecții alimentare de proporții s-au datorat produselor lactate acide, iar în China, în 1998, 17% din produsele lactate acide erau contaminate cu Bacillus cereus.

Deși se consideră că prezența în număr mare a Streptococcus thermophylus și Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus constituie o barieră biologică pentru supraviețuirea contaminanților potențiali, incluzând enteropatogenii, studiile din ultima decadă au evidențiat prezența în iaurt și alte produse lactate acide a Escherichiei coli O157 : H7, Yersiniei enterocolitica și Listeriei monocytogenes, Escherichiei coli nepatogen, drojdiilor și mucegaiurilor.

E. coli O157:H7 se poate dezvolta în timpul incubării laptelui pentru obținerea iaurtului. Creșterea în timpul fermentației lactice și supraviețuirea ulterioară este afectată de bacteriile lactice din culturile starter. Există diferențe între tulpini în ceea ce privește toleranța la aciditate și susceptibilitatea la substanțele antibiotice (bacteriocine) din produsele lactate acide. Astfel, s-a constatat prezența lui E.coli O157:H7 în concentrație de 0,32-1,67 ufc/mL iaurt cu pH 4,6-5,2, după 7 zile de păstrare la 40C. Aăugarea zahărului are efect protector, mărind supraviețuirea la peste 10 zile.

E. coli O157:H7, Gram-, facultativ anaerob, este un patogen bine cunoscut în industria laptelui și a produselor lactate. Are o toxicitate ridicată prin producerea verotoxinei în produs, produce enterite severe, hemoragii ale tubului digestiv, diaree hemoragică, afectează toate vârstele și poate produce chiar moartea.

Așadar, nu este posibil să ne bazăm pe valorile pH-ului și conținutului de acid lactic pentru a garanta siguranța în consum a produselor lactate acide. Esențial pentru inocuitate este tratamentul termic al laptelui-materie primă și evitarea contaminării ulterioare.

7.1.3 Alterarea produselor lactate fermentate

Deteriorarea proprietăților organoleptice ale produselor lactate fermentate se datorează chiar microflorei culturilor starter. Numărul microorganismelor starter se menține peste 108 ufc/g timp îndelungat la temperaturi sub 100C, dar descrește rapid la temperaturi ridicate. Continuarea fermentării formează un exces de aciditate, iar activitatea proteolitică a bacteriilor produce amăreală si sinereză. Amăreala poate fi rezultatul eliberării enzimelor proteolitice din celulele de bacterii moarte.

Datorită pH-ului coborât și prezenței bacteriilor proteolitice, iaurtul și alte produse lactate acide sunt un mediu selectiv pentru dezvoltarea unor microorganisme de contaminare.

Literatura conține referințe generale despre alterarea iaurtului ( Davis, 1970; Kurmann, 1978; Suriyarachchi și Fleet, 1981 ). Adăugarea fructelor și zahărului în iaurt amplifică riscul alterării prin aport de substrat fermentescibil. Aceasta face iaurtul un mediu de creștere mai puțin selectiv.

Cele mai importante microorganisme de alterare a produselor lactate acide sunt drojdiile. Ele produc în fermentație CO2 și alterarea e ușor recunoscută prin bombarea capacului din folie de aluminiu și chiar explozia buteliei. Cele mai implicate sunt drojdiile din genul Kluyveromyces marxianus și Saccharomyces ssp. Iaurtul cu adaos de zahăr este frecvent afectat de drojdii. Pireurile de fructe contaminate prin procedee de prelucrare / manipulare necorespunzătoare sunt adeseori sursă majoră de contaminare. De asemenea, iaurtul cu adaos de cacao sau ciocolată este foarte susceptibil alterării prin fermentație produsă de drojdii.

Conform lui Suriyarachchi și Fleet (1981), 45% din probele de iaurt din Australia conțin aproximativ 103 ufc/g din genurile Torulopsis, Kluyveromyces, Saccharomyces, Candida, Rhodotorula, Pichia, Debaryomyces. Speciile cele mai frecvent izolate sunt Kluyveromyces marxianus, Kluyveromyces fragilis, Torulopsis candida, Rhodotorula mucilaginosa, urmate de Saccharomyces cerevisiae, Rhodotorula rubra, Kluyveromyces lactis și Torulopsis versatilis.

Drojdiile oxidative sunt, de asemenea, microorganisme importante în alterarea iaurtului și a altor produse lactate acide. Dezvoltarea drojdiilor este condiționată de disponibilitatea oxigenului și poate fi limitată la interfața aer / produs. În asemenea cazuri se pot dezvolta colonii plane sau un film. Buteliile din polistiren, cu pereții subțiri permit pătrunderea în interior a unei cantități suficiente de aer pentru a susține dezvoltarea drojdiilor oxidative în produs. În asemenea circumstanțe drojdiile oxidative predomină lângă perete, iar drojdiile fermentative în centrul buteliei. Din iaurt s-au izolat multe drojdii oxidative, între care specii de Candida, Debaryomyces, Pichia, Rhodotorula, Torulaspora, Kluyveromyces, Hansenula, (Varnam ș.a., 1994)

Dezvoltarea drojdiilor în produsele lactate acide este legată de capacitatea lor de a crește la temperaturi de refrigerare, de a fermenta lactoza și zaharoza și de a hidroliza cazeina laptelui.

Refrigerarea are mare importanță în obținerea unei conservabilități acceptabile a produselor lactate acide. Refrigerarea necorespunzătoare duce la creșterea rapidă a drojdiilor în iaurt. Alterarea acestuia este evidentă la un conținut de drojdii de peste 105 ufc/g. Monitorizarea conținutului de drojdii din fructe și produsul finit reprezintă un aspect important al controlului calității iaurtului și a altor produse lactate acide.

Mucegaiurile se dezvoltă la interfața produs/aer formând colonii în formă de nasturi sau acoperind complet suprafața. De pe produsele lactate acide s-au izolat foarte multe specii de mucegaiuri: Geotrichum, Alternaria, Absidia, Aspergillus, Micelia, Monilia, Mucor, Penicillium, Pullaria, și Rhizopus. Importanță particulară prezintă Aspergillus care cuprinde specii producătoare de aflatoxină ( A. favus). Deși pentru calitatea produselor mucegaiurile sunt mai puțin periculoase decât drojdiile, dezvoltarea mucegaiurilor este uneori o problemă importantă la iaurtul păstrat timp îndelungat la temperaturi de cca. 00C.

CONCLUZII FINALE:

În urma analizelor fizico-chimice se poate afirma că variantele experimentale de PLF sunt comparabile cu PLF tradiționale, cel mai bine apropiindu-se de acestea proba de [NUME_REDACTAT] cu Bifidobacterium.

Potrivit analizelor microbiologice se constată că proba de LFB a rămas un produs probiotic după cele 25 de zile de depozitare la temperatură de refrigerare, însă a fost înregistrată o scădere a populației bacteriene de 1 LOG. Tulpina de Lactobacillus nu s-a dezvoltat pe mediul MRS după 25 de zile.

Din punct de vedere al calității senzoriale s-a remarcat tot proba LFB care la caracteristici precum aspect, cremozitate, miros, aftertaste a fost apreciată prin punctaj apropiat ca valoare celor acordate probelor de produse comerciale considerate etalon.

Celelalte variante experimentale inclusiv LFL au fost depunctate din cauza mirosului puternic de fermentat și al gustului acru consecințe a acidității mari dezvoltate în produs. Proba cea mai depreciată a fost LFL.

Se poate concluziona că dintre cele două monoculturi probiotice, cea care a condus la obținerea unui produs mai bun în ceea ce privește calitatea senzorială și care și-a păstrat calitatea de produs probiotic, a fost cultura de Bifidobacterium. Sunt însă necesare revizuiri ale variantei de obținere deoarece produsul a prezentat o sinereză destul de avansată și un coagul mai slab decât al celorlalte probe și de asemeni reluarea cercetării asupra lui Lactobacillus acidophilus.

Studiul de piață a pus în evidență următoarele concluzii despre consumatori:

preferă, după brânzeturi, iaurtul clasic, cu gust caracteristic, fabricate de firma Danone și consideră drept cea mai importantă caracteristică a iaurtului gustul acestuia; motivația consumului de iaurt este reprezentată de influența benefică asupra organismului, iar frecvența de consum variază între 2-3 ori/lună și 2-3 ori/săptămână;

deși nu toți respondenții sunt consumatori de produse probiotice, 70% din cei chestionați cred că aceste produse exercită un efect pozitiv în reglarea tranzitului intestinal;

decizia de cumpărare a produselor alimentare este influențată în cea mai mare măsură de caracteristicile senzoriale;

nu cunosc foarte bine noțiunea de produs probiotic dar au o opinie corectă referitoare la produsul sigur.

Bibliografie:

Costin, G.M., ș. a., 2005, Produse lactate fermentate, [NUME_REDACTAT], Galați.

Tofan, C., Bahrim, G., Nicolau, A., Zara, M., 2002, Microbiologia produselor alimentare Tehnici și analize de laborator, [NUME_REDACTAT], București.

Jaba, E., 1998, Statistica, [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], Gabriela, Stanciu, Silvius, 2005, Studiul mărfurilor, [NUME_REDACTAT], Galați.

Costin, G.M., ș. a., 2006, Buletin de informare pentru industria laptelui, volumul 21, numărul 3-4, [NUME_REDACTAT], Galați.

www.yogurtland.com

www.multilab.com

www.bact.wisc.edu

Determinarea punctelor critice de control

În baza rezultatelor analizei riscurilor, echipa HACCP determină punctele critice de control și va studia pe rând toate etapele procesului tehnologic (începând cu obținerea materiilor prime și terminând cu depozitarea și distribuția) din punctul de vedere al riscurilor identificate.

Trebuie făcută diferența dintre punctele de control și punctele critice de control. Conform NACMCF(1998):

CP este orice punct / etapă a procesului în care pot fi controlate riscurile biologice, chimice sau fizice;

CCP este acel punct / etapă în care, dacă se instituie controlul asupra riscului, acesta este prevenit, eliminat sau redus până la un nivel acceptabil.

Într-un proces tehnologic pot fi mai multe etape unde pot fi controlate riscurile, dar numai câteva unde un control necorespunzător va conduce la producerea de alimente potențial nesigure. Aceste etape sunt CCP.

Pentru determinarea HACCP în materii prime, ingrediente și proces se pot utiliza arborii decizionali. Fiecare ingredient, fiecare etapă unde s-au identificat riscuri va fi evaluat cu ajutorul arborilor decizionali pentru a stabili dacă sunt CCP sau CP. Experiența a demonstrat uneori că urmărirea strictă a unui asemenea arbore poate conduce la decizii incorecte. Prin urmare, arborii decizionali pentru CCP sunt numai instrumente cate pot ajuta la determinarea CCP corespunzătoare și utilizarea lor nu este obligatorie. Multe echipe HACCP au determinat cu ușurință și corect CCP pe baza experienței lor și a cunoașterii procesului și a măsurilor de control existente.

Nu există limite privind numărul CCP în procesul de fabricare a produselor lactate acide. El depinde de tipul produsului, ingredientele folosite, procesul de fabricație și programele de măsuri preliminare implementate. Numărul sau poziția CCP poate fi schimbată în orice moment pe măsură ce planul HACCP evoluează în cursul procesului de implementare.

Cu cât produsele lactate acide au o compoziție mai variată, cu atât procesul de fabricație este mai complex iar numărul CCP va fi mai mare.

Calitatea laptelui crud-materie primă pentru fabricarea produselor lactate acide depinde de modul de recoltare (personal, igienă), starea sănătății animalelor, condiții de depozitare și transport. Tabelul ……. prezintă măsurile ce trebuie întreprinse la nivelul firmelor pentru a asigura calitatea laptelui crud.

Calitatea laptelui crud necesită o atenție specială și teste “la rampă” înaintea descărcării cisternelor. Pentru prima etapă a procesului tehnologic, recepția laptelui, trebuie analizat dacă există măsuri de prevenire a riscurilor identificate în această etapă. Verificările calitative la recepție (densitate, aciditate, conținutul de grăsime, conținutul de proteine) vizează aspectele generale ale calității și nu inocuitatea. În acest caz, recepția este doar un punct de control.

Detectarea antibioticelor din lapte se face atât în scopul prevenirii accidentelor de fermentare cât și al prevenirii acțiunilor dăunătoare asupra consumatorilor. În acest caz, recepția este punct critic de control, presupunând că prin testarea și sortarea laptelui, riscul este eliminat, fie redus până la un nivel acceptabil.

La fel și pentru celelalte riscuri chimice dacă se poate institui un program de verificare a conținutului de pesticide, metale grele, nitrați.

TABEL

În mod normal aderarea la un program de bune practici în sectorul zootehnic și de colectare a laptelui, selectarea furnizorilor în funcție de folosirea unui sistem HACCP, constituie o măsură preventivă mult mai eficientă decât simpla testare a laptelui.

Recepția nu constituie niciodată un punct critic de control din punct de vedere al riscului microbiologic.Se poate considera însă că, pentru fabricarea produselor lactate acide, recepția este CCP pentru riscul prezenței antibioticelor și a altor inhibitori.

Preluarea laptelui din mijloacele de transport (transportul intern, filtrarea)sunt CP unde se pot monitoriza riscurile fizice prezente în lapte.

Răcirea laptelui este numai un punct de control. În condițiile respectării normelor tehnologice și a practicilor bune de lucru, este practic imposibil ca agenții patogeni prezenți în lapte să se dezvolte în timpul răcirii și depozitării tampon la temperaturi de refrigerare până la un nivel periculos. În timpul depozitării se pot multiplica microorganismele psihrofile, dacă nu sunt respectate condițiile de depozitare. Măsurarea temperaturii laptelui în tanc, urmărirea duratei de păstrare și inspecția vizuală pentru stabilirea gradului de curățenie sunt metode de monitorizare a acestui punct de control (CP).

Curățirea centrifugală a laptelui p[oate fi o etapă de contaminare majoră dacă nu se aplică programe de spălare și dezinfectare corespunzătoare a separatoarelor centrifugale. Este CP.

Standardizarea conținutului de grăsime a laptelui se face în separatoare de smântână sau prin adaos de lapte degresat. În unele cazuri se mărește conținutul de substanță uscată a laptelui cu lapte praf degresat, concentratelor proteice din zer obținute prin ultrafiltrare pentru îmbunătățirea consistenței coagulului și evitarea sinerezei. Standardizarea este punct critic de control al riscurilor microbiologice. Verificarea calității laptelui degresat, laptelui praf degresat, sau concentrate proteice din zer previne riscurile microbiologice (Salmonella, Listeria, Escherichia) și chimice (antibiotice, substanțe de igienizare, pesticide). Selectarea furnizorilor și existența certificatelor de calitate constituie o metodă eficientă de a controla aceste riscuri.

Dacă omogenizatorul este plasat înainte de pesteurizare, omogenizarea este numai punct de control unde trebuie monitorizată presiunea și aplicarea corectă a programului de igienizare a omogenizatorului pentru a minimiza contaminarea microbiană. În cazul plasării după operația de pasteurizare, omogenizarea este CCP.

Dacă se adaugă stabilizatori înainte de pasteurizarea laptelui, riscurile microbiologice provenite de la aceștia sunt ținute sub control prin verificarea atentă în ceea ce privește calitatea și prin cunoașterea și selectarea furnizorilor.

Pasteurizarea este punct critic de control al riscurilor microbiologice, întrucât controlul acestei operații prin aplicarea corectă a regimului de tratarea termică asigură distrugerea formelor vegetative ale microorganismelor patogene. Monitorizarea temperaturii și a duratei de tratare termică a laptelui, a condițiilor fizice ale tancurilor, pasteurizatoarelor, a procedurilor de igienizare asigură ținerea sub control a riscurilor microbiologice din această etapă. Laptele pasteurizat se poate contamina prin contact direct cu laptele crud în zona de recuperare, dacă garniturile dintre plăci nu asigură o etanșeizare perfectă sau dacă există pori în plăcile schimbătoarelor de căldură.

O serie de aditivi termolabili (aromatizanți, coloranți, unii îndulcitori) se adaugă după pasteurizare. Această etapă este punct critic de control cu nivel ridicat de preocupare. Ținerea sub control a acestui CCP se realizează prin asigurarea calității și inocuității acestor aditivi, ceea ce presupune furnizori de încredere, verificări la recepție și păstrarea în condiții corespunzătoare.

Obținerea culturilor de producție în fabrică în cazul când nu se uitlizează culturi DSV este de asemnenea punct critic microbiologic și poate fi controlată prin respectarea procedurilor de lucru, controlul automat al pH-ului, examen microscopic și menținerea unei igiene riguroase. Culturile adăugate în lapte trebuie să fie active, să permită formarea rapidă a acidului lactic. Starterii care nu prezintă o activitate corespunzătoare, favorizează, datorită slabei acidifieri, multiplicarea microflorei de contaminare post-pasteurizare.

Incubarea și fermentarea sunt puncte critice de control al riscurilor microbiologice (contaminare cu patogeni și multiplicarea unor spori nedistruși la pasteurizare se controlează prin monitorizarea activității culturii starter, a tehnicii de inoculare, temperaturii laptelui, duratei de fermentare, pH-ului produsului și a igienei fabricației.

Controlul operației de ambalare care este puct critic de control al riscurilor microbiologice, se face prin asigurarea unor condiții stricte de igienă pentru ambalaje, instalație și mediul din secția de fabricație. Pentru aceasta se impune monitorizarea procedurilor de spălare a ambalajelor, observarea vizuală / automată a tuturor recipienților, verificarea stării de igienă a secției. Pentru riscurile fizice provenite de la ambalaj în special, ambalarea este CP.

Controlul operațiilor de răcire și depozitare (CCP-M) împiedică supraacidifierea, dar și dezvoltarea microflorei de infecție, prezente în produsul finit. Temperatura și durata de depozitare trebuie monitorizate și înregistrate.

Stabilirea limitelor critice ale punctelor critice de control

Limita critică este valoarea prescrisă a unui anumit parametru al produsului sau al procesului într-un punct critic de control, a cărei depășire / nerespectare ar pune în pericol sănătatea sau viața consumatorilor.

După stabilirea punctelor critice de control trebuie să se precizeze care sunt componentele critice asociate fiecărui punct critic de control, valorile standard ce trebuie sau pot fi atinse pentru acestea, precum și toleranțele (limitele critice).

Un punct critic de control ( care, de obicei, este o operație sau o etapă a procesului tehnologic de fabricație) poate avea un anumit număr de elemente componente, care nu au aceeași semnificație pentru siguranța în consum a produsului. Dintre aceste componente se vor selecta numai acele de care depinde inocuitatea produsului finit.

Valorile limită stabilite pentru parametrii din punctele critice de control nu au în vedere considerentele tehnologice, ci doar pe cele legate de inocuitatae produsului.La stabilirea parametrilor tehnologici se ține seama de valorile limitelor critice pentru inocuitate și nu invers.

Valorile standard și toleranțele depind de:

ciclul de viață al produsului: durata de valabilitate, fluctuațiile de temperatură în timpul depozitării;

standardele legale existente: limitele acceptate pentru respingere, data vânzării.

Pentru recepția laptelui și a celorlalte materii prime vor fi stabilite limite critice în primul rând la parametrii care au relevanță pentru calitatea igienică a produsului. Aceștia sunt: grad de impurificare, încărcare microbiologică, aciditate, reziduuri de antibiotice.

Pentru laptele crud de vacă, limitele critice sunt: temperatura 100C; aciditatea 190T, pH 6,2÷6,6; bacterii anaerobe mezofile 500.000 ufc/g; punct de congelare -0,5250C; testul tuberculinei și penicilinei negativ.În SUA și țările UE limitele acceptate pentru numărul total de germeni variază între 50.000 și 100.000 ufc/mL, iar valori sub 20.000 ufc/mL indică o calitate microbiologică foarte bună.

În mod similar se stabilesc limitele critice la parametrii ingredientelor (impurități, contaminare microbiologică, pesticide ș.a.).

Pentru operația de pasteurizare, parametrii critici sunt temperatura și durata menținerii temperaturii. După recomandările IDF (1994), un tratament minim la 720C/15 secunde este suficient pentru reducerea riscurilui microbiologic la un nivel acceptabil. Pentru siguranță, se aplică temperaturi de 730C sau mai ridicate și se prelungește durata la 20÷40 secunde. Aceste valori constituie limitele critice pentru pasteurizare. În cazul produselor lactate acide parametrii tehnologici depășesc mult limitele critice pentru pasteurizare pentru distrugerea agenților patogeni din lapte. Prin efectul benefic al tratamentului termic, la temperaturi și durate mai mari, asupra dezvoltării ulterioare a culturii starter în lapte, ceea ce contribuie la siguranța produselor lactate acide (pH ridicat, eventual formare de antibiotice microbiene) se consideră limitele critice ale pasteurizării laptelui valorile parametrilor (temperatură, durată) tehnologici.

Deoarece aciditatea sau pH-ul previn multiplicarea microorganismelor patogene (din contaminarea post-pasteurizare) în timpul fermentării laptelui, acești doi parametrii sunt considerați critici. Pentru fiecare produs lactat acid se stabilesc anumite valori ale acestor parametri considerați critici pentru inocuitate atunci când se bănuiește posibilitatea contaminării laptelui și mai ales în cazul produselor lactate cu bifidobacterii.

Stabilirea limitelor critice pentru a ține sub control recontaminarea este relativ mai dificilă decât a celor care controlează dezvoltarea microorganismelor.

Recontaminarea este legată de acumularea unor resturi de lapte/ produs în fisuri, șanțuri, striuri, canale, așa-numitele spații “moarte”. Prin buna cunoaștere a datelor de fabricație, a programelor și echipamentelor de producție, se poate estima dinainte unde și în cât timp este posibil să se formeze astfel de depozite și biofilme. Limitele critice se vor stabili pentru temperaturile și concentrațiile soluțiilor și perioada de timp în care se face igienizarea locului respectiv.

Limitele critice pentru răcire și depozitare sunt valorile maxime admisibile pentru temperatură și durata de păstrare (80C, 24 ore).

Stabilirea limitelor critice pentru unele riscuri chimice ale materiilor prime și ingredientelor (aflatoxinelor, pesticide, metale grele, izotopi radioactivi) se face luând în considerație reglementările naționale și internaționale, eventual literatura de specialitate. Limitele critice pentru reziduuri de antibiotice, substanțe de igienizare trebuie să fie zero (absente).

Pentru a putea controla poluarea laptelui cu substanțe chimice utilizate la spălarea și dezinfectarea instalațiilor, se stabilesc limite critice pentru concentrația soluțiilor și durata mimină de clătiri cu apă.

Stabilirea procedeelor de monitorizare

Monitorizarea este esnțială în managementul siguranței produselor lactate acide. monitorizarea reprezintă verificarea prin observații, măsurători și analize, a faptului că procedurile de prelucrare, manipulare, igienizare în fiecare CCP respectă criteriile stabilite.

Monitorizarea este o secvență planificată de observații și măsurători ale parametrilor critici ai produsului sau procesului, realizată cu scopul de aprecia dacă un CCP este sub control și se finalizează printr-o înregistrare exactă, utilizată ulterior în procesul de verificare.

Un sistem de monitorizare eficient bazat fie pe observația vizuală, analize fizico-chimice și teste microbiologice (mai rar utilizate) trebuie să detecteze la timp pierderea controlului (prin depășirea limitelor critice) și să furnizeze informații în timp util pentru a se aplica rapid măsuri corective. În cazul ideal când monitorizarea poate indica chiar tendința de pierdere a controlului se poate interveni pentru readucerea CCP sub control înainte de apariția riscului probabil.

Metodele și aparatura pentru monitorizare trebuie astfel selectată încât să se asigure o acuratețe suficientă scopului urmărit. De exemplu, dacă o limită critică pentru răcire este ușor de obținut și este posibilă o variație de câteva grade în zona de siguranță a limitei critice, atunci este suficient un termometru cu scală sau cadran (care are o variabilitate inerentă de plus sau minus câteva grade). Dacă însă temperatura monitorizată va fi foarte apropiată de limita critică este necesar un instrument cu o sensibilitate mai mare, mai precis.

Există mai multe metode de monitorizare:

Observarea vizuală – este procedura cea mai utilizată pentru monitorizarea materiilor prime, materialelor, produselor finite, stării de igienă a spațiilor, utilajelor, ambalajelor, echipamntului de protecție a lucrătorilor, a unor proceduri operaționale, a tehnicilor de spălare și dezinfecție. Obsevarea vizuală este eficientă numai în cazul când se realizează cu o anumită frecvență prestbilită, iar constatările sunt notate sistematic.

Aprecierea senzorială – este o metodă foarte utilă pentru verificarea prospețimii laptelui, calității ingredientelor, produselor finite. Aspectul, gustul, mirosul acestora pot constitui un indiciu rapid al scăpării de sub control a unor parametri, de exemplu a timpului sau temperaturii la transport sau depozitare.

Determinările fizico-chimice (măsurarea temperaturii, timpului, debitului, presiunii, pH-ului) constituie procedee utile în monitorizarea punctelor critice de control (pasteurizre, fermentare, depozitare). Acolo unde este posibil, foarte indicate sunt sistemele de monitorizarte continuă (termometre, pH-metre), automatizate, prevăzute cu înregistratoare.

Analizele chimice – sunt folosite pentru monitorizarea anumitor componente ale laptelui, ingredientelor, produselor finite, a concentrațiilor soluțiilor de spălare și dezinfectare. Aceaste este cu cât sunt mai rapide, cu atât sunt mai utile în monitorizare.

Analizele microbiologice, deși foarte importante, se utilizează destul de puțin pentru monitorizare curentă datorită duratei mari a analizrlor. Deoarece dezvoltarea microorganismelor depinde de unii parametrii fizico-chimici (temperatură, timp, pH, aciditate titrabilă, conservanți, antibiotice) monitorizarea acestora este suficientă, nefiind necesare și teste microbiologice. Analizele microbiologice sunt folosite pentru monitorizarea culturilor, a prezențeiantibioticelor/inhibitorilor în lapte, pentru a constata eficiența programelor de igienizare aplicate, pentru inspecții și verificări ale conformității.

Cu metodele microbiologice de monitorizare, chiar utilizând teste rapide, nu se pot obține rezultate în timp real. Ele se pot folosi numai pentru ingrediente sau produse finite care se păstrează un timp suficient pentru a obține rezultatele. În al doile rând, specialiștii consideră că eșantionarea și testarea au o slabă precizie la detectarea contaminării sporadice.

Chiar dacă se folosește verificarea statistică, cu planuri de eșntionare și control, pentru a depista un risc microbiologic, probabilitatea detectării depinde direct de gradul de contaminare în lotul respectiv. Întrucât multe riscuri microbiologice pot avea un nivel relativ scăzut, probabilitatea detectării este deosebit de redusă și,prin urmare, probabilitatea de acceptare a lotului cu microorganisme periculoase este ridicată.

Unele activități de monitorizare implică contactul direct al instrumentelor cu produsele (termometre, pH-metre, electrozi, tije, indicatoare de nivel). În acest caz este important să se rețină că există posibilitatea de contaminare cu patogeni, chimică și/sau fizică.

Pentru ca HACCP să fie cu adevărat un sistem preventiv, monitorizarea trebuie realizată cu suficientă frecvență pentru a putea detecta pierderea controlului. În cazul monitorizării discontinui este importanat ca frecvența operației să permită detectarea oricărei depășiri a limitelor critice și să permită efectuarea acțiunilor corective în timp util. Monitorizarea continuă este de preferat însă nu mai mult decât este necesar. Ea trebuie utilizată când depășirea limitelor critice ar putea trece neobservată. De altfel, se folosește pentru monitorizarea temperaturii, pH-ului, presiunii, cu probabilitatea obținerii automate a înregistrărilor – diagrame. Dacă variabilitatea parametrilor monitorizați este redusă, este foarte eficientă monitorizarea discontinuă. Este important să se realizeze că lipsa activității de monitorizare poate avea aceleași consecințe ca depășirea limitelor critice.

Un aspect important al momitorizii îl constituie obținerea înregistrărilor necesare verificărilor ulterioare. Înregistrările se pot obține manual, pe formulare / fișe, prin notarea valorilor, constatărilor, observațiilor vizuale sau automat – diagrame (de exemplu diagramele termice la pasteurizare).

Metodele de monitorizare, frecvența operației, planul de eșantionare și control se stbilesc în raport cu incidența și severitatea riscului.

Echipa definește parametrii care trebuie monitorizați, limitele critice și frecvența măsurării, selectează metodele de monitorizare în funcție de caracteristici, acuratețe, credibilitate după care desemnează operatorul (operatorii), responsabil(i) cu monitorizarea și înregistrarea valorilor măsurate.

Planul HACCP pentru produse lactate acide ca stipula monitorizarea:

laptelui-materie primă și ingrediente prin observații vizuale, analiză organoleptică și fizico-chimică la recepție;

răcirea și depozitarea laptelui crud: temperatură, gradul de curățenie a tancurilor (vizual);

pasteurizarea: temperatura laptelui la ieșrea din zona de4 menținere și la ieșrea din psteurizator, debitul pompei de alimentare cu lapte, temperatura și presiunea aburului, a apei calde, diferența de presiune dintre circuitul laptelui pasteurizat și cel al agentului termic, integritatea garniturilor dintre plăci;

depozitarea produselor finite: temperatura, igiena depozitelor;

igiena sălilor de fabricație instalațiilor, personalului ș. a. (vizual).

Stabilirea acțiunilor corective

Acțiunile corective sunt element cheie în sistemul HACCP. Când apare o abatere, o deviație în CCP, trebuie să se întreprindă acțiuni corective. Obiectivele acțiunilor corective sunt:

protecția consumatorului prin asigurarea că nu ajung în rețeaua de distribuție produse nesănătoase, alterate;

corectarea cauzei care a produs abaterea.

Pentru fiecare CCP echipa trebuie să stabilească cele două tipuri de acțiuni corective:

modul prin care se reinstalează controlul (modul de ajustare a parametrilor care au depășit limitele critice);

măsurile ce trebuie întreprinse asupra prduselor fabricate în timpul cât CCP a ieșit de sub control, produse suspecte de a nu prezenta siguranță în consum, denumite și “produse de carantină”.

Există mai multe opțiuni de acțiune pentru deviații potențiale sau întâmplătoare într-un CCP:

Ajustarea imediată a procesului și păstrarea produsului în limitele critice. În acest caz, acțiunea este imediată și, dacă nu a existat abaterea / deviația, produsul nu se consideră “în carantină”.

Se oprește linia. Se reține tot produsul neconform, se corectează problema în linie și apoi se continuă producția. Aceasta este cel mai întâlnit scenariu de acțiune corectivă la fabricarea alimentelor. Produsul implicat în deviație trebuie diferențiat clar de cel fabricat înainte și după deviație.

Dacă abaterea este rezultatul unei probleme de prioectare sau organizare a liniei de fabricație sau de proasta funcținare a echipamentului, se aplică o reglare rapidă, pe moment, “quick fix” pentru a continua funcționarea, dar trebuie gândită o soluție pe termen lung. Produsul neconform trebuie identificat și izolat. Reevaluarea produsului face parte din abordarea HACCP și sistemul poate fi schimbat dacă este necesar.

În numeroase cazuri, restabilirea controlului este ușor de realizat, de exemplu, prin ajustarea temperaturii agentului termic, a debitului, pompelor, presiunii, concentrației soluțiilor; alteori acest lucru este mai dificil, necesitând chiar oprirea producției, de exemplu eliminarea contaminării cu fagi din mediu.

Dacă CCP-urile au fost corect identificate și programele de monitorizare sunt corespunzătoare, incidența acțiunii c) devine minimă.

Unele abateri potențiale pot fi prevenite prin control și monitorizare automată a procesului. Este exemplul sistemului automatizat al pasteurizatorului cu plăci care realizează recircularea laptelui care nu a atins temperatura de pasteurizare.

Întrucât orice depășire a limitelor critice afectează mai degrabă siguranța decâț calitatea, este esențial ca echipa să realizeze o documentație corespunzătoare în legătură cu produsul “în carantină”. Ea trebuie să stabilească:

ce teste sunt necesare pentru a verifica siguranța produsului;

dacă produsul poate fi dirijat către altă utilizare, unde este sigur;

posibilitatea reprocesării sau reprelucrării pentru a-l face sigur pentru consum;

ce metodă poate fi utilizată pentru eliminarea / distrugerea produsului în cazul cănd el nu mai poate fi refolosit;

formularele care trebuie completate și păstrarea înregistrărilor.

Elaborarea procedurilor operaționale

Pentru ca planul HACCP să fie operațional și eficient, pentru fiecare activitate trebuie să existe proceduri operaționale, pe baza cărora acționează personalul implicat, după prealabila instruire efectuată de către membrii echipei HACCP.

Trebuie elaborate proceduri documentate pentru monitorizarea CCP-urilor, pentru controlul produsului neconform, pentru notificarea și rechemarea produsului, pentru validarea și verificare planului HACCP, punctelor critice, a sistemului HACCP, pentru verificarea programelor preliminare (GMP,SSOP), proceduri de păstrare a înregistrărilor.

Procedurile au rolul de a prezenta clar, în detaliu, modul de realizare a activității (cine să facă, ce, cum și când să facă). De exemplu, o procedură operațională pentru monitorizarea într-un CCP cuprinde mențiuni referitoare la riscul controlat, limitele critice ale parametrilor, modul și frecvența monitorizării. O procedură operațională pentru acțiuni corective specifică activitatea ce trebuie întreprinsă pentru a readuce parametrii din CCP la valorile corepunzătoare precum și pentru a elimina riscul potențial din produsul “în carantină”, adică produsul fabricat cât timp riscul în CCP nu a fost sub control.

Conform acestor proceduri operaționale se întocmesc fișe de înregistrare în care operatorul sau cel desemnat să efectueze o anumită activitate notează valorile măsurate la momentele indicate în procedură și acțiunile întreprinse.

Fișele de înregistrare a monitorizării cuprind:

numele și locația întreprinderii;

data și ora activității înregistrate;

locul/operațiunea monitorizată;

numele și semnătura operatorului;

elementele de identificare a produsului (cod, nume);

valorile normale, limitele critice ale parametrului monitorizat;

valorile obținute la monitorizare;

semnătura verificatorului și data verificării.

Fișele de înregistrare a acțiunilor corective referitoare la produs trebuie să cuprindă:

numele, locația întreprinderii;

denumirea produsului “în carantină”, reținut;

deviația/abaterea;

motivul reținerii produsului;

numărul containerelor cu produs reținut;

data;

dispoziția sau /și formularele de eliberare;

numele și semnătura responsabilului cu decizia.

Pentru acțiunea de reinstalare a controlului în CCP, fișa de înregistrare trebuie să conțină:

numele, locația întreprinderii;

locul, etapa din proces unde se desfășoară acțiunea;

data;

deviația/abaterea;

acțiunea întreprinsă;

observații eventual;

numele și semnătura celui ce a întreprins acțiunea;

numele și semnătura verificatorului;

data verificării.

În operarea sistemului HACCP trebuie acordată atenție gradului de detaliu privind trasabilitatea în producție și după livrare.