Iaurtul Probiotic cu Bifidobacterii

CAPITOLUL 1. PRODUSELE LACTATE ACIDE

INTRODUCERE

Produsele lactate acide au devenit foarte populare la nivel global datorita caracteristicilor senzoriale placute, cat si pentru potentialul imbunatatirii si mentinerii sanatatii consumatorilor. Consumul de produse lactate in general si de produse lactate acide a crescut atingand un nou nivel in ultimii ani pentru efectele benefice pe care le produc si care au fost demonstrate prin cercetari medicale si nutritionale de-a lungul anilor.

Biotehnologia produselor lactate acide, in forma sa empirica, a existat ca o metoda cunoscuta de mii de ani pentru consevarea laptelui prin “ protectia acida”. De multa vreme si mai ales dupa lucrarile lui [NUME_REDACTAT], laureat al premiului Nobel pentru medicina, dar si a multor alti cercetatori s-a demostrat si stabilit ca produsele lactate acide au importante beneficii pentru sanatate. Dezvoltarea consumului de produse lactate acide fermentate si inclinarea consumatorilor cu precadere spre produsele lactate probiotice poate sa justifice aparitia a numeroase lucrari in care autorii prezinta proprietatile si valoarea nutritionala a produselor lactate fermentate cat si efectul lor asupra sanatatii consumatorilor.

Produsele lactate acide sunt considerate ca fiind “alimente sanatoase” datorita efectelor fiziologice asupra organismului uman, care pot fi grupate in trei categorii:

Efectele directe ale bacteriilor lactice folosite in fabricatie;

Efectele metabolitilor produsi de bacteriile lactice;

Efectele unor componente rezultate din transformari ale laptelui – materie prima supus actiunii bacteriilor lactice.[1]

Argumentarea stiintifica pentru utilizarea microorganismelor vii in prevenirea si tratamentele infectioase au devenit mai clare si transparente la inceputul secolului 20 atunci cand, [NUME_REDACTAT], in anul 1907 a presuspus ca inlocuirea sau diminuarea numarului bacteriilor de putrefactie din intestine cu bacterii lactic ar putea normaliza sau prelungi chiar lonfevitatea sanatatii microflorei intestinale. Dupa mai bine de jumatate de secol termenul de “probiotic” a fost inventat ca sa reflecte ideea lui Metchnikoff. In prezent probioticele sunt definite ca “ microorganisme vii care administrate constant intr-o anumita cantitate sporeste nivelul sanatatii gazdei”. In ultimii 10 ani, cercetarea stiintifica a microbiologiei probioticelor a evoluat considerabil si studii semnificative au fost facute in selectia si caracterizarea culturilor specifice de probiotice si au fost fundamentata folosirea lor pentru mentinerea sanatatii consumatorilor. Studii genetice si moleculare au au demostrat descoperirea bazelor mecanismului pentru beneficiile activitatii probioticelor consolidand studiile lui Metchnikoff care acum sunt readuse in atentia cercetatatorilor pentru a solidific, fara indoiala beneficiile consumului de probiotice.[2]

MAI AM DE TRADUS!

Aspecte generale

Produsele lactate acide sunt originare din [NUME_REDACTAT] și țările situate în bazinul Mediteranean. Procedeele tehnologice moderne au permis diversficarea din ce în ce mai accentuată a acestor produse. Între cele 400 de sortimente de produse lactate acide cunoscute unele sunt obținute la nivel local, prin procedee tradiționale, obținute aproape exclusiv prin fermentație lactică, altele fac obiectul unui comerț internațional fiind realizate prin metode industriale. Studiile efectuate în diferite țări au demonstrat creșterea interesului față de acest tip de produse. Un studiu efectuat în Franța a demonstrat creșterea consumului de produse lactate acide cu aproape 20% într-un interval de 5 ani (Paccalin J. Și col., 1986). În general, diferite tipuri de produse lactate acide sunt clasificate după metodele de fermentare și/sau prelucrare care sunt dependente de microoragnismele folosite. Fiecare tip de produs se obține cu microorganisme specifice, însă între tehnologiile de fabricație există strânse asemănări.

Produsele lactate acide 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 vânzării la consumator.

Laptele și produsele lactate utilizate în fabricație trebuie să fie tratate termic, cel puțin prin pasteurizare. Produsele lactate acide pot să conțină aditivi adăugați înainte sau după fermentare. Fiind clasificate în categoria produselor lactate proaspete, durata de conservare a produselor lactate acide este limitată (în mod normal până la 30 de zile) în condiții de refrigerare (7 – 10 oC) pe întreg parcursul rețelei de distribuție.

Nu se admite ca după fermentare produselor lactate acide să li se aplice un tratament termic prin încălzire. De asemenea, după fermentare nu se va elimina zerul din produs, cu excepția unor tipuri speciale de iaurt concentrat.

Procesele fizico-chimice și biochimice care au loc la fabricarea produselor lactate acide sunt: fermentarea lactozei sub acțiunea microorganismelor; scăderea pH-ului ca urmare a acumulării de acid lactic; formarea produselor de aromă și acumularea de alcool (în unele cazuri); coagularea cazeinei; proteoliza cu acumulare de substanțe cu masă moleculară mai mică.

Componentele esențiale ale produselor lactate acide sunt materiile prime și culturile microbiene.

Materii prime. Pot fi utilizate în fabricație laptele proaspăt sau reconstituit din lapte praf, integral, parțial sau total degresat. Conținutul de substanță uscată poate fi sporit prin concentrare termică sau prin separare pe membrane.

Culturi microbiene. Pentru fermentație se folosesc microorganisme specifice, nepatogene și netoxice.

Adaosuri facultative. Aceste adaosuri nu trebuie să depășească 30% din masa totală a produsului finit.

Zaharuri – toți îndulcitorii pe bază de hidrați de carbon, în afara polizaharidelor.

Produse aromatizate – fructe și legume (proaspete, congelate, tratate termic, uscate); sucuri, pireuri sau pulpe de fructe și legume (concentrate sau nu); conserve de fructe și legume; cereale, miere, ciocolată, cacao, nuci, cafea, condimente și alte produse aromatizate naturale fără nocivitate.

Substanțe aromatizate – aromatizanți naturali, substanțe aromatizante identice cu substanțele naturale sau artificiale care figurează în [NUME_REDACTAT] (vol. XIV) în lista aditivilor a căror inocuitate la folosirea în alimente a fost evaluată.

Clorura de sodiu.

Coloranți de calitate alimentară

Coloranți de caramel

Roșu de coșenilă sau acid carminic

Alți coloranți extrași din fructe și legume naturale

[NUME_REDACTAT] – agar

[NUME_REDACTAT] de guar

Gumă de caroube

Carboximetilceluloză de [NUME_REDACTAT] de Na, K și [NUME_REDACTAT] xanthan

Amidonuri modificate (care figurează în [NUME_REDACTAT])

Agenți conservanți – (proveniți exclusiv din substanțe aromatice prin transfer). Acid sorbic și sărurile sale de sodiu, de potasiu și de calciu, anhidridă sulfuroasă și acid benzoic în concentrații autorizate de normele Codex individuale sau de max. 50g/kg produs finit.

[NUME_REDACTAT] K

[NUME_REDACTAT]

[NUME_REDACTAT]

Sirop de sorbitol.

Antioxidanți – Acidul ascorbic (Vitamina C), Tocoferolii (vitaminele E). [3]

[NUME_REDACTAT] acidifiat natural a fost probabil unul dintre primele produse lactate, care a condus implicit la prelungirea duratei de conservare a laptelui. Aceste produse au fost dezvoltate în principal pentru motive climatice și ecologice, fiind elaborate numeroase sortimente cu specific regional, ulterior acceptate pe plan internațional. Între acestea se menționează iaurtul din Bulgaria și chefirul din Caucaz.

Produsele lactate acide sunt clasificate în 4 categorii după caracteristice lor specifice2:

Proprietăți de textură – consistență, cremozitate la agitare, capacitate de curgere;

Tipul culturii de acidificare – de ex. Bacterii mezofile pentru lapte acru, bacterii termofile pentru iaurt, amestec de bacterii și drojdii pentru chefir;

Prezența/absența fructelor – ca aditivi (iaurt cu fructe, iaurt natural);

Concentrația de grăsime – din produs (lapte fermentat similar smântânii, iaurt integral, iaurt degresat).

Kasikowski (1977) a propus un mod de clasificare a produselor lactate acide, dar din cauză că sunt larg răspândite, într-o varietate mare de produse, ca și datorită implicării lor în nutriție, sănătate și fiziologie, este destul de dificil să se formuleze o clasificare simplă și clar definită. Totuși, el a propus clasificarea produselor lactate acide în două grupe după tipul fermentației:

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

Produse lactate acide realizate prin fermentație mixtă, lactică și alcoolică, utilizată la fabricarea chefirului și cumâsului.

Ulterior, Kuman (1984) a împărțit grupul produselor lactate acide obținute prin fermentație lactică în două tipuri, după temperatura de dezvoltare a bacteriilor lactice folosite:

[NUME_REDACTAT]

Kosikowski (1971), Gordin (1980) și Tamime și Robinson (1978), în studiile lor asupra produselor lactate acide, le-au clasificat și în alte categorii:

Produse lactate acide în care nu se produce CO2 sau alcool;

Produse lactate acide filante;

Produse lactate acide ne-filante;

Tipuri de produse lactate acide asemănătoare laptelui concentrat.

Clasificarea produselor lactate acide este dificilă și ridică probleme, însă este relativ ușor să se aprecieze limitele generale ale tipurilor de iaurt normal și produsele lactate acide obținute în prezent, prin împărțirea lor după metoda de fermentare și forma de prezentare (tabelul 1.1).

Tabelul 1.1 – Tipuri de lapte fermentat după metoda de fermentare și forma de prezentare

Sursa: Prelucrare după Bahrim, G., Borda, D., Costin, Gh. M., și col. – „Produse lactate Fermentate” , [NUME_REDACTAT], Galați, 2005, p. 6

FIL/ISO/AOAC au elaborat, printr-un grup de experți (1992), o normă generală de compoziție pentru produsele lactate acide în care acestea sunt clasificate după cum urmează:

Produse fermentate cu microoragnisme termofile

Cu bacterie unică – de exemplu, lapte acidofil (Lactobacillus acidophilus)

Cu culturi bacteriene mixte – de exemplu, iaurt (Streptococcus thermophilus și Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus), produs ATB (Lactobacillus acidophilus, Bifidobabacterium sp. și Streptococcus thermophilus)

Produse fermentate cu microorganisme mezofile

Fermentație lactică – de exemplu, lapte acru (Lactococcus lactis și subsp. și biovariante și/sau Leuconosctoc mesenteroides și subspeciile sale)

Fermentație lactică și fermentație alcoolică – de exemplu, chefir (granule de chefir), cumâs (Lactobacillus delbrueckii subs bulgaricus și Kluyveromyces marxianus)

Pe lângă produsele menționate anterior există produse lactate acide în care în afară de bacteriile lactice sunt cultivate mucegaiuri – de exemplu, viili (Lc. lactis subsp. lactis, Lc. lactis subsp. lactis biovar diacetylactis, Ln. mesenteroides subsp. cremoris și Geotrichum candidum).[4]

1.3 Materii prime pentru obtinerea produselor lactate acide

Laptele este un lichid de culoare alb-galbuie secretat de glanda mamara a mamiferelor. Din punct de vedere fizic, laptele reprezinta un sistem complex putand fi considerat o emulsie de tipul U/A, in care U reprezinta faza grasa formata din globule de grasime, iar faza A apoasa care contine substante sub forma coloidala (proteinele) sau sub forma dizolvata ( lactoza, saruri minerale, vitamine hidrosolubile). Faza grasa contine si vitamine liposolubile, care pot fi legate si de proteine, in principal de cazeina.[5]

1.3.1. Principalii componenti chimici ai laptelui

Laptele de vaca are o compozitie complexa, cu o diversitate de componente care sunt reprezentate schematic dupa cum urmeaza:

Fig.1.1. Schema principalilor componenti ai laptelui, Prelucrare dupa G.Chintescu si A. Toma, “Fabricarea branzeturilor”, Ed. [NUME_REDACTAT], p.11

Dupa cum se poate observa in schema de mai sus, cel mai important component al latelui este substanta grasa care este formata din grasimi propriu-zise, substanta negrasa care este formata la randul ei din lactoza, substante proteice si saruri minerale precum si alti constituenti. Aceste componente deosebit de importante determinand valoarea nutritiva a acestui produs.

Compozitia medie globala a laptelui precum si continutul in aminoacizi al proteinelor din lapte sunt prezentate in tabelul 3.1. Proteinele din lapte sunt mentionate in tabelul 3.2. Lipidele din lapte si acizii grasi continuti de lipidele respective sunt prezentate in tabelul 3.3. In tabelele 3.4 – 3.8. sunt prezentate continutul in glucide, in substante minerale, repartitia calciului si fosforului in laptele de vaca, continutul in vitamine si enzimele proprii laptelui.[6]

Tabelul 1.2 Compozitia in aminoacizi si proteinelor din lapte (mg/100 g lapte)

Sursa: Prelucrare dupa Banu C.- “[NUME_REDACTAT] vol.2”, Editura ….., p.392

Tabelul 1.3.Continutul si felul proteinelor din laptele de vaca

*La valoarea de 27,2 g/l cazeine s-au luat in considerare urmatoarele procente: 55%, pentru αs cazeina; 30% pentru β-cazeina; 15% pentru k-cazeina; 5%pentru y-cazeina.

Sursa: Prelucrare dupa Banu C.- “[NUME_REDACTAT] vol.2”, Editura ….., p.392

Substantele proteice. Proteinele din lapte sunt formate din cazeina, circa 80-85%, lataalbumina 10-12% si lactoglobulina 5-8%. Acestea constituie elementul cel mai valoros al laptelui si se numesc proteine complete deoarece in compozitia lor se intalnesc toti aminoacizii esentiali necesari organismului uman.

Cazeina este componentul proteic de baza se se deosebeste de celelalte proteine lactice prin continutul de fosfor in molecula sa sub forma de acid fosforic, fiind astfel o fosfoproteina.

Cazeina se gaseste in lapte sub forma de solutie coloidala deoarece se solubilizeaza in prezenta unor solutii de saruri fiind legata de sarurile de calciu astfel formand un complex cazeino-foso-calcic. Cazeina nu este o substanta chimica unitara; molecula sa este formata din trei fractiuni α β y – cazeina, care se deosebesc prin continutul de fosfor si modul cum se comporta sub actiunea cheagului, α si βcazeina precipitand sub actiunea cheagului.

Lactoalbumina este o proteina bogata in sulf, dar lipsita de fosfor. Este solubila in apa si nu precipita sub actiunea acizilor sau a enzimelor coagulante. Lactalbumina precipita sub actiunea caldurii (peste 720C), proprietate care permite obtinerea ei sub forma de urda din zer. Lactalbumina are o mare valoare alimentara, fiind usor asimilabila si continand aminoacizi foarte importanti pentru organism; in prezent valorificarea ei poate fi realizata direct la coagulare prin procedeul obtinerii branzeturilor cu inglobare de albumina.

Lactoglobulina se gaseste in cantitate foarte mica si nu poate fi separate de din zer si nici prin incalzire. Impreuna cu lactalbumina sunt proteine care se gasesc normal in zer, denumite de aceea proteine serice.[7]

Tabelul 1.4. Lipidele din lapte (g/100 g lapte)

Sursa: Prelucrare dupa Banu C.- “[NUME_REDACTAT] vol.2”, Editura ….., p.392

Grasimea se gaseste in lapte sub forma de emulsie, globule mici cu diametrul intre 2-10µ1. Greutatea specifica a grasimii variaza intre 0.865-0.875 (la 1000C), ceea ce determina o scadere a densitatii laptelui la un continut sporit de grasime.

Cel mai important indice fizic al grasimii este punctual de topire, care se situeaza intre 29 si 340C, determinand o mai usoara asimilare.

Tabelul 1.5. Continutul de substante minerale din lapte la 100g lapte

Sursa: Prelucrare dupa Banu C.- “[NUME_REDACTAT] vol.2”, Editura ….., p.392

Tabelul 1.6.Continutul in vitamine in 100g lapte

Sursa: Prelucrare dupa Banu C.- “[NUME_REDACTAT] vol.2”, Editura ….., p.395

Vitaminele. Laptele, fara a constitui o importanta sursa de vitamine, contine totusi, in cantitati variabile, aproape toate vitaminele(mai putin vitamina C).

Enzimele. In laptele normal s-au pus in evidenta 19 enzime, unele provenind din sange, altele fiind de natura microbiana. Dintre cele mai importante sunt: lipaza, fosfataza, proteaza si oxido-reductazele (catalazele, reductaza, lactoperoxidaza).

Sarurile minerale. Laptele contine 0.7-0.8% saruri minerale, in special cloruri, fosfati si citrati de Ca, Na, K, Mg. In cantitati mici se fasesc elementele Zn, Fe, Al, Cu, etc. Sarurile minerale se gasesc in cea mai mare parte dizolvate ca molecule sau ioni si numai o mica parte in stare coloidala.Continutul in saruri minerale si raportul dintre acestea se mentine aproape constant, incat variatiile ce apar indica cazuri de lapte anormal (de exemplu: continut ridicat de cloruri la un lapte mamitos).

Din punct de vedere tehnologic un rol deosebit il au sarurile de calciu si fosfor care participa in mod direct la procesul de inchegare a laptelui. Prezenta fosfatilor de calciu, in special a sari monofosfocalcica, determina o imbunatatire a capacitatii de coagulare a laptelui si a calitatii branzei obtinute.

Pentru obtinerea unui coagul cu consistenta necesara, raportul CaO/P2O5 nu trebuie sa fie sub 0.69. Ionii de calciu determina ingrosarea particulelor coloidale ale cazeinei pana incepe vizibil coagularea, insa excesul de clorura de calciu incepe apoi sa franeze coagularea cu cheag.

Lactoza (zaharul din lapte). Este un dizaharid, format din doua zaharuri simple, glucoza si galactoza. Lactoza este mai dulce decat zaharul si mai putin solubila in apa. In functie de tipul de microorganism care actioneaza poate avea loc o fermentatie lactica, propionica, butirica sau alcoolica, iar produsii de fermentatie( acid lactic, propionic, butiric, alcool etilic, dioxid de carbon si alti compusi) imprima gust si aroma specifice.

Grasimea este componentul care variaza cel mai mult cantitativ in functie de rasa animalului, dar si de hrana si ingrijirea lui. In medie laptele de vaca contine 32-40g grasime la litru, iar laptele de oaie si de bivolita poate atinge valori intre 60-120 grasime/l.

Grasimea laptelui este formata in majoritate din trigliceride 98-99% si contine numai cantitati reduse de lipide: fosfatide(0.2-1%), steroli(0.25-0.4%)etc. Important este faptul ca grasimea laptelui contine toti acizii grasi (circa 60), unii cu valoare fiziologica foarte importanta, ceea ce sporeste valoarea alimentara a produselor lactate.[7]

Tabel. 1.7. Conditii de coagulare a laptelui in functie de aciditate

Sursa: Prelucrare dupa G. Chintescu si A. Toma – “ [NUME_REDACTAT]”, Ed.”[NUME_REDACTAT]”, Fagaras, pag.17

Având în vedere modificările ce intervin în lapte o dată cu creșterea acidității, acest indice se folosește la aprecierea gradului de prospețime și a calității laptelui la colectare. Conform standardului în vigoare (SM-104), laptele la colectare trebuie sa aibă aciditatea titrabilă de maximim 20°T. (proiect probiotice!!!!)

1.3.2. Defectele laptelui [9]

Laptele prezinta uneori modificari ale proprietatilor sale organoleptice initiale, numite defecte, ce ii pot afecta caracteristicile culorii, mirosului, gustului sau consistenta. Totodata laptele cu defecte poate sa prezinte modificari ale compozitiei sale chimice normale, sa fie infectat cu microorganisme daunatoare si patogene sau sa contina diferite substante ( toxice, fungicide, insecticide, conservante, etc.).

Consumul unui lapte cu defecte poate produce intoxicatii si imbolnaviri grave, in cazul cand este infectat cu germeni patogeni atat la oameni cat si la animale.

Laptele cu anumite defecte in cazul fabricarii branzeturilor poate duce la dereglari in procesul de fabricatie, influentand negativ calitatea produsului finit.

In tabelul de mai jos sunt prezentate principalele defecte ale laptelui.

Tabelul 1.8. Principalele defecte ale laptelui

Sursa: Prelucrare dupa G. Chintescu si A. Toma – “ [NUME_REDACTAT]”, Ed.”[NUME_REDACTAT]”, Fagaras, pag.21

1.3.2.1. Controlul calitatii laptelui

Calitatea laptelui ar trebui sa fie verificata intotdeauna prin examen organoleptic si de laborator, fizico-chimic si microbiologic, pentru a vedea daca corespunde cerintelor impuse materiei prime la fabricarea branzeturilor.

Analizele fizico-chimice se refera la urmatoarele determinari:

Determinarea gradului de impurificare;

Determinarea densitatii;

Determinarea continutului de grasime;

Determinarea aciditatii;

Determinarea titrului proteic;

Analiza microbiologica cuprinde urmatoarele probe de laborator:

Proba reductazei;

Proba fermentarii;

Proba fermentarii cu cheag;

Determinarea incarcaturii laptelui in bacterii sporulate;

Identificarea laptelui mastitic.

Luarea probelor pentru analiza. Examenul organoleptic se efectueaza, de obicei, imediat dupa deschiderea vasului si, in cazul cand laptele are proprietati organoleptice corespunzatoare, se iau probele pentru examenul de laborator.

Probele de lapte pentru analiza se iau conform indicatiilor din standard. Inainte de luarea probelor, laptele trebuie amestecat bine pentru a impiedica stratificarea si aparitia unei acumulari de grasime la suprafata acestuia. Omogenizarea laptelui se face cu ajutorul unor agitatoare speciale din aluminiu, executand miscari jos in sus, in bidoane, sau miscari in toate directiile, daca este vorba de cisterne.

Probele de lapte, de circa 500 ml, se iau in vase, clatite cu o cantitate mica de lapte si analiza trebuie executata cat mai repede, in cel mult 6 ore, timp in care probele se tin la rece, in jur de 80C.

Examenul organoleptic. Proprietatile organoleptice ale laptelui se determina conform instructiunilor prevazute in standarde, probele fiind aduse la temperature de 15…200C. Examenul organoleptic se efectueaza in ordinea urmatoare: aspect, consistenta, culoare, gust si miros.

Aspectul se analizeaza turnand laptele dintr-un vas in altul, folosind cilindri de sticla incolora. Se observa daca laptele este omogen, fara sediment si daca curge usor, normal, fara sa formeze o vana groasa, defect cunoscut sub denumirea de lapte gros.

Culoarea se observa in lumina directa a zilei si trebuie sa fie alb-galbuie, uniforma.

Mirosul si gustul se apreciaza la temperature normala si trebuie sa fie placut, dulceag, caracteric laptelui proaspat. Pentru aprecierea mirosului, laptele se incalzeste la 50…600C, cand mirosurile straine pot fi sesizate mai usor, fiind mai puternice.

Determinarea gradului de impurificare. Gradul de impurificare al laptelui se determina prin filtrarea probei, folosind pentru aceasta lactofiltrul.

Lactofiltrul este format dintr-o butelie de sticla sau de metal fara fund, la gura careia se fixeaza o sita metalica pe care se aseaza materialul filtrant – o rondela speciala. In vasul lactofiltrului se toarna 250ml lapte, care se scurg prin filtrul special intr-un pahar. Dupa filtrare se desface sita metalica, se scoate rondela, se usuca la aer si se compara cu etaloanele standard.

Fig.1.2.[NUME_REDACTAT].1.3 Gradul de impurificare al laptelui. Aspectul rondelei

0 – Rondela este curata, fara impuritati, laptele este curat.

I – Aparitia unui numar redus de impuritati sub forma de puncte, situate in zona de mijloc . Laptele este brun.

II – Lapte satisfacator, numar redus de impuritati de diferite forme si marimi, situate la zona de mijloc;

III – Laptele este murdar, apare un numar foarte mare de impuritati de diferite forme si marimi, rondela avand culoarea galbena sau galben-inchis.

Determinarea densitatii. Densitatea reprezinta masa unitatii de volum la 200C exprimata in g/cm3 si se determina la lapte prin metoda areometrica.

Determinarea densitatii laptelui se efectueaza dupa minim 2 ore de la mulgere pentru a se elimina aerul pe care il contine. Pentru determinarea densitatii laptelui de oaie, bivolita si capra, cu un continut mai ridicat de grasime, se recomanda incalzirea probei la temperatura de 400C, timp de 5 minute, dupa care este adusa la 200C.

Pentru determinarea densitatii sunt necesari un termolactodensimetru si un cilindru de sticla de 250 ml.

Fig.1.4 Determinarea densitatii laptelui

In prima parte a. reprezinta turnarea laptelui in cilindru, b reprezinta introducerea lactodensimetrului in lapte; c reprezinta pozitia corecta a lactodensimetrului si d reprezinta citirea indicatiilor pe scara lactodensimetrului.

Determinarea continutului de grasime. Cobtinutul de grasime se determina frecvent prin metoda acid-butirometrica. Separarea grasimii in butirometru se realizeaza prin centrifugare, in prezenta alcoolului izoamilic, dupa ce a avut loc dizolvarea substantelor proteice prin actiunea acidului sulfuric.

Pentru efectuarea determinarii este nevoie de urmatoarele: butirometru pentru lapte, tip Gerber, pipeta de 10 ml cu doua bule sau automat pentru acid sulfuric; pipeta de 1 ml cu o bula sau automat pentru alcool izoamilic; pipeta de 1 ml penttru lapte, stativ pentru butirometre; centrifuga tip Gerber cu 800-1200 rot/min, acid sulfuric d-1,817 si alcool izoamilic d=0,810.

Se introduce in butirometrul bine spalat si uscat, in ordinea de mai jos urmatoarele: 10 ml acid sulfuric, 11 ml lapte, 1 ml alcool izoamilic.

Fig.1.5. Determinarea continutului de grasime

a.pipete; b. manipularea automatului pentru acid sulfuric si alcool amilic; c reprezinta citirea continutului de grasime.

Determinarea aciditatii. Aciditatea laptelui poate fi apreciata rapid prin anumite reactii calitative (proba fierberii, cu alcool cu anumiti indicatori) si cantitativ prin metoda titrarii.

Aciditate = 10 x V grade [NUME_REDACTAT]: V este volumul de NaOH 0.1N [ml];

Determinarea titrului proteic. Continutul in proteine poate fi determinat printr-o metoda rapida, tartand laptele cu aldehida formica ce blocheaza gruparile aminice ale proteinelor, iar gruparile carboxilice sunt titrate cu o solutie de hidroxid de sodiu 0.143N, pentru a permite exprimarea rezultatului direct in procente.

Proba reductazei. Aceasta determinare permite sa se stabileasca in mod indirect gradul de contaminare a laptelui, prin masurarea activitatii reducatoare a bacteriilor.

Dupa durata de decolorare se poate aprecia gradul de infectare si deci calitatea microbiologica a laptelui. Aprecierea calitatii laptelui, in fuctie de durata de decolorare se face in functie de intervalul de timp in care s-a produs decolorarea, calitatea laptelui, clasa in care se incadreaza si numarul probabil de germeni/ml. De exemplu peste 5l/2 ore, buna, se incadreaza in clasa I si are un numar probabil de germeni sub 500 000/ml.

Proba fermentarii. Proba fermentarii da o orientare asupra prezentei in lapte a microflorei daunatoare, producatoare de gaze.

Pentru efectuarea determinarii sunt necesare urmatoarele: eprubete sterile, pipeta sterile, termostat. Laptele se introduce in eprubete, care se astupa cu dopuri de vata si se mentin in termostat la temperature de 37-400C, fiind temperature optima de dezvoltare a bacteriilor coliforme producatoare de gaze. Eprubetele cu lapte sunt examinate dupa 12 si 24 ore, notandu-se timpul necesar coagularii, aspectul si mirosul coagulului.[9]

Tabelul 1.9. Aprecierea calitatii laptelui prin proba fermentarii

Sursa: Prelucrare dupa G. Chintescu si A. Toma – “ [NUME_REDACTAT]”, Ed.”[NUME_REDACTAT]”, Fagaras, pag.29-30

1.3.3. Condițiile care trebuie să le îndeplinească laptele destinat fabricării produselor lactate acide

Calitatea laptelui folosit la prepararea produselor lactate acide determină în mare măsură calitatea produselor finite. Rezultă că trebuie recepționat numai laptele de primă prospețime, deci cu un grad de contaminare cât mai redus și cu o compoziție normală (se exclude laptele care conține și colostru, lapte falsificat, lapte provenit de la animale tratate cu antibiotice, ș.a.).

În cazul laptelui de vacă, acesta trebuie să corespundă următoarelor cerințe: [8]

Densitate, minimum 1,029;

Aciditate, maximum 17 – 19°T;

Titru proteic, minimum 3,2;

Proba reductazei (durata de decolorare a albastrului de metilen) minimum 3 ore.

1.4.Culturi starter utilizate la obtinerea produselor lactate acide

Produsele lactate fermentate pot fi impartite in trei grupe si anume:

Produse lichide care include laptele batut, sana, chefir;

Semi-lichide, produse care cuprind smantana si iaurtul

Branzeturi cu pasta moale si maturate, cu pasta semitare si cu pasta tare.

Pentru obtinerea acestora se folosesc culture pure de bacterii si culture fungice sub forma de monoculture sau culture mixte.[11]

Conform noilor concepte moderne privind extinderea producerii pe scară largă a alimentelor funcționale, numeroși oameni de știință, pediatri, fiziologi și nutriționiști consideră diferitele tipuri de lapte fermentat ca fiind produse din această categorie, ce beneficiază de activitatea biochimică complexă a culturilor de microorganisme, între care speciile dominante sunt bacteriile lactice [10].

1.4.1. BACTERII LACTICE

Fermentatia cu bacterii lactice este folosita de mii de ani ca urmare a faptului ca bacteriile lactice sunt raspandite pe numeroase materii prime iar fermentatia lactica se declanseaza spontan. In prezent se foloseste inocularea dirijata cu culture starter care au fost introduse in practica industriala din 1930 in industria laptelui si 1956 in industria carnii.

Principalele calitati ale bacteriilor lactice care le recomanda pentru obtinerea produselor fermentate se refera la: continuare din carte??????

1.4.1.1. Efectele favorabile ale bacteriilor lactice in organismul uman

Consumul de produse lactate acide este benefic pentru longevitate, previne cancerul de colon si dezvoltarea tumorilor, arterioscleroza, boli de inima, disfenctii intestinale.

Din punct de vedere nutritive bacteriile lactice pot fi surse de vitamine A, B2, β cartoten, acid folic, niacina, acid pantotenic si biotina, vitamine stabile termic, in timp ce tiamina, piroxidina B12 sunt mai termolabile. Multe vitamine se pierd in timpul pastrarii laptelui fermentat. In iaurt la cresterea aciditatii se reduce 48% din continutul initial de acid folic si B2, ca urmare a consumului in metabolismul bacterian.

Hidroliza lactozei este importanta pentru indivizii care au intoleranta la lactoza in special din tari ca Japonia, Thainlanda si in Africa. De obicei cantitatea de lactoza tolerate de majoritatea populatiilor este de 15g lactoza pe zi, cantitate care ar putea fi ingerata prin consumul de aproximativ 600g iaurt. Bacteriile lactice din iaurt desi in organism numai sunt vii, pot produce hidroliza lactozei pe cale enzimatica in tractul gastrointestinal.

Organismul uman contine in total un numar de 1013 bacterii in microbiota pielii si 1014 in tractul gastrointestinal. Aceasta microbiota este alcatuita din microorganisme indigene intre care se stabileste o interdependenta si non-indigene sau de tranzit. Prin alimentare cu concentrate bacteriene de Lactobacillus acidophilus,din sursa umana, in concentratie de 108/zi pentru 84% din pacientii cu diaree sau constipatie, s-a obtinut un raspuns favorabil. Lactobacillus acidophilus este capabil in vitro sa inhibe un numar divers de enteropatogeni: Salmonela typhimurium, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Clostriudium perfringens.Acest efect poate fi datorat producerii de apa oxigenata si a formarii de lactate. Ingestia de Lb. acidophilus reduce nivelul colesterolului, are activitate antitumorala si inhiba enzimele: nitroreductaza si β glucozidaza, implicate in cancerul de colon.

Lactobacillus delbrueckiii sbsp. Bulgaricus are o slaba supravietuire in tractul gastrointestinal si are o toleranta mica la saruri biliare si aciditate (Adams, 1986).

Lactobacillus delbroeckii ssp. Bulgaricus si Streptococcus salivarius ssp.thermophillus prin consum de iaurt au efect benefic asupra disponibilitatii de calciu, scaderea activitatii enzimelor implicate in carcinogenaza si stimularea sistemului imun. In iaurt preparat cu adios de Lb. acidophilus si contaminat cu Yersinia enterocolitica, durata de supravietuire a bacteriilor patogene s-a redus la 72 ore fata de 144 ore in iautul preparat artisanal (Bodnariuk P., 1998). Exista evidente ca prin consum de lapte si unele produse lactate acide se poate reduce colesterolul seric la om si la animale. Pentru a produce efecte benefice in vivo, bacteriile trebuie sa supravietuiasca sis a creasca in tractul intestinal sis a se mentina intr-o concentratie ridicata in conditiile eliminarii continue a continutului intestinal ( prin materii fecale). Acest lucru este posibil prin arderea celulelor de epiteliul intestinal pe care il colonizeaza.

Producerea de bacteriocine. Bacteriocinele sunt macromolecule ce contin proteine cu masa moleculara redusa cu un spectru antimicrobian restrans. Lactococcus lactis supsp. Lactis produce nizina, care este cea mai utilizata bacteriocina recunoscuta de GRAS ca fiind lipsita de risc. Structural este o peptida cationica policiclica care contine dehridoalanina, dehidrobutirina, lanthionina si β metil lanthionina. Nu este toxica, este stabile la caldura si la pH scazut si solubilitatea in apa scade cu cresterea pH-ului, nu modifica proprietatile senzoriale ale produselor. Stabilitatea termica este partial datorata rolului protector al macromoleculelor proteice ale laptelui. Nizina favorizeaza formarea porilor in membrane citoplasmatica a celulelor sensibile ceea ce determina efflux de ATP, ioni de potasiu si aminoacizi si pierderea potentialului de membrane. (Robinson K., 1999).

Bacteriocinele produse de bacteriile lactice inhiba celulele vegetative ale bacteriilor Gram positive si sunt bacteriostatice pentru endosporii de Bacillus (B. cereus si Cl. Perfringens), Listeria, Staphylococcus. Bacteriile lactice pot fi modificate genetic pentru obtinerea de tulpini inalt producatoare de nizina deoarece biosinteza nizinei este codificata de o plasmid ace poate fi manipulate genetic si transferata la o cultura starter performanta.

1.4.1.2.. Formarea substantelor de aroma de catre bacteriile lactice starter.

Laptele fermentat ce contine numai acid lactic se caracterizeaza printr-un gust acru nespecific. La prelucrarea industriala a laptelui mai ales la obtinerea produselor lactate acide, maturarea smantanei, fabricarea untului si a branzeturilor, un rol important in producerea substantelor de aroma revine microorganismelor selectionate folosite drept culture starter pentru declansarea proceselor microbiologice utile. Aroma produselor lactate este data de produsele secundare ale fermentatiei lactice: CO2, acid acetic, alcool etilic, acid proprionic, diacetil, alehida acetica, de produse rezultate prin hidroliza enzimatica a proteinelor laptelui (Peptide, aminoacizi, combinatii cu sulf, diacetilsulfat) si prin lipoliza (acizi grasi).

Dintre bacterii lactice aromatizante fac parte Lactococcus lactis ssp. Lactis, Lactococcus lactis ssp. Cremoris, Lactococcus lactis ssp. Lactis biovar diacetylactis, Leuconostoc mesenterioides ssp. Cremoris.

Cai de formare a diacetilului. Prin studiul mecanismelor biochimice de formare a diacetilului s-a stabilit ca acesta se formeaza in mod normal sub actiunea streptococilor, din acidul piruvic format din doua surse majore si anume:

Acidul piruvic in exces la fermentarea lactozei. In lapte si produsele derivate lactoza reprezinta principala sursa de carbon si energie pentru bacteriile lactice. Simplificand secventa reactiilor catalizate de enzimele celulei bacteriene prin fermentarea unui mol de glucoza rezultata din lactoza sub actiunea β galactozidazei se formeaza 2 moli de acid piruvic, care pentru a asigura regenerarea NAD dehidrogenazei limitata cantitativ este utilizat de celula drept acceptor de hydrogen, cu formare de acid piruvic disponibila pentru formarea in continuare a diacetilului este foarte redusa (Dan V., 1999).

O alta sursa de acid piruvic o prezinta citratii din lapte ( in cantitate de aproximativ 0.1%).

Practica a stabilit ca prin introducerea in lapte a citratilor se intensifica aroma ca urmare a cresterii cantitatii rezultate de diacetil. Acest efect poate fi explicat prin metabolizarea citratilor de catre bacteriile lactice cu formare de acid piruvic. Streptococii contin citratpermeaza, enzima ce permite transportul in celula a citratilor din mediu, dupa care, in prezenta enzimei citritaza are loc bioconversia citratului in acid acetic si acid oxalacetic.

Acidul oxalacetic sub actiunea catalitica a oxalaceticdecarboxilazei este transformat in acid piruvic folosit ca sursa suplimentara pentru formarea de diacetil. Citrate permeaza din Leuconostoc messenteroides ssp. Cremoris actioneaza ca sursa suplimetara pentru formarea de diacetil, actioneaza optim la pH 5.4 si deoarece viteza cu care aceasta formeaza acidul lactic este mica se recomanda cultivarea sa impreuna cu specii de Lactococcus, in masura sa produca o acidifiere mai rapida si astefel are loc metabolizarea citratului. Interesant este si faptul ca daca in mediu exista citrat, acidul piruvic se formeaza fara a fi necesara producerea simultana de NAD+, conditie in care numai devine obligatory reducerea acidului piruvic la acidul lactic.

CH2 – COOH

| CH3COOH

OH – C – COOH

| COOH – CO – CH2 – COOH CH3CO-COOH

CH2 – COOH

CO2

Fig.3.1. Formarea acidului piruvic din citrate

Formarea diacetilului din acid piruvic are loc in urmatoarele etape:

Formarea complexului acetaldehida TPP(hidroxietiltiaminpirofosfat) prin decarbolilarea acidului piruvic in prezenta de TTP si a ionilor bivalenti de magneziu (Fig.3.2)

TPP

CH3-CO-COOH CH3-CHO-TPP + CO2

MN-

Formarea acetil- CoA din acid acetic ( cale intalnita la Lactococcus lactis ssp. Lactis var. diacetylactis) care necesita consum de ATP:

CH3-COOH CH3-CO-P CH3-CO-SCoA

ATP ADP P

O alta cale de formare a acetil CoA se realizeaza cu aportul acidului lipoic dupa un mechanism in care nu are loc consum de energie, astfel:

CH3-CHO-TPP + S-S CH2CO-S-Lipoic-SH CH3-CO-S-CoA + SH – SH

[NUME_REDACTAT]

Biosinteza diacetilului are loc prin combinarea compusilor de reactie, respective a complexului acetaldehid. TPP si acetil CoA:

CH3-CHO-TPP + CH3-CO – ScoA CH3-CO-CO-CH3 diacetil

Formarea acetoinei si a compusilor sai de oxidare are loc dupa decarboxilarea complexului acetaldehid. TPP care poate reactiona direct cu acidul piruvic dupa urmatorul mechanism:

OH

CH3-CO-HTPP |

CH2-CO-C-CH3 CH3-CO-CHOH-CH3 CH3-CHOH-CNOH-CH3

CH –CO-COOH | CO

COOH

Deoarece acidul α- acetolactic este folosit in metabolismul bacterian ca precursor pentru formarea de valina si acid pantotenic, ca urmare a transformarilor sale in acetoina, bacteriile lactice necesita prezenta in mediu a valinei si a acidului pantotenic in calitate de factori de crestere.

Prin studiul acumularii diacetilului si acetoinei, in practica s-a observatca dupa obtinerea unei cantitati limita are loc o descrestere a concentratiei care se poate explica fie prin volatizarea diacetilului fie in urma reducerii diacetilului pe cale enzimatica la acetoina ( reactie ireversibila) si apoi a acetoinei la 2.3 butilenglicol (reactie reversibila), compus lipsit de aroma.

O cale de marire a producerii de diacetil este si selectionarea de bacterii bune producatoare de diacetil. In timp ce lactococii pot produce intre ….. mg% diacetil, lactobacilii produc cantitati diminuate de aproximativ…. Ori. Selectionarea din natura a lactococilor aromatizanti este dificila deoarece numarului redus de tulpini positive.Prin aplicarea unor factori ……

……………….

Formarea aldehidei acetice. In cazul produselor lactate acide, de exemplu in iaurt, un rol important il are formarea aldehidei acetice alaturi de cea a acetilului. Mecanismul de formare poate fi diferentiat si implica … glucidice, aminoacizi sau acizi nucleici.

Dupa formarea de acid piruvic pe calea glicolizei se poate forma aldehida acetica in prezenta enzimei α-decarboxilazei. Aldehida acetica se poate forma din acetil – CoA rezultata tot din piruvat, prin actiunea piruvatdehidrogenaza. O alta cale posibila ar fi cea a hexozomonofosfatului cu treansformarea acetil-P in acetil –CoA, sursa de aldehida acetica sau acetate, in prezenta acetilenei.

Cea mai importanta cale de formare a aldehidei acetice in iaurt este cea de transformare a aminoacizilor. Dintre aminoacizii prezenti in mediu, treonina sub actiunea catalitica a treonialdozei este hidrolizata la aldehida acetica in glicococol. Prin studiul treoninaldolazei din Lactobacillus delbrueckii ssp. Latylis aceasta a prezentat un optimum de activitate la 400C si pH 6.5 si sufera represie in prezenta de glicol. Acest fapt explica de ce iaurtul fabricat din lapte de capra mai bogat in glicocol are un continut mai redus in aldehida acetica(1.3mg% fata de 0.84mg% in lapte de vaca).

[NUME_REDACTAT] Acid piruvic Acid lactic

Aldehida acetica

[NUME_REDACTAT] oxalacetic

[NUME_REDACTAT] citric

Acizi grasi Acetil-CoA [NUME_REDACTAT] Aldehida acetica

[NUME_REDACTAT] etilic

Fig.3.4. Cai de producere a aldehidei acetice de catre Lactobacillus delbruekii ssp.bulgaricus

Formarea aldehidei acetice din compusi ai acizilor nucleici (2-deoxiribozo5P) poate fi favorizata de sinteza de catre lactobacilli si lactococi a enzimei dezoxiriboaldolaza care poate cataliza metabolizarea acizilor nucleici eliberati din cellule bacteriene lizate.

3.5.1.4. Aplicarea ingineriei genetice in ameliorarea bacteriilor lactice ?

3.5.4 Culturi starter de bifidobacterii

Ca urmare a rolului benefic al bifidobacteriilor in intestinul uman s-a dezvoltat biotehnologii de obtinere a produselor fermentate din lapte cu culture starter de bifidobacterii. Bifidobacteriile reprezinta 90% din microbiota sugarilor alimentati natural si pot fi utilizate pentru obtinerea de concentrate bacteriene sau produse lactate folosite in terapeutica/diete. Daca alimenta DE REVAZUT CARTEA!!! PAGINA 76

1.4.1.3. Culturi starter de bacterii lactice folosite in [NUME_REDACTAT] culturile microbiene utilizate la fabricarea produselor fermentate din lapte fac parte urmatoarele:

Bacterii lactice mezofile: Lactococcus lactis; Lactococcus lactis ssp. Cremoris, Lactococcus lactis biovar diacetilis; Leuconostoc mesenteroides ssp. Cremoris, Lactobacillus casei, pentru fabricarea tuturor tipurilor de branzeturi, smantana acida, unt, lapte acru.

Bacterii lactice termofile: Streptococcus salivarius var. thermophillus (SST), Lactobacillus helveticus, Lactobacillus plantarum si Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus (iaurt, cumas, branzeturi cu pasta tare).

Tabel 1.10. Caractere morfologice ale bacteriilor din genul Lactobacillus folosite in culture starter

(Banicova LA., 1987). Sursa: Prelucrat dupa “….”, [NUME_REDACTAT],

1.4.1.4. CULTURI FOLOSITE LA FABRICAREA IAURTULUI

Streptococcus salivarius subsp. Thermophillus (SST)

Referitor la toxonomia lui SST, cunoscut din 1911 cu denumirea de Streptococcus thermophillus, din 1981 pe baza studiilor de omologie a bazelor azotate din structura acizilor nucleici este considerat a fi o subspecie a lui Streptococcus salivarius, denumire acceptata in literature de specialitate de multi ani. Pe baza unor date recente privind metode de hibridizare si datorita diferentelor fenotipice ca si a biotopurilor complet differentiate a celor doua specii( S.salivarius in microbiota cavitatii bucale si S. thermophillus in lapte), din 1987 este sugerat ca mentinerea separate a denumirii celor doua specii nu este gresita, urmand ca alte investigatii sa dea o decizie definitiva.

Din punct de vedere fiziologic fermentata un numar redus de glucide si anume lactoza, zaharoza, glucoza si uneori galactoza cu formare de acid lactic L(+) si este caracterizat prin termotoleranta, cu temperature maxime de crestere de 50-520C.

S.thermophillus poate produce extracelular amine aromaticecu actiune de inhibare asupra cresterii bacteriilor din g. Pseudomonas, Bacillus, E.coli, Flavobacterium, Shigella, Salmonella si tulpini ale genului Lactococcus. De asemenea poate produce 2 bacteoricine care inhiba cresterea tulpinilor apartinand speciei cat si enterobacterii (Zourari et al, 1992).

Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus (LBD)

Este descris de Orla-Jensen si denumit Thermobacterium bulgaricus (1919). Intalnit cu denumirea de Lactobacillus (Bergey, 1952) sau Lactobacterium bulgaricum, in literature tarilor estice in prezent este considerat ca o subspecie a lui Lactobacillus delbrueckii (Kandler si Weiss, 1986). Este homofermentativ, fermenteaza glucoza, lactoza, fructoza si uneori galactoza sau manoza, are o temperatura ridicata de crestere de 48-500C. Prefera sa fermenteze glucoza eliberata intracellular din lactoza sub actiunea β-galactozidazei cu actiune optima la 500C si pH 7, iar galactoza se poate acumula in mediu in timp ce unele tulpini fermenteaza galactoza patrunsa in celula prin intermediul unor permeaze, atunci cand lactoza devine limitative in mediul de cultura.

Produce acid lactic D(-) care in organismul uman este metabolizat foarte lent comparative cu izomerul L(+) si poate cauza dezechilibru metabolic daca este ingerat in exces in diete extreme. Limita stabilita de [NUME_REDACTAT] a Sanatatii pentru consum zilnic de acid lactic D(-) este de 100 mg*kg-1 greutatec corporala, concentratie care nu este ingerata prin consum de iaurt intr-o alimentatie echilibrata. Principala cale de formare a aldehidei acetice, substanta de aroma din iaurt, nu este din lactoza ci prin metabolizarea treoninei ca formare de glicocol si aldehida acetica intracellular care este in absenta alcooldehidrogenazei nu este transformata in etanol. Este o bacterie facultative anaeroba cu preferinte pentru conditiile anaerobe deoarece nu sintetizeaza citocromi si catalaze. LBD poate produce H2O2 care activeaza sistemul lactoperoxidaza-apa oxigenata-tiocianat care poate sa inhibe propria crestere.

Tulpini de LDB pot produce o substanta cu efect antibacterian denumita B. bulgarican, termostabila, eficienta asupra unor tulpini de Bacillus, Staphylococcus, Streptococcus, Sarcina, Pseudomonas, Escheria si Serratia si peptide (di sau tripeptide) ce contin un ciclu aromatic, efetive fata de Psedomonas fragi si Staph. Aureus.

Lactobacillus acidophilus.

Pentru obtinerea laptelui acidofilse foloseste Lb.Acidophillus izolat din tractul intestinal; creste incet in lapte cu un numar de generatii de 5 in 18-24 ore dand o aciditate de 0.8% cu o aroma slab exprimata. Moare repede in cultura mixta cu SST si LDB. De aceea cand se foloseste in monoculture, laptele este fortifiat prin adios de extract de drojdie sau prin adios (5%) de proteine din zer.[12]

1.4.1.5. MODUL DE COMERCIALIZARE/LIVRARE A CULTURILOR STARTER

Culturile pure de bacterii lactice se obtin in laboratoarele de cercetare specializate in care se mentine puritatea culturilor si se fac studii de selectionare si conservare a proprietatilor optime pentru utilizarea industriala.

Culturi lichide – se face pasteurizarea laptelui, inocularea cu cultura pura, se aplica un regim de termostatare optim si dupa ce are loc coagularea laptelui, etapa ce coincide cu numarul maxim de cellule rezultate prin inocularea in lapte, se face repartizarea in flacoane de 100ml, in conditii aseptice. Aceste culture trebuie folosite repede, deoarece, daca aciditatea creste, are loc inactivarea bacteriilor lactice. Culturile de lactococii mezofili – dupa inoculare se mentin la 200C, timp de 12-24 h, iar cele pentru lactobacilli la 420C, 4-6 h. In timpul verii pentru a preveni cresterea aciditatii se adauga carbonat de calciu, astfel incat acesta neutralizeaza o parte din acid si se formeaza lactatul de calciu si dioxid de carbon, ceea ce face ca la deschiderea sticlei sa se observe o usoara spumare.

Culturi uscate – se obtin din culture lichide; pentru a avantaja uscarea se recomanda sa se lucreze cu lapte cu 16% substanta uscata. Dupa inoculare se face termostatarea si uscarea mediului. Prin uscare are loc o reducere a numarului de cellule vii, iar viabilitatea streptococilor este de aproximativ 40%.

Concentrate bacteriene – se obtin din culture lichide dupa coagularea laptelui, prin centrifugarea mediului la v > 15.000 rot/min, cand se elimina aerul si are loc o concentrare a celulelor la valori de 5*109 g-1. Pot fi livrate ca atare sau se pot congela si livra sub forma de concentrate bacterian. S-a studiat influenta congelarii asupra supravietuirii lactococilor prin congelarea suspensiilor de celule in apa distilata la temperature de -150…-400 cu o viteza de 1…9grade/minut. La o densitate de 109*cm3 se poate obtine o viabilitate de 100% pentru Lactococcus lactis cand viteza de racire a fost de 90C/minut si temperature minima de congelare de -150C, iar pentru Lactococcus lactis biovar diacetilactis cand viteza de congelare a fost de 10C/minut la aceeasi temperature.

Culturile concentrate prezinta urmatoarele avantaje:

Este asigurat controlul si puritatea culturii inainte de expedierea catre fabrici;

Se poate renunta la culturile intermediare in fabrica si in consecinta o economie de manopera si personal;

Permit reducerea cantitatii de inocul, inclusive a acidului lactic format in cultura de productie, este accelerate fermentatia cu eliminarea fazei lag, avantajoasa la fabricarea mecanizata a branzeturilor.

Culturi liofilizate. Dupa pasteurizarea laptelui, inoculare si termostatare, cultura se repartizeaza in fiole de sticla, astfel incat prin liofilizare sa ramana o cantitate de 1-5g.

In prima etapa are loc o congelare lenta cu viteza de 10C/min, pana la -170C, se continua congelarea rapida pana la -500…-700C, apoi are loc uscarea la vacuum. Flacoanele sunt inchise ermetic si se obtine o pulbere in care bacteriile sunt absorbite pe substanta uscata a laptelui, iar procentul de viabilitate a celulelor este de 10-60%.

Culturile liofilizate pot fi usor transportate si utilizate in productie. Prin studiul viabilitatii celulelor de bacterii la liofilizare acestea au reactionat in mod diferentiat in functie de specie/gen.[12]

Culturile pure stoc sau inoculum pot fi culture singulare – formate din mai multe tulpini ale aceleasi specii sau mixte – din mai multe specii diferite.

Din inoculumul lichid sau liofilizat, dupa reactivare, prin pasaje successive pot fi obtinute:

Cultura primara (maiaua primara sau maiaua mama)

Cultura secundara (maiaua secundara)

Cultura tertiara (maiaua tertiara) care poate fi utilizata drept cultura starter de productie sau maiaua de productie.[13]

Fig. 1.6.Schema privind realizarea insamantarilor in vederea obtinerii de culture starter

Sursa: Prelucrare dupa “Procesarea industriala a laptelui”, C. Banu, C. Vizireanu, Ed. Tehnica, Bucuresti, 1998, pag.209

Cultura primara se obtine prin inocularea laptelui pasteurizat si racit cu cultura pura (inoculum) primita de la laboratoul de specialitate. Felul culturii, proportia de inoculare, temperature si durata de termostatare difera in functie de felul produsului pentru fabricarea caruia se foloseste cultura respectiva. Imediat dupa termostatare, cultura se raceste rapid si se depoziteaza la 1…20C pana a doua zi.

Cultura secundara se obtine din cultura primara, dar avand in vedere ca reprezinta a doua transplantare, contituie un stadiu mai avansat de reactivare a culturii pure si de aceea din cultura primara se inoculeaza in laptele destinat culturii secundare o cantitate mica din cultura primara, durata de termostatare este mai redusa. Culura secundara se pastreaza tot la 1…20C, dar pentru 1-2 ore.

Cultura tertiara sau cultura de productie se separa din cultura secundara in cea de-a treia zi la fel ca si in cazul celei primare. Aceasta cultura trebuie sa satisfaca din punct de vedere cantitativ necesarul pentru productie, iar din punct de vedere calitativ sa intruneasca toate caracteristicile produsului respective de buna calitate (aspect, gust, consistenta, etc)

Cultura de productie se inoculeaza zilnic si de asemenea se controleaza chimic, sensorial si microbiologic. Pentru a putea indeplini aceasta functie de cultura de productie trebuiesc respectati pasii urmatori:

Cultura sa fie pura, sa contina doar microorganisme specifice;

Cultura trebuie sa fie activa si sa asigure o anumita aciditate a fermentatiei specifice desfasurate in timp normal.

Cultura trebuie sa isi mentina insusirile initiale in timp;

Cultura trebuie sa fie mentinuta 5-6 ore inainte de folosire, la 1…20C, pentru a favoriza acumularea substantelor aromatizante;

Cultura starter nu poate fi mai veche de 48 de ore;

1.4.1.4. DEFECTELE CULTURILOR STARTER DE PRODUCTIE

Aceste defecte pot fi cauzate de:

-folosirea unui lapte de calitate proasta;

– folosirea de culture pure (inoculum) necorespunzatoare;

– conditii de preparare neadecvate.

Defectele se refera la:

Aciditate redusa cauzata de termostatare la o temperature mai joasa decat cea indicate sau inoculare cu o cantitate mai mica de cultura pura, inclusiv cultura intermediara ( primara, secundara);

Coagularea intarziata insotita de acidifiere lenta care se datoreaza aciditatii prea mari ca rezultat al unei termostatari la temperature ridicata si pe o durata mai mare;

Filanta, care apare la culturile starter de productie pentru iaurt sau unt si care se datoreaza prezentei in aceasta a lui Lb. acidophilus, respective a unor streptococci care produc polizaharide solubile in apa;

Prezenta de gaze in cantitate mare (CO2, +H2), care se datoreaza contaminarii culturii starter de productie cu microorganisme capabile sa fermenteze lactoza, cum sunt bacteriile coliforme sau cu drojdii, caz in care apare gust si miros de drojdie sau de fructe.

Cantitatile de CO2 normale sunt rezultatul obtinerii bacteriilor aromatizante care degradeaza acidul citric;

Exprimarea slaba a gustului si mirosului care este consecinta dezvoltarii necorespunzatoare a bacteriilor aromatizante sau a reducerii diacetilului si acetoinei in 2,3 butilenglicol (substanta fara gust si miros), in conditiile in care cultura starter de productie a fost pastrata pentru o perioada mai mare la temperature scazute;

Defectele de gust: gustul amar care poate aparea in conditiile dezvoltarii in cultura a unor bacterii puternic proteolitice (Str. Liquefaciens sau bacterii sporogene); gustul de lesietic care se datoreaza prezentei in cultura starter de productie a lui Str. Lactis subsp. Matigenes[14].

1.4.1.5. CONTROLUL CALITATII CULTURILOR INTERMEDIARE SI AL CUTURILOR STARTER DE PRODUCTIE

Calitatea acestor culture se stabileste avand in vedere criteriile de control prezentate in continuare.

Criteriul caracteristicilor senzoriale. Controlul se face dupa coagulare si pastrare la rece, avand in vedere urmatoarele:

Coagulul sa fie compact, cu slaba eliminare de zer, neadmitandu-se coagulul neomogen, cu separare mare de zer, prezenta de flocoane de cazeina, crapaturi, numeroase bule de gaze, etc.

Consistenta sa fie cremoasa;

Gustul si mirosul sa fie bine evidentiate si sa caracterizeze cultura respectiva.

Criteriul microbiologic implica stabilirea proportiei dintre microorganismele componente, prezenta drojdiilor, mucegaiurilor sau a bacteriilor de contaminare.

Criteriul chimic implica efectuarea urmatoarelor determinari: aciditate volatile, substante de aroma(diacetil, acetoina).

CAPITOLUL 2. PRODUSE LACTATE ACIDE DIETETICE

Sunt obtinute prin fermentarea laptelui cu culturi lactice si, in unele cazuri, cu bacterii lactice asociate cu unele specii de drojdii ( fermentatie mixta).

Produse lactate dietetice acide cuprind: grupa produselor obtinute numai prin fermentare lactica (iaurt, lapte batut, sana, lapte, lapte acidofil, biogurt); produse obtinute prin fermentatie lactica si alcoolica( chefir, lapte acidofil cu drojdii). Primele produse se caracterizeaza prin coagul suficient de dens, fara bule de gaze si cu gust acid, datorita acumularii de acid lactic. Produsele din grupa a doua se caracterizeaza prin coagul fie strabatut de bule minuscule de CO2. Ele poseda un gust acid, usor astringent, datorita acumularii de acid lactic, alcool etilic si CO2.

Procesele fizico-chimice si biochimice care au loc la fabricarea produselor lactate dietetice sunt: fermentarea lactozei sub actiunea microorganismelor, scaderea pH-ului ca urmare a acumularii de acid lactic; formarea produselor de aroma si acumularea de alcool( in unele cazuri); coagularea cazeinei; proteoliza cu acumulare de substante cu masa moleculara mai mica.

Produsele lactate dietetice au valoare nutritiva ridicata datorita: microflorei lactice, drojdiilor si substantelor secretate ( acid lactic, alcool, CO2, bacteriocine, vitamine); modificarilor pe care le sufera cazeina (precipitare fina si hidroliza partiala) care ii sporesc digestibilitatea si asimilibilitatea; faptul ca consumul acestor produse determina o imbunatatire a compozitiei microflorei intestinale, prin inhibarea dezvoltarii bacteriilor de putrefactie si patogene; intensificarii actiunii secretoare si motorii a tractului intestinal.

Produsele lactate dietetice acide pot fi obtinute prin doua procedee: clasic in care caz fermentarea se face in ambalaje de desfacere; fermentare in rezervor(1000 l capacitatea), urmata de ambalarea aseptica a produsului fermentat.

Tehnologia de obtinere a produselor dietetice acide dupa procedeul clasic implica urmatoarele operatii ( din lapte receptionat si curatit); normalizare – pasteurizare- racire – insamantare – repartizare in ambalaje mici – fermentare – preracire – racire – depozitare.

Parametrii la care se desfasoara operatiile sunt prezentati in tabelul 3.10, iar in tabelele 3.11 si 3.12 sunt prezentate culturile utilizate si conditiile de admisibilitate produse.

Tabelul 2.1. Parametrii procesului tehnologic de fabricare a produselor lactate acide dietetice

Sursa: C.Banu –“[NUME_REDACTAT] vol.2.”, Editura , Bucuresti, pag.400

*Termostatare ( fermentare) de scurta durata.

** Termostatare (fermentare) de lunga durata.

I – Fermentare I

II – Fermentarea a doua , alcoolica

Tabelul 2.2.[NUME_REDACTAT] Starter pentru unele produse lactate acide dietetice

Sursa: C.Banu –“[NUME_REDACTAT] vol.2.”, Editura , Bucuresti, pag.401

Tabelul 2.3. Caracteristicile fizico-chimice ale produselor finite

Sursa: C.Banu –“[NUME_REDACTAT] vol.2.”, Editura , Bucuresti, pag.402

Caracterizarea chimica a iaurtului simplu, a iaurtului cu zahar, a iaurtului aromatizat, conform [NUME_REDACTAT], FAO/OMS – 1992

Iaurt normal: minimum 3% grasime si 8,2% s.u. negrasa

Iaurt partial degresat : 0.5-3% grasime si 8.2% s.u. negrasa

Iaurt slab: 0.5% grasime si 8.2% s.u. negrasa

Ingredientele facultativ adaugate sunt: lapte praf, lapte degresat praf, zer concentrat, zer praf, proteine lactoserice, concentrat de proteine lactoserice, proteine lactate hidrosolubile, cazeina alimentara, cazeinati.

Zaharuri: orice glucid acceptat ca indulcitor, dar numai pentru iaurt cu zahar.

Iaurtul aromatizat pasteurizat poate fi: fructe ( proaspete din conserve, congelate, pulbere), piure de fructe, pulpa de fructe, sirop de fructe, suc de fructe, ciocolata, cacao, cafea, etc..

Ingredientele si aditivii facultativi pot fi: lapte praf, lapte praf degresat, lactoser concentrat ( zer concentrat), zer praf, concentrate de proteine serice, proteine lactate hidrosolubile, cazeina alimentara, cazeinati; culturi lactice altele decat cele utilizate normal, coloranti ( E151,150c, 150d, 122, 127, 133, 132, 124, 128, 110, 102); stabilizanti(E 406,414, 407, 412, 416, 410, 402, 466, 403, 404, 402, 401, 413, 415, 440, 1414, 1401, 1400, 1442, gelatina).

Alte sortimente cu produse lactate dietetice fabricate in Romania: crema de iaurt ( cu adaos de stabilizator pentru a preveni separarea zerului); iaurtul cu coagul fluid cu 13% s.u. si stabilizator; lactofructul ( cu adaos de zahar de 5%, gelatina 0.4%, colorant si sucuri naturale de zmeura, capsuni, fragi); iaurt cu aroma de fructe cu adaos de 6% zahar si 4.0% lapte smantanit praf in laptele normalizat la 2.8% grasime; pasta acidofilina, la care cultura este formata din Lactobacillus acidophilus si Streptococcus lactis; lapte acidofil cu drojdii, la care cultura este formata din Lactobacillus acidophilus si drojdii lactice, de bere, de vin; lapte acidofil praf.[15]

Caracteristicile nutriționale ale produselor lactate acide

Alimentele cu răspuns fiziologic pozitiv sunt denumite alimente funcționale sau nutraceutice. Laptele și o serie de produse lactate sunt excelente surse pentru dezvoltarea unei game largi de alimente, care, intrând în mod curent în viața consumatorilor, au efecte benefice pentru sănătate. O serie de tehnologii care se bazează pe utilizarea culturilor de microorganisme, fermentații sau pe ambele sunt eficiente pentru crearea unui spectru larg de arome și texturi în produsele lactate.

O serie de studii clinice temeinice subliniază efectele benefice ale consumului unor tipuri de culturi, ale metaboliților acestora, sau ale ambelor. (fig. 4.1).

Valoarea nutrițională a produselor lactate acide este dependentă de disponibilitatea și digestibilitatea constituenților nutritivi, precum și de modificările acestor constituenți, provocate de dezvoltarea bacteriilor lactice și de activarea lor metabolică.

Deși valoarea energetică a produselor lactate acide este aproximativ aceeași ca și cea a materiei prime (laptele), totuși valoarea nutrițională este îmbogățită datorită:

modificările suferite de proteine: prin hidroliza proteinelor se formează ~7% peptide și ~2% aminoacizi liberi, în cazul chefirului;

creșterii azotului proteic prin dezvoltarea masei de celule de bacterii lactice;

producerii de substanțe noi prin dezvoltarea și activarea metabolică a bacteriilor lactice: acizi organici, produse de aromă; vitamine ș.a.[17]

Fig.2.1. Beneficiile nutritionale si de sanatate ale produselor lactate acide

sursa: Prelucrare dupa Bahrim, G.Borda,D.Costin, Gh.M. si col. – “Produse lactate fermentate”, [NUME_REDACTAT], Galati, 2005, p.14

CAPITOLUL 3. PROBIOTICELE

Probioticele sunt microorganisme vii, care ajung in intestine in forma activa si intr-un numar suficient pentru a exercita beneficii pentru sanatate. In conceptia actuala prin probiotic se intelege o cultura selectionata sau un concentrat de bacterii, respectiv un produs alimentar ( de regula lactat) care contine bifidobacterii sau bifidobacterii si bacterii lactice.

Alimentele probiotice sunt produse alimentare care contin microorganisme probiotice intr-un numar suficient pentru a produce efecte probiotice cand aceste alimente sunt ingerate.

Din aceste definitii rezulta o serie de caracteristici ale microorganismelor probiotice, in special lactobacili si bifidobacterii, considerate drept criterii de selectie a tulpinelor utilizate la fabricarea PLF.

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

Pe de alta parte, microorganismele probiotice trebuie sa corespunda tehnologic. Ele nu trebuie sa afecteze gustul, aspectul si/sau textura produsului si trebuie sa supravietuiasca in alimentul probiotic intr-o concentratie suficient de mare pana la consum. In mod obisnuit este mentionat un continut minim de cel putin un milion (106) celule de bacterii vii pe gram de produs ( respectiv, o doza zilnica de 108 bacterii).

Microorganismele probiotice trebuie sa fie suficient de tolerante la acizii din stomac si bila si sa reziste la enzimele digestive astfel incat sa supravietuiasca la trecerea prin stomac si intestinul subtire intr-o proportie adecvata (intre 5 si 50%). Capacitatea de a adera la mucoasa intestinala sau producerea de substante care inhiba dezvoltarea bacteriilor daunatoare, fara a avea efect nociv asupra microflorei intestinale endogene a organismului uman, favorizeaza adaptarea bacteriilor probiotice la ecositemul gastro-intestinal.[16]

3.1. Caracteristicile si efectul probiotic al unor bacterii lactice de origine intestinala

In tarile cu economie avansata, mai ales datorita progreselor inregistrate in domeniul medical, se constata o imbatranire progresiva a populatiei ceea ce conduce implicit la o crestere a frecventei unor boli numite “bolile adultului”. In aceste circumstante, este necesar ca in corelatia alimentatie – sanatate sa se considere trei functii ale produsului alimentar.

Functia primara de nutritie

Functia secundara de aliment agreabil

Functie de activitate fiziologica pentru a preveni bolile adultului, reducerea imunitatii si, in general, imbatranirea.

Produsele lactate obtinute cu bacterii lactice de origine intestinala asigura realizarea acestor functii. Aceste bacterii sunt Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus GG si specii de Bifidobacterium care sunt prezentate in continuare.

3.1.1. Lactobacillus acidophilus

Lactobacillus acidophilus, o bacterie localizata in tractul digestiv uman, a fost utilizata pentru obtinerea a numeroase PLF, bauturi lactate si preparate cu bacterii lactice inca din 1922 cand Cheplin si Rettger au constatat ca au un efect favorabil asupra digestiei.

Progresele stiintifice din ultimii ani, au clarificat unele efecte fiziologice ale L. Acidophilus si au contribuit la dezvoltarea unor produse care contin aceasta bacterie. In continuare vor fi prezentate unele caracteristice ale L. Acidophilus, efectele sale fiziologice si domenii de aplicare.

Caracteristici ale L.acidophilus

Lactobacilli (Lactobacillus spp) au fost izolati pentru prima data din chefir si numiti de catre Kern in anul 1881.

L. acidophilus a fost izolat de australianul Moro din fecalele sugarilor in 1990 fiind numit Bacillus acidophilus.

In prezent, se face o distictie intre speciile rezidente in tractul digetiv uman ca L. Acidophilus, L. Salivarius, L. Leichmanii si L. fermentum si speciile care tranziteaza in stare viabila prin tractul digestiv ca L. brevis, L. plantarum si L. casei. L. acidophilus se gaseste frecvent in intestinul subtire inferior (jejunoileonul), dar si in intestinul gros, in timp ce bifidobacteriile ( Bifidobacterium spp) sunt prezente in principal in intestinul gros.

L. acidophilus prezinta urmatoarele caracteristici:

Nu se dezvolta la 150C si nu fermenteaza riboza;

Temperatura optima de dezvoltare este intre 350C si 380C, iar pH-ul optim 5.5-6.0.

Cultivat in laptele de vaca produce 0.3-1.8% acid lactic DL; capacitatea de a produce acid difera cu tulpinile bacteriei;

Prezinta cerinte nutritionale strcite; necesita prezenta in mediu a acetatilor (sau a acidului mavolonic), riboflavinei, acidului pantotenic, calciului, niacinei si a acidului folic;

Este rezistent la acizi biliari;

Produce treonin-aldolaza si alcool-dehidrogenaza, care influenteaza aroma.

Actiunea antibacteriana a bacteriei L. Acidophilus

L.acidophilus produce acizi organici, H2O2 si antibiotice, care inhiba dezvoltarea bacteriilor de putrefactie sau patogene dar care prezinta proprietati antibacteriene si fata de unele bacterii Gram- pozitive( de ex. Staphylococcus aureus si Clostridium perfringens) mai mult decat pentru specii Gram-negative(de ex. Salmonnella typhimurium si Escheria coli). De asemenea, s-a constatat ca actiunea antibacteriana a L. Acidophilus este intensa in special impotriva bacteriilor patogene sau potential patogene (Dubois s.a., 1982).

Reducerea proportiei speciilor din genul Bifidobacterium in microflora intestinala umana pe masura avansarii in varsta si cresterea numarului de celule de Clostridium perfingens cu efectele negative pe care le produce sugereaza actiunea benefica pe care o poate avea consumul de produse cu L.acidophilus.

Antibioticele produse de L. Acidophilus au fost evidentiate si caracterizate de diversi autori(tabel 6.1.).

Tabelul 3.1. Antibiotice elaborate de L. Acidophilus

*Citati de Kanbe (1992)

Sursa: Prelucrat dupa G.M. Costin – “Produse lactate probiotice”, Editura…., pag.190

Lactocidina a fost izolata si purificata prin cromatografie pe coloana de acid silicic, dintr-o fractiune a unei culturi de L. Acidophilus. Ea reprezinta o substanta nevolatila si nedializabila, solubila in eter, cu un spectru antibiotic larg care cuprinde atat bacterii Gram-negative cat si Gram-pozitive.

Acidofilina este o peptida cu masa moleculara redusa, extrasa din lapte acidofil prin solubilizare in metanol si acetona. In conditii acide prezinta stabilitate la incalzire. S-a stabilit ca are actiune antibacteriana fata de bacteriile patogene in vitro.

Acidolina a fost izolata si purificata pe Sephadex G25 cu metanol obtinute prin lapte acidofil fermentat cu L. Acidophilus 2181. Are o masa moleculara de aproximativ 200 Da, o mare stabilitate la incalzire si un caracter puternic acid. Prezinta un spectru antibacterian larg in special fata de bacteriile sporulate.

Lactosin B izolat si purificat prin cromatografie pe schimbatori de ioni, ultrafiltrare si gelfiltrare, dintr-o fractiune activa a unui filtrat din cultura de L. Acidophilus N 2. Este o peptida care prezinta un varf de absortie la 2 11nm si are o masa moleculara de 6000 – 6500 Da. Activitatea antibacteriana manifesta asupra speciilor din genul Lactobacillus.

Substante de tip proteic obtinute dintr-un filtrat L. acidophilus AR1/AC1 de Mehta s.a. purificata pe Sephadex G 100. Prezinta activitatea antibacteriana fata de Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, [NUME_REDACTAT] si specii de Salmonella. Au fost evidentiate doua fractiuni proteice: una sensibila la incalzire (500C/20min), alta stabila la acest tratament (500C/ 80min) in conditii acide. Ambele fractiuni au un pH optim de activitate la 4.0-5.5 si sunt inactivate prin tratament cu tripsina.

O peptida cu o masa moleculara de 3500 Da, izolata din extractul de celule de L.acidophilus ATCC 3205, cu activitate antibacteriana fata de E.coli intr-un domeniu larg de pH.

Actiuni fiziologice ale bacteriei L.acidophilus

Actiuni fiziologice ale acestei bacterii sunt numeroase si descrie pe larg in literatura de specialitate. In acest capitol vor fi mentionate concis cateva dintre ele fiind reluate in cap.11.

Imbunatatirea microflorei intestinale. Inhiband multiplicarea bacteriilor patogene si de putrefactie care conduc afectiuni intestinale. L. [NUME_REDACTAT] cresterii. Prin imbunatatirea microflorei intestinale se creeaza un mediu pentru o utilizare mai eficiente a nutrientilor (proteine, calciu, fier, fosfor, etc) ceea ce conduce la cresterea masei corporale.

Imbunatatirea activitatii β – galactozidazei este un efect deosebit de important in special pentru persoanele cu intoleranta la lactoza.

Reducerea colesterolului ca rezultat al consumului de lapte fermentat cu acidophilus este recomandata pentru prevenirea arterosclerozei ateromatoase. Fier, calciu, acid orotic, proteinele zerului), componente ale celulei bacteriilor lactice metaboliti extrabcterieni prezenti in produsele lactate fermentate pot avea acelasi efect.

Activitate de controlare a cancerului, exista unele bacterii intestinale, care produc substante putrefactive daunatoare ca amoniac, amine, fenoli, indol, H2S si alte substante carcinogene, care, in cantitati mari reduc functiile ficatului si favorizeaza aparitia cancerului.

Este cunoscut faptul ca o dieta bogata in grasimi, proteine si un continut redus in fibre vegetale determina aparitia cancerului de colon. La aceste persoane, activitatea enzimelor bacteriane intestinale ca β – glucoronidaza, nitroreductaza, azoreductaza si 7 – α – dehidrogenaza a fost semnificativ mai mare decat la cele cu o dieta vegetariana. Deoarece in intestinul gros aceste enzime poate fi folosita ca indicator al dezvoltarii cancerului de colon. L acidophilus reduce activitatea acestor enzime si in consecinta producerea substantelor carcinogene.

Lactobacillus acidophilus NCFM este o tulpina de origine umana care a fost izolata in 1970 la [NUME_REDACTAT] Carolina din SUA, fiind apoi examinata in numeroase aplicatii in vitro si in vivo.

Taxonomia bacteriei L. Acidophilus a fost revazuta in ultimii ani (Klein s.a. 1998) in contextul aparitiei unor specii noi. In acest context s-a confirmat pe baza unor analize fenotipice cat si generice, ca tulpina NCFM apartine grupei A1 si L.acidophilus fiind un bacil Gram-pozitiv, homofermentativ, catalaza-negativ, care produce acid lactic D-34% si acid lactic L- 66%.

Un parametru important pentru tulpina probiotica comerciala este stabilitatea la pastrare. Ocultura uscata de NCFM, conservata la temperatura camerei, prezinta o buna stabilitate chiar timp de cateva luni( Crowell, 1998). Intr-un lapte insamnatat cu 107 ufc/ml, continutul de bacterii a ramas neschimbat dupa 21 de zile, la 40C sau 100C (Kullen si Klaenhammer, 1999).

Stabilitatea unui PLF comercial pastrat la 40C este de asemenea foarte buna, dupa 52zile reducerea numarului de bacterii fiind de la 1.2 x 107 la 8.7 x 106 ufc/ml (Iturraria-Laverty, 1999).

Aceasta bacterie suporta conditiile existente in tractul gastrointestinal: este acid-toleranta, rezista la toxicitatea sarurilor biliare si la hidroliza enzimelor pancreatice. In plus are si alte caracteristici pentru a fi definita ca bacterie probiotica: adera la celulele intestinale umane, colonizeaza intestinele, produce substante antimicrobiene, are efecte benefice asupra sanatatii dovedite clinic.

3.1.2. Lactobacillus casei ssp rhamnosus (Lactobacillus GG)

Lactobacillus GG este o tulpina de Lactobacillus de origine umana izolata relativ recent, studiata extensiv datorita efectelor pozitive asupra sanatatii (Salminen, 1994). Aceasta bacterie poate adera la celulele intestinale si sa colonizeze tractul intestinal. Lactobacillus GG si produsele obtinute cu aceasta tulpina au fost apreciate ca benefice in tratamentul si prevenirea diferitelor tulburari gastrointestinale ca diareea infantila, efecte asociate cu administrarea de antibiotice si diareea calatorului. Lactobacillus GG imbunatateste capacitatea tractului intestinal de a lupta impotriva infectiilor si ajuta la pastrarea integritatii intestinale.

Au fost produse diverse alimente cu Lactobacillus GG testate clinic, intre care se mentioneaza un tip de iaurt cu o tullpina bacteriana, altul cu o cultura mixta, o butura din zer cu fructe si alta din zara produsa in Finlanda.

Lactobacillus GG a fost izolat din flora intestinala a unor oameni sanatosi fiind initial identificat ca Lactobacillus acidophilus si ulterior clasificat ca specie de Lactobacillus tulpina GG la institutul Politehnic din Virginia (SUA). Acesta pare foarte asemanator ca Lactobacillus casei. In urma testelor de fermentare a hidratilor de carbon s-a constatat ca nu corespunde nici unei tulpini clasificate traditional si a fost numit specia Lactobacillus tulpina GG, dupa numele descoperitorilor sai Gorbach si Goldin de la Universitatea din Boston. Lactobacillus GG(LGG) este patentat ca tulpina L. Rhamnosus fiind pastrata in [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] (cod ATCC 53103).

Este considerata ca o bacterie probiotica ideala deoarece rezista la pH-ul acid al sucului gastric si se ataseaza strans de peretele colonului.

Lactobacillus GG prezinta in utilizare ca bacterie lactica probiotica fiind lipsit de toxicitate. De asemenea, la administrarea orala a acestei bacterii pe voluntari umani, nu s-au constatat reactii adverse.

Lactobacillus F19 apartine speciei Lactobacillus paracasei subsp. Paracase care este prezenta in multe branzeturi si in alte alimente fermentate. L. Paracasei este de asemenea, o componenta a microflorei intestinale umane (Ahrne s.a., 1998).

Caracteristicile bacteriei Lactobacillus F19 au fost testate timp de 12 ani in cursul carora a fost stabilita siguranta utilizarii aestei tulpini ca bacterie probiotica ( Fonden s.a., 2002). S-a stabilit ca Lactobacillus F19 are o comportare fata de antibiotice asemanatoare celorlalti reprezentanti al grupului Lactobacillus casei. Astfel, este rezistent fata de aztreonam, ceftaxima, cefoxitina, gentamicina, polimixina B, trimetoprima, vancomicina si sensibil la penecilina G, ampicilina, bacitracina, clindamicina, eritromicina, rifampicina si tetraciclina.

Lactobacillus F19 se poate dezvolta in laptele cu proteine hidrolizate din lapte, facand posibila producerea de culturi starter concentrate. Se poate dezvolta in lapte impreuna cu alte bacterii prezente in starter permitand reducerea duratei de fermentare si a riscului dezvoltarii unor bacterii straine. Tulpina supravietuieste bine in diverse PLF asigurand la sfarsitul perioadei de conservare un numar important de bacterii active.

In contrast cu numeroase alte bacterii probiotice, Lactobacillus F19 nu numai ca este de origine umana, dar este componenta a microflorei intestinale umane, fiind izolata de la diversi indivizi care nu au venit in contract cu aceasta specie. De asemenea, a fost izolata dintr-o serie de alimente. Lactobacillus F19 poate fi un exemplu de bacterie care de-a lungul timpului a fost parte atat a unor alimente cat si a microflorei umane normale, foarte bine adaptata.

Fiind foarte sigura si cu numeroase efecte benefice asupra consumatorului, aceasta bacterie are largi perspective de utilizare la fabricarea PLF.

3.1.3. [NUME_REDACTAT] au fost puse in evidenta pentru prima data de Tissier ( [NUME_REDACTAT]) in 1899, in fecalele sugarilor alimentati natural. Prezenta lor in tractul intestinal al sugarilor este considerata ca un factor important pentru prevenirea infectiilor digestive a acestora. Ulterior s-a stabilit ca bifidobacteriile sunt larg raspandite si la adulti sau persoanele in varsta si semnificatia prezentei lor a atras atentia specialistilor.

Carcteristicile bifidobacteriilor

Primele denumiri ale bifidobacteriilor date de Tissier au fost Bacillus bifidus communis si Bacillus bifidus (1899). Ulterior, s-au numit Bacteroides bifidus (1923) si Lactobacillus bifidus (1934). Din 1974, au devenit specii ale genului Bifidobacterium cu 11 reprezentanti : B. bifidum, B. infantis, B. breve, B. thermophilum, B. adolescentis, B. longum, B. pseudolongum, B. suis, B. coryneforms, B. asteroides, B. indicum. Dintre acestea B. bifidum, B. infantis si B. breve sunt specii rezistente la copii, iar B. Bifidum, B.longum si B. Adolescentis la adulti.

In editia din 1986 a Bergey’s manual of systematic bacteriology, vol.2 sunt mentionate 21 de specii de bifidocaterii.

Bifidobacteriile au fost isolate din tractul intestinal si fecalele animalelor ca si din secretiile si tubul digestiv uman, fecalele si cavitatea bucala.

Principalele caracteristici ale bifidocteriilor sunt urmatoarele:

sunt bacterii Gram-pozitive, anaerobe si nesporulate.

In functie de conditiile de cultivare au forma Y, V, curbe, bastonase sau retea;

Au o lungime cuprinsa intre 2 – 8 μ;

Se coloreaza neregulat cu albastru de metilen si formeaza asocieri de 2 sau mai multe celule;

Temperatura optima de dezvoltare este de 36-380 C;

Fermenteaza 1 mol de glucoza cu fructozo-6-fosfat kinaza producand 1.5 moli acid acetic si 1 mil acid lactic; nu produc CO2, acid butiric, acid propiónic;

Nu produc catalaza sau indol si nu reduc nitratii;

Factorii bifidus

In aceasta categorie intra substante care stimuleaza cresterea si multiplicarea bifidobacteriilor, actiune care a fost evaluata in special in vitro. Principalii factori bifidus mentionati in diverse studii sunt prezenti in tabelul 6.2.

Tabelul 3.2. Factori bifidus

*Citati in Kanbe (1992)

Sursa: Prelucrat dupa G.M. Costin – “Produse lactate probiotice”, Editura…., pag.195

Factorul bifidus I a fost evidentiat in laptele uman sub forma unei oligozaharide care contine N-acetilglucozamina si care stimuleaza cresterea bacteriei B. Bifidum var. Pennsilvenicus.

Reynaud constata ca o substanta similara peptidelor rezultata din digestia enzimatica a proteinelor ( cazeina, de exemplu) are actiune favorabila asupra multiplicarii B. [NUME_REDACTAT]. Substanta numita factor bifidus II nu are structura si efectele clinice bine determinate.

Extractul de ginseng a fost utilizat pentru tratarea tulburarilor digestive si a diareei infantile, considerandu-se ca efectele favorabile sunt datorate unor componente care stimuleaza dezvoltarea bifidobacteriilor. Intre componentele active se mentioneaza acidul S-sulfonic-4’- fosfopantetina care are activitate similara cu pantetina.

Lactuloza (β-D-galactopiranosil-4-D-fructoza) a fost izolata in 1930 de Montgomery s.a. dupa tratamentul lactozei cu Ca(OH)2. Ulterior (1957), Petuely a constatat efectul stimulator al lactulozei asupra bifidobacteriilor.

Fructo – oligozaharide se gasesec in compozitia unor plante ca ceapa, usturoi, brusture. Ele nu sunt complet hidrolizate de catre enzimele din tubul digestiv sau de cele din ficat si rinichi. In plus, B. Bifidum si toate speciile de bifidobacterii, pot utiliza fructo-oligozaharide ca sursa de hidrati de carbon, spre deosebire de bacteriile de putrefactie E.coli si Cl. Perfringens.

Oligozaharide – transgalactosilate (OZT) sunt sintetizate din lactuloza prin reactii de transfer ale β-galactozidazei. In cursul fermentatiei iaurtului, datorita prezentei β-galactozidazei din cultura starter, rezulta ca produse secundare cellolactoza si β – O – β – O – D – galactopiranosil – D – galactoza care sunt OZT. Acestea actioneaza ca factori de crestere pentru bifidobacterii in intestinul inferior si au efect de evitare a constipatiei. De altfel, este cunoscut faptul ca produsele lactate fermentate, in particular iaurtul, au un efect calmant asupra difestiei, determinand si o crestere a continutului de bifidobacterii.

Actiuni fiziologice ale bifidobacteriilor

In tubul digestiv uman exista peste 100 specii de microorganisme, unele au efect benefic, altele fiind daunatoare. Bifidobacteriile din grupul celor benefice, se gasesc intr-un numar mare in intestinul gros.

Actiunile fiziologice pozitive ale bifidobacteriilor sunt mentionate in continuare:

Imbunatatirea metabolismului vitaminelor. Bifidobacteriile produc vitamine atat intracelular (B1, B2) cat si extracelular ( B1,B2, B6, B12, acid nicotinic, acid folic). Este cunoscut faptul ca Bacillus thiaminolyticus, care poate popula tractul intestinal, produce hidroliza vitaminei B1 si in consecinta carenta acesteia. Intr-o asemenea situatie, administrarea orala a vitaminei B1 nu este eficienta. Bifidobacteriile reprezinta un mijloc de a opri dezvoltarea bacteriei tiaminolitice fiind in acelasi timp o sursa de tiamina extracelulara.

Imbunatatirea metabolismului proteinelor. Datorita faptului ca bifidobacteriile prezinta activitate fosfo-protein fosfatica degradand K-cazeina din laptele uman, se faciliteaza absortia acesteia in cazul alimentatiei naturale a sugarului. Pe de alta parte, impiedicand dezvoltarea in intestin a bacteriilor de putrefactie, bifidobacteriile evita descompunerea aminoacizilor si pierderea acestora ca substante nutritive.

Activitatea antibacteriana (fata de bacteriii patogene si de putrefactie). S-a stabilit, in vitro, actiunea antibacteriana fata de E. Coli, Staphylococcus aureus, Shigella dysenteriae, Salmonella typhi, specii de Proteus, Candida albicans s.a. Principalele substante cu actiune antibacteriana produse de bifidobacterii sunt acizii organici: dintr-un mol de glucoza formeaza 1 mol acid lactic si 1.5 mol acid acetic. De asemenea produc cantitati reduse de acid formic.

In plus, B. Bifidus produce un antibiotic numit Bifidin activ fata de Micrococcus flavus si Staphylococcus aureus la Ph 4.8 – 5.5.

Bifidobacteriile formeaza acizi biliari liberi din acizi conjugati, care au o atiune inhibitoare sporita fata de unele bacterii daunatoare.

Prevenirea constipatiei. Acizii organici produsi ca metaboliti de bifidobacterii ca si multiplicarea acestora stimuleaza peristaltismul intestinal. Preparate contin bifidobacterii sunt recomandate persoanelor care sunfera de constipatie.

Tratamentul afectiunilor de ficat. Efectele benefice ale bifidobacteriilor in acest tratament sunt urmatoarele: suprimarea bacteriilor de putrefactie care produc amoniac si amine si reducerea pH-ului intestinal prin acizii organici formati astfel incat, in conditiile ionice date, amoniacul nu este usor absorbit. S-a constatat ca prin administrarea timp indelungat pacientilor cu hepatita cronica sau ciroza ficatului de lapte bifidus se inregistreaza o ameliorare vizibila.

Efecte imunoactive. Un aspect insemnat al microflorei intestinale normale este ca asigura un nivel inalt al imunitatii. Prin administrarea de bifidobacterii se mareste semnificativ productia de anticorpi in experimente pe animale. In urma experimentelor pe pui, cobai si porci s-a constatat ca administrarea orala de peptidoglican (muramil dipeptida), rezultat din digestia membranei celulare a bifidobacteriilor cu lizozim, are loc o crestere a raspunsului imun.

O noua tulpina de bifidobacterie probiotica

HowaruTM Bifido(Bifidobacterium lactis HNO19) este o tulpina probiotica selectata dintre 2000 de tulpini datorita capacitatii sale de a supravietui la pH scazut si concentratii relativ ridicate de acizi biliari, ceea ce este esential pentru a trece sub concentratii relativ ridicate de acizi biliari, ceea ce este esential pentru a trece sub forma viabila prin tractul gastrointestinal (Prasad s.a., 1998). Pe langa aceste caracteristici, HowaruTMBifido prezinta o mare aderenta la celulele intestinale in vitro.

Studii complexe privind siguranta in utilizare a acestei bacterii au aratat ca este nepatogena, non-toxica si nu are efecte adverse asupra cobailor de experienta, concluzionandu-se ca poate fi utilizata pentru consumul uman. Prin examene suplimentare s-a demonstrat ca HowaruTMBifido nu degradeaza mucina in vitro. Mucina este o componenta a mucusului care acopera suprafata interioara a tractului gastro-intestinal care actioneaza ca o bariera fizica protectoare fata de invazia bacteriana. Orice deranjare a acestui strat poate compromite functia sa de aparare.

Schmid si Schlothauer (2002) au rezumat cercetarile asupra acestei tulpini de B. Lactis constatand ca imbunatateste imunitatea, protejeaza impotriva unor bacterii patogene gastro-intestinale si imbunatateste microflora intestinala. Utilizat in repetate randuri la fabricarea iaurtului HowaruTMBifido a aratat o mare stabilitate a populatiei de celule si o influenta redusa asupra valorii pH-ului.

Lactobacillus acidophilus LA – 5® si Bifidobacterium BB-12®

Aceste tulpini au fost selectate de laboratoarele Chr. Hansen pentru utilizare in fabricarea produselor lactate probiotice fiind disponibile sub forma de culturi DVS pentru insamantarea directa a laptelui de peste un deceniu (Chr.Hansen, 2004).

LA-5 este facultativ anaerob, homofermentativ, produce acid lactic L(+) si D(-) si se poate dezvolta la valori reduse ale pH-ului. BB-12 este strict anaerob, heterofermentativ si in afara de acid lactic produce acid acetic si acid succinic care transmit produsului un gust placut, racoritor. BB-12 supravietuieste bine atat in produsele acidifiate cat si neacidifiate.

Datorita relatiilor simbiotice intre cele doua bacterii, intr-o cultura mixta de LA-5 si BB-12 se constata o viteza de crestere si de acidifiere mai mare decat in culturi individuale. Insa in fabricarea produselor lactate probiotice pot fi utilizate atat cele doua tulpini individuale cat si in combinatie cu alte specii ( Streptococcus thermophilus, Lactobacillus casei, culturi LD, culturi de iaurt) astfel incat sa se asigure caracteristici tehnologice bune dar si un continut ridicat de celule vii in produsul finit.

Rezistenta ambelor bacterii la trecerea prin tractul gastrointestinal a fost investigata urmarindu-se toleranta la HCl si bila, considerand perioada de trecere prin stomac de 1-2 ore si valoarea pH-ului din stomac intre 1.5-4-5 (Hoiler si Hier, 1992).

Fig. 6.1. Toleranta la acid a LA-5 si BB-12

LA-5 arata o capacitate de supravietuire de 100% la un pH de 3.0 si 4.8 dupa 2 ore, iar BB-12 o rezistenta si mai buna, chiar si la pH 2 (fig. 6.1.).

Referitor la comportarea fata de bila, LA-5 prezinta o foarte buna toleranta iar BB-12 o buna toleranta. O serie de autori (citati de Chr. Hansen, 2004) au constatat ca stabilitatea ambelor bacterii la acizi biliari este suficient de mare pentru a trece prin stomac si intestinul subtire intr-o proportie mare.

In ceea ce priveste adeziunea bacteriilor probiotice la suprafata tractului intestinal prin acest proces se impiedica colonizarea altor microorganisme, posibil bacterii patogene.

In plus, adeziunea mareste perioada de interactiune intre bacteriile probiotice, microflora intestinala si sistemul imunitar al tractului intestinal. Un important criteriu de selectie pentru bacteriile probiotice il reprezinta capacitatea de adeziune la celulele epiteliului colonului.

3.1.5. Criterii de selectie pentru bacteriile probiotice utilizate la fabricarea laptelui fermentat

Fig. 6 .2. Adeziunea BB-12 si LA-5 la mucusul intestinal(LGG : Lactobacillus GG)

O serie de autori au constatat o buna capacitate de adeziune a BB-12 si LA-5 la mucusul intestinal uman inregistrand urmatoarele valori in incercari in conditii standard: BB-12, 31% la copii sanatosi (6-12luni) si adulti, iar LA-5 20%. In cazul culturilor pasteurizate cu BB-12 plus LA-5 adeziunea a fost usor superioara ca si prezenta altor bacterii.

3.1.5.1. Proprietati tehnologice

Pana in prezent criteriul principal de selectie pentru bacteriile probiotice utilizate in productia de PLF a fost bazat pe productie si proprietatile organoleptice.

Proprietatile probiotice sau revendicarile de sanatate au fost adaugate mai tarziu bazate pe documentare din literatura sau date din experimente mai recente. Este limpede ca criterii tehnologice pot sa nu conduca la alegerea tulpinilor celor mai potrivite sub aspect nutritional pentru PLF. Astfel ca s-au aplicat criterii de selectie mai riguros alese.

In selectarea unei culturi sau tulpini pentru producerea unui PLF traditional sunt importante numeroase consideratii. In general, criteriile de selectie pot fi clasificate in tehnologice si functionale fiecare dintre ele cu un numar subcrietrii( tabel 5.3. (fonden s.a.2000), Culturile care promoveaza sanatatea sau culturile esentiale trebuie sa indeplineasca criteriile descrise in tabelul 6.3. pentru a fi acceptabile din punct de vedere senzorial si comercial. Astazi exista tendinta de a utiliza culturi formate dintr-o singura tulpina definita in productia de lapte fermentat. Stiind ca exista mari variatii ale proprietatilor specifice chiar intre tulpinile ale aceleiasi specii, devine dubioasa extrapolarea studiilor efectuate asupra unei tulpini probiotice la alta tulpina. Astfel incat datele obtinute asupra unei tulpini sunt strict limitate la aceasta.

Tabel 3.3. Criterii de selectie traditionale si functionale pentru starterii care promoveaza sanatatea in produse lactate fermentate

Sursa: Prelucrat dupa G.M.Costin- “Produse lactate probiotice”, Editura…., pag.201

3.1.6. Proprietati importante ale probioticelor

Origine si siguranta

Originea tulpinelor folosite la fabricarea produselor lactate a fost considerata ca fiind de mare importanta. Daca produsul probiotic este destinat consumului uman tulpinile selectionate trebuie sa fie de origine umana( Wolf s.a., 1995, Richardson, 1996). In plus este important ca tulpinile probiotice sa fie sigure si capabile sa colonizeze intestinul. Pe de alta parte, criteriile de selectie sunt alese dupa proprietatile de sanatate sau proprietatile necesare pentru fabricarea PLF.

In mod obisnuit microorganismele pentru PLF cu efect probiotic apartin speciilor descrise in cap.6.1.. La lista microorganismelor pentru alimente probiotice, poate fi adaugata si drojdia S. Boulardii care are efect pozitiv asupra diareei asociata cu antibioticele la adulti si copii.

Lactobacillus delbrueckii ssp. Bulgaricus este inclus in lista bacteriilor probiotice chiar daca supravietuirea multor tulpini in tractul gastrointestinal este redusa si in mod obisnuit nu este probiotic. In functie de definitia speciilor probiotice, L. Bulgaricus are importanta in special prin produsii de fermentatie in produsele lactate fermentate, S. Thermophilus, de asemenea nu este inclus in lista bacteriilor probiotice, probabil datorita incapacitatii de a supravietui la trecerea prin stomac in tractul gastro-intestinal impreuna cu o supravietuire redusa in intestin. Totusi, folosirea s. Thermophilus este interesanta daca este capabila sa atenueze simptomele de maldigestie a lactozei.

3.1.6.1.Criterii de promovare a sanatatii

Numeroase atribuite de sanatate au fost atribuite criteriilor care contin speciile mentionate mai sus. Cateva dintre aceste atribute au fost mai bine subliniate decat altele, dar in general este dificila evidentierea multor defecte datorita complexitatii si dificultatilor in efectuarea studiilor clinice pe oameni. In tabelul 6.4. sunt rezumate cateva dintre atributele de sanatate care au fost asociate cu diferite de PLF.

Imbunatatirea digestiei generale nu este specifica pentru laptele fermentat cu culturi care contin specii probiotice. Laptele fermentat este in general usor digerat datorita formarii unui coagul moale, degradarii partiale a proteinelor si lactozei si cresterii continutului de enzime si a unor vitamine. Insa, toate proprietatile sunt specifice tulpinilor si pot varia chiar cu speciile. Viteza redusa de golire este adesea atribuita formarii unui coagul moale in stomac. O microflora intestinala echilibrata influenteaza probabil peristaltismul si reduce pH-ul intestinal astfel prevenind constipatia.

Tabel 3.4. Revendicari de sanatate utilizate in produsele lactate probiotice

Sursa: Prelucrat dupa G.M.Costin- “Produse lactate probiotice”, Editura…., pag.202

3.1.6.2.Imbunatatirea absortiei minerale din laptele fermentat

Imbunatatirea utilizarii substantelor minerale din PLF a fost mentionata de Rijbergen- Nordhoff s.a.(1985). Acest efect nu este specific laptelui obisnuit sau tulpinelor probiotice si cere ca bacteriile lactice din produs sa supravietuiasca dupa trecerea prin stomac si pancreas. Efectul poate fi datorat reducerii pH-ului PLF concomitent cu reducerea pH-ului intestinal, formarii acidului lactic D(-) care poate schimba echilibrul acid/baza si in acest fel sa imbunatateasca reabsortia minerala (Rijbergen-Nordhoff s.a., 1985). L. Bulgaricus nu este in general considerata o bacterie probiotica dar in acest context rezistand la acid si bila si in consecinta supravietuind la trecerea prin stomac si contribuind la reducerea pH-ului prin formarea acidului lactic D(-) in stomac, ajuta absortia minerala. Un alt efect pozitiv indirect al productiei de acid lactic D(-) de catre L. Bulgaricus in intestin este inhibarea secretiei de lizozim de catre unele celule ale intestinului subtire. Acest inhibator este activat la valori de pH de peste 6. Cele mai multe bacterii Gram-pozitive dintre componentele microflorei indigene si unele specii ale bacteriilor lactice, intre care L. Bulgaricus, L. Acidophilus si S. Thermophilus sunt rezistente fata de lizozim si in consecinta pot controla dezvoltarea unor specii daunatoare ca C. Difficile (Ottogali, s.a., 1983).

3.1.6.3. Modificarea continutului de vitamine al produselor lactate fermentate

Numeroase bacterii lactice modifica continutul de vitamine B din PLF. Unele dintre vitaminele B sunt consumate, altele sunt produse. In general, un PLF are un continut mare de vitamine si mai optim in comparatie cu produsul nefermentat. Producerea de vitamina B1, B12 si E nu este specifica culturilor probiotice dar poate fi constatata in cazul multor culturi lactice starter. De exemplu, in prezent se stie ca L. Bulgaricus consuma acidul folic in timp ce S.thermophilus si L.acidophilus produc acid folic.

Activitatea lactazica

Este in general acceptat ca PLF cu specii termofile imbunatateste digestia lactozei. Aceasta este de mare importanta pentru o parte majora a populatiei adulte din unele tari ( in special Africa si [NUME_REDACTAT]) care sufera de malabsortia lactozei si in consecinta au dificultati in digestia normala a laptelui. Astfel, populatia tolereaza iaurtul si alte PL fermentate cu bacterii termofile mult mai bine decat laptele nefermentat. Explicatia este ca bacteriile termofile furnizeaza beta-galactozidaza care favorizeaza digestia lactozei.

In trecut s-a consideratc ca aceasta proprietate este caracteristica tuturor bacteriilor termofile fara diferentiere intre specii si rase. Cercetari recente indica, insa, ca exista mari variatii intre acestea. In general, lactobacilii au un continut mai scazut de beta-galactozidaza decat bifidobacteriile care la randul lor au un continut mult mai scazut decat S.thermophilus.

Tabelul 3.5. Diferente intre activitatea lactazica (beta-galactotidazica) a unor bacterii utilizate comercial si tulpini probiotice (Sanders s.a.1996)

Sursa: Prelucrat dupa G.M.Costin – ”Produse lactate probiotice”, Editura …, pag.204

*10-7 μg- nitrofenil / ufc pe min.

Peptide bioactive din produsele lactate fermentate

Studii recente, efectuate in special in Japonia, au evidentiat faptul ca produsele lactate fermentate, printre care si iaurtul, contin fragmente de peptide bioactive rezultate din proteinele laptelui. O serie de cercetatatori au studiat bioactivitatea hidrolizatelor proteice din cazeina si proteinele zerului referitoare la efectele antihipertensive si sedative, precum si antibacteriene ale hidrolizatelor acide si enzimatice a lactoferinei.

Diferite peptide bioactive determinate in iaurt, sugereaza ca acestea pot fi generate prin activitatea proteolitica a bacteriilor din cultura starter sau/si a plasminei endogene din lapte.

In majoritatea tipurilor de iaurt sunt prezente doua peptide imunomodulatoare derivate din β-cazeina. In plus, au fost identificate si alte peptide cu activitate antihipertensiva, microbicida, amtitrombotica si antiamnezica. In iaurt, concentratia de peptide imunomodulatoare rezultate din β-cazeina creste cu durata de pastrare pana la trei saptamani de la fabricatie, ceea ce este avantajos sub aspect comercial.

Se apreciaza ca rezultatele cercetarilor de laborator privind beneficiile fiziologice ale consumului de iaurt si de alte produse lactate fermentate, cu privire la sistemul uman imun, necesita viitoare studii clinice.

Ikakura s.a.(2001), studiind efectul indigestiei unui produs obtinut din lapte fermentat cu o cultura mixta de Lactobacillus helveticus si Saccaromyces cerevisiae cate 95ml/zi timp de 8sapatamani, constata o reducere a tensiunii arteriale.

Enzima care converteste angiotesnsina (ACE, EC 3.4.15.1) joaca un dublu rol in reglarea hipertensiunii: catalizeaza productia de angiotensina II vasoconstrictoare si inactiveaza bredichinina vasodilatatoare. Prin inhibarea acestor procese inhibitorul ACE are efecte hipertensive. Peptidele derivate din proteinele laptelui, care au proprietatea de a inhiba ACE, pot fi folosite ca substante antihipertensive.

Takano (2002) apreciaza ca doua tipuri de tripeptide, Val-Pro-Pro si Ile-Pro-Pro, care au activitate inhibatoare fata de enzima care converteste angiotensina I, sunt implicate in acest proces. Ele au fost identificate in laptele acru si aceste peptide sintetizate chimic au actiune antihipertensiva in cazul administrarii orale la cobai. De asemenea, ele au fost izolate din aorta cobailor dupa administrarea de lapte acru in dieta zilnica.

3.1.7. Produse lactate probiotice

Produsele lactate probiotice sunt incadrate in categoria alimentelor functionale (Costin si Segal, 1999).

3.1.7.1. Produse pentru copii

Bifidobacteriile, ca microorganisme intestinale predominante la copii alimentati natural, au numeroase efecte benefice:

antagonism asupra bacteriilor patogene;

producerea acidului acetic si a acidului lactic (L+);

inhibarea transformarii azotatilor in azotiti;

imbunatatirea retinerii azotului in organism si a castigului in greutate al copiilor;

protectie fata de contaminarile digestive si efectele secundare ale antibioticelor;

favorizeaza vindecarea bolilor intestinale.

Specia cea mai utilizata este Bf. Bifidum, singura sau impreuna cu stimulator de crestere. Cele mai cunoscute produse pentru copii sunt Lactana B., Femilact si Bifiline.

Produsul uscat Lactana B ( Germania) contine lactoza si Bf.bifidum cu celule vii, fiind realizat din lapte partial adaptat.

[NUME_REDACTAT](Cehia), sub forma de pulbere, este obtinut prin fermentarea smantanii cu 12% grasime cu o cultura mixta de (2-5%) formata din Bf.bifidum, Lb. Acidophilus si Pediococcus acidilactici in raportul 1/0,1/1. Produsul este fermentat la 300C pana la aciditatea dorita, apoi este racit. Se adauga ulei vegetal tratat termic, lactoza, proteine din zer si vitamine. Amestecul obtinut este omogenizat si uscat prin pulverizare. Produsul proaspat reconstituit contine 0.25% acid lactic si 108-109 celule vii/ml. Dupa doua luni de depozitare numarul de bacterii scade de 10-100ori.

[NUME_REDACTAT](Rusia), in forma lichida, este obtinut pe baza unui produs lactat Maliutka cu adaos de bifidobacterii selectionate. Procesul de fabricatie prevede omogenizarea si tratarea termica a produsului Maliutka, apoi fermentarea cu o cultura starter (5%) ce contine 0.5%extract de porumb, la 370C, timp de 8…10 ore, pana cand coaguleaza. Dupa racire, produsul contine 0.6%acid lactic si 107-108 bacterii vii/g.

3.1.8. Produse lactate acide cu bifidobacterii

PLF din aceasta categorie sunt produse cu culturi in care bifidobacteriile sunt singure sau in combinatie cu alte bacterii lactice(6.6).

Bacteriile lactice mezofile sau termofile utilizate au rolul de a favoriza acidifierea produsului.

PLF cu bifidobacterii pot fi grupate in cateva categorii:

3.1.8.1. Lapte bifidus ([NUME_REDACTAT])

Acest produs este realizat in cantitati relativ mici in cateva tari europene, consumul sau fiind determinat in special de ratiuni dietetice sau terapeutice.

Procesul tehnologic prevede operatiile de standardizare a laptelui sub aspectul continutului de grasime si proteine. Omogenizare si tratament termic la 85-1200C/5-30 minute, insamantare cu cultura starter (10%) si termostatare pana la coagulare,l apoi racire.

Laptele bifidus poate fi obtinut in forma coagulata sau fluida. Produsul finit are pH 4.3-4.7 si contine 108-109 bifidobacterii vii/ml. Dupa o depozitare de 1-2 sapatamani, in conditii de refrigerare, numarul de bacterii se reduce de 100 de ori. Laptele bifidus are un gust slab acid si o aroma distincta, diferita de a altor PLF.

Prin fermentarea laptelui degresat, imbogatit cu proteine din zer, cu o cultura de Bf. Bifidum sau Bf. Longum se obtine lapte bifidus cu aroma de iaurt, dupa o tehnologie elaborata in [NUME_REDACTAT]. Produsul este realizat dintr-un amestec egal de concentrat proteic UF de zer dulce (coagulare cu cheag), concentrat de 8X si lapte degresat ultrafiltrat concentrat de 2X. Amestecul este pasteurizat la 800C/30minute si apoi racit la 370C, i se adauga 0.1% teronina, 2%maia. Dupa o termostatare de 24 de ore produsul este racit la 40C. Caracteristicile produsului finit sunt:15% SU(7.3%, 1.3%grasime), pH=4.7, 29-39 mg/kg aldehida acetica. Continutul de bifidobacterii vii de 109/ ml, care scad la 106-107 /ml dupa o depozitare de 21 de zile la 40C.

3.1.8.2. [NUME_REDACTAT] – Acidofilus ( Bifidus- [NUME_REDACTAT])

PLF obtinute cu un amestec de bifidobacterii si lactobacili de origine intestinala, au fost realizate relativ recent.

Produsul numit Cultura (realizat in [NUME_REDACTAT]), utilizeaza ca materie prima lapte integral imbogatit in proteine, omogenizat, tratat termic si fermentat cu Bf. Bifidum si Lb. Acidophilus la 370C pana la pH-ul dorit, fiind apoi racit. Se obtine un produs cu coagul compact, cu minimum 108 lactobacili / ml si 108 Bf. Bifidum /ml, aroma caracteristica, gust slab si structura ferma. Termenul de valabilitate este de cel putin 20de zile de la data fabricatiei. Este comercializat in pahare de plastic de 150ml. O bautura similara Mil-Mil ( produsa in Japonia) este obtinuta din lapte tratat termic. Insamantat si fermentat cu maia de Bf. Bifidum, Bf. Breve si Lb. Acidophilus.

3.1.8.3. [NUME_REDACTAT]-[NUME_REDACTAT] –[NUME_REDACTAT] Bifighurt (Germania) este fabricat din lapte standardizat tratat termic, insamantat cu 6% maia de Bf.longum si str. Termophilus si termostatat la 420C timp de 4 ore. Produsul are pH 4.7, gust slab acid si contine 107celule de Bf. Longum si 107 celule de Str. Thermophilus /ml.

3.1.8.4. [NUME_REDACTAT]-Acidofilus-Termofilus(Bifidus-Acidophilus-Thermophilus-Milk)

Biograde (Sanofi company) este obtinut prin fermentarea laptelui cu maia mixta de Bf. Bifidum, Lb. Acidophilus, Str. Thermophilus.

Procedeul de obtinere a culturii starter prevede utilizarea unui mediu de cultura special (1.5%) dizolvat in apa, care se adauga laptelui pentru maia, pasteurizat la 900C/10minute si racit la 420C. Mediul astfel obtinut este inoculat cu cultura lichida, liofilizata sau congelata, la 41-420C, se termostateaza timp de 4.5-6.5 ore, este racit si se depoziteaza la 80C.

Fabricarea produsului Biograde presupune standardizarea laptelui, omogenizarea, pasteurizarea la 900C/10minute (sau 950C/5minute), racire si insamantare, ambalarfe si termostatare la 420C timp de 3-5 ore, pana la coagulare, apoi racire.

Produsul finit contine 0.85-0.9% acid lactic(L+).

3.1.8.5. [NUME_REDACTAT] –Pediococcus (Acidophilus- [NUME_REDACTAT])

Biokys (Cehhia)este obtinut prin fermentarea laptelui cu o cultura mixta de bifidobacteri, Lb. Acidophilus si Pediococcus acidilactici, ultima bacterie contribuind la formarea aciditatii.

Principalele etape ale procesului de fabricatie sunt: standardizarea laptelui(15%)SU, 3.5%grasime), omogenizarea si pasteurizare, insamantare cu 2-3% maia (raportul Bf/Lb/P=1/0.1/1) si termostatare la 30-310C pana la aciditatea dorita. Dupa agitare, produsul este racit. Se obtine o consistenta asemanatoare smantanii de consum.

[NUME_REDACTAT] sau [NUME_REDACTAT]-[NUME_REDACTAT] culturii de iaurt cu bifidobacterii si Lb. Acidophilus a condus la obtinerea unor produse noi, cu aroma caracteristica.

Exista doua variante tehnologice:

Produs obtinut cu culturi de iaurt si bifidobacterii;

Produs realizat prin fermentatia simultana a laptelui cu o cultura de iaurt, bifidobacterii si Lb. Acidophilus.

Produse din prima categorie sunt realizate la nivel industrial in Germania, Franta, Japonia si in alte cateva tari. Procesul tehnologic prevede standardizarea, omogenizarea si pasteurizarea laptelui, apoi prin fermentarea simultana cu o cultura de bifidobacterii (Bf.bifidum/ Bf. Longum / Bf. Infantis) si alta de iaurt, la 420C, pana la coagulare, dupa care se va face racire. Un produs din aceasta categorie, recent fabricat in Franta, [NUME_REDACTAT] si alte cateva tari, denumit B*A, este fermentat cu bacterii intestinale umane (Bf. Longum) si cultura de iaurt.

In a doua categorie se incadreaza produsul obtinut prin fermentarea simultana a laptelui cu o cultura de Bf. Bifidum si/sau Bf.longum si/sau Bf.infantis, Lb.acidophilus si bacterii de iaurt. Produsul are o aroma slab acida, caracteristica, insa poate fi obtinut si cu aroma de fructe. Un exemplu recent de produs din aceasta categorie este Ofilus, obtinut in Franta si in numeroase alte tari, cu bifidobacterii si Lb.acidophilus.

Lapte B-A-Streptococcus mezofil (B-A-[NUME_REDACTAT])

Produsul din aceasta grupa, denumit Progurt, este preparat prin insamantarea laptelui degresat imbogatit in proteine, pasteurizat, cu 1-3% cultura de Lactococcus lactis biovar, diacetilactis si Lactococcus lactis biovar, cremoris(1:1) si fermentat pana la 0.7-0.8% acid lactic, cu separatie partiala a zerului. Apoi se adauga smanatana si 0.5-1% cultura de Lb. Acidophilus si/sau Bf.bifidum, se omogenizeaza si se raceste. Produsul contine 5%grasime, 6%proteine si 2%lactoza si are un pH=4.4-4.5. Un produs fabricat in Franta, numit [NUME_REDACTAT] Douceur, contine Bf.bifidum, Lb. Acidophilus, Lactococcus lactis si Lactococcus lactis biovar cremoris

3.1.9. Lapte acidofil

Laptele acidofil este un PLF cunoscut pentru proprietatile sale terapeutice. Cultura starter pentru acest produs contine Lb. Acidophilus, o bacterie obisnuita a microflorei intestinale umane si animale.

Laptele acidofil este doar unul dintre diferitele PLF care contin Lb.acidophilus ca bacterie individuala sau in combinatie cu alte culturi bacteriene.(tabel6.7)

Unele dintre aceste produse sunt incadrate in PLF traditionale(laptele acidofil, produsele acidofil-drojdii). Alte produse pot fi clasificate ca PLF dar neconventionale. De productie relativ recenta sunt unele produse nefermentate si neconventionale ca laptele acidofil dulce si tabletele concentrate de acidofili.

Produsele acidofile variaza mult sub aspectul metodelor de fabricare. Proprietatile senzoriale, nutritionale si terapeutice pot fi influentate semnificativ de procedeele de obtinere, tipul produsului, numarul si viabilitatea bacteriilor utilizate.

Tabelul 3.7. Produse comerciale cu Lb.acidophilus

Sursa: Prelucrat dupa G.M.Costin – “Produse lactate probiotice”, Editura…, pag.213

Procesul tehnologic pentru produsele acidofile prezinta unele particularitati deoarece Lb.acidophilus se dezvolta relativ lent in lapte, iar acidul lactis se produce in consecinta. Cultura de insamantare poate fi rapid invadata de alte bacterii prezente in lapte. In consecinta, sterilizarea laptelui utilizat ca mediu de cultura este esentiala pentru conservarea puritatii si viabilitatea bacteriilor. O caracteristica importanta pentru procesul de fabricatie este sensibilitatea bacteriei Lb.acidophilus ia valori de pH in afara limitelor optime de 5.5-6. Sub pH 5 numarul bacteriilor scade si, in functie de tulpina utilizata, aceasta scadere poate fi rapida si drastica. Procesul de fabricatie trebuie realizat in conditii riguroase de asepsie, pentru producerea de lapte acidofil utilizandu-se lapte usor concentrat si sterilizat, integral sau partial degresat.

Laptele standardizat este incalzit la 850C timp de o ora, apoi este racit la 370C. se considera ca este o procedura convenabila mentinerea laptelui 3-4ore la aceasta temperatura pentru germinarea sporilor care au rezistat tratamentului termic initial, dupa care sa se procedeze la o reincalzire la 950C pentru distrugerea formelor vegetative, racire la 370C si insamantare cu cultura de productie.

Laptele este apoi termostatat la 37-400C in vederea fermentarii care dureaza 18-20 de ore. In cursul acestei operatii este foarte important ca activitatea sa fie controlata foarte strict, dupa racire si pana la obtinerea produsului finit care trebuie sa prezinte un pH intre 5.5 si 6 si un continut de bacterii vii de 2-3 * 109 ufc/ml. Dupa fermentare, produsul este racit la 5-100C, depozitat in acest domeniu de temperatura si distribuit rapid.

Asigurarea unui numar mare de bacterii viabile in produsul finit si mentinerea in aceasta stare pana la un consumator sunt obiective importante, insa dificil de realizat practic. Se constata un declin al numarului de bacterii in special dupa o sapatamana de depozitare.

Laptele acidofil se prezinta ca un gel slab cu o aciditate intre 75-900T. Durata mare de acidifiere si consistenta moale a coagulului, din care se separa cu usurinta zerul, sunt motive care limiteaza productia si acceptarea de catre consumator a laptelui acidofil.

Pasta acidofila se obtine prin deshidratarea laptelui acidofil pana la 24-30% SU si are aciditatea de 180-2500T. Pasta acidofila se poate produce si cu ingrediente (fructe, cacao, zahar, vitamine) sau cu adaos de proteine din zer(25%) si zahar(15%), ajungandu-se la un continut de substanta uscata de 28-29%.

Iaurt probiotic cu concentratie ridicata de peptide bioactive

Iaurtul probiotic se caracterizeaza printr-o compozitie complexa a culturi starter reprezentata atat de speciile conventionale Streptococcus thermophilus si Lactobacillus delbruekii subsp. Bulgaricus, cat si de specii probiotice la fermentarea laptelui permite ca produsul finit, iaurtul sa fie clasificat in categoria alimentelor functionale.

Pe de alta parte, prezenta simultana a celor doua tipuri de bacterii determina un efect simbiotic pozitiv asupra bacteriilor probiotice care, in culturi individuale se dezvolta lent datorita activitatii proteolitice reduse.

Chianese s.a.(2002) au efectuat un studiu pentru a evalua cantitatea de peptide active formate in iaurtul conventional si iaurtul probiotic in care s-a adaugat si inulina ca ingredient probiotic. Aceste peptide prezinta activitati biologice (opioide, imunomodulatoare, anti-trombotice, inhibitor-ACE, anti-microbial) si depind de procesul de fabricatie (Korhonen s.a.,1998).

Rezultatele acestui studiu pot fi rezumate astfel:

Peptide formate din αs1 – CN

In iaurtul probiotic se formeaza un numar mai mare de peptide bioactive decat in cel conventional, derivate din αS1-CN( 20de componente fata de 12 componente)

Peptide formate din αS2 – CN

Pentru ambele tipuri de iaurt, peptidele derivate din αS1-CN sunt reprezentate numai de fosfopeptide(8 pentru iaurtul probiotic, 6 pentru cel conventional)

Peptide formate din β –CN

Cele mai multe peptide in iaurtul obtinut in ambele variante sunt din β –CN:13 fractiuni in iaurtul conventional si 27 in cel probiotic. In plus fata de fosfopeptidele formate din secventa β(f 1-28) la N-terminal, in produsul conventional s-a determinat o singura peptida cu efect opioid fata de 6 peptide in iaurtul probiotic.

Peptide derivate din k-CN

In ambele produse, peptidele derivate din k-CN au fost localizate in fractiunea GMP a secventei 106-169 a resturilor de aminoacizi. In iaurtul probiotic au fost evidentiate 17 peptide provenite din k-CN si doar 9 in iaurtul traditional.

β – casomorfina

Activitatea opiacee, atribuita β-casomorfinei, exprimata ca procente fata de o proba de referinta, arata ca nivelul peptidelor opioide in iaurtul probiotic a fost de doua ori mai mare decat in iaurtul conventional.

Daca in cultura starter formata din Bifidobacterium si Lactobacilus acidophilus se adauga ca prebiotic inulina, numarul de biopeptide formate este mai mare, insa dimensiunea acestora este mai redusa , ceea ce arata ca bacteriile din cultura starter pot avea efect proteolitic.

Caracteristicile nutriționale ale produselor lactate acide

Alimentele cu răspuns fiziologic pozitiv sunt denumite alimente funcționale sau nutraceutice. Laptele și o serie de produse lactate sunt excelente surse pentru dezvoltarea unei game largi de alimente, care, intrând în mod curent în viața consumatorilor, au efecte benefice pentru sănătate. O serie de tehnologii care se bazează pe utilizarea culturilor de microorganisme, fermentații sau pe ambele sunt eficiente pentru crearea unui spectru larg de arome și texturi în produsele lactate.

O serie de studii clinice temeinice subliniază efectele benefice ale consumului unor tipuri de culturi, ale metaboliților acestora, sau ale ambelor. (fig. 4.1).

Valoarea nutrițională a produselor lactate acide este dependentă de disponibilitatea și digestibilitatea constituenților nutritivi, precum și de modificările acestor constituenți, provocate de dezvoltarea bacteriilor lactice și de activarea lor metabolică.

Deși valoarea energetică a produselor lactate acide este aproximativ aceeași ca și cea a materiei prime (laptele), totuși valoarea nutrițională este îmbogățită datorită:

modificările suferite de proteine: prin hidroliza proteinelor se formează ~7% peptide și ~2% aminoacizi liberi, în cazul chefirului;

creșterii azotului proteic prin dezvoltarea masei de celule de bacterii lactice;

producerii de substanțe noi prin dezvoltarea și activarea metabolică a bacteriilor lactice: acizi organici, produse de aromă; vitamine ș.a.

CAPITOLUL 4. Tehnologia de fabricare a iaurtului probiotic cu bifidobacterii

Iaurtul este un produs lactate acid-dietetic care se fabrica in numeroase tari, in principal din lapte de vaca, cultura starter de productie avand in compozitia doua bacterii lactice: Lactobacillus delbruecki subsp. Bulgaricus si Streptococcus salivarius subsp. Thermophilus, intre care se creeaza relatii simbiotice, ceea ce conduce la accelerarea procesului de fermentatie si de fermentatie si de formare a substantelor de aroma specifice produsului.[18]

Cuvântul “iaurt” vine din limba turcă, cuvântul turc “youghurmak” având semnificația a îngroșa. Cuvântul “iaurt” sau “yogurt” este utilizat în mod curent, atât în America de Nord, cât și în Europa, fiind versiunea modernă a laptelui prins de altădată.

Originar din [NUME_REDACTAT] și [NUME_REDACTAT], iaurtul se bucură de cea mai mare apreciere din partea consumatorilor, fiind produsul lactat acid ce se fabrică cel mai mult în țara noastră, precum și în multe alte țări din întreaga lume, sub diferite denumiri și forme de prezentare. Deși era cunoscut din timpuri străvechi, valoarea deosebită dietetică a acestui produs a fost pusă în evidență abia la începutul sec. XX de către savantul biolog Metchnikov, care, în urma cercetărilor efectuate, a atribuit longevitatea unor popoare din zona balcanică, consumului constant și în cantități mari a iaurtului.

La început, iaurtul se obținea din lapte de oaie, în prezent acesta se fabrică cel mai mult din lapte de vacă, în mai multe tipuri ce se deosebesc prin conținutul dse grăsime și substanță uscată. În ultimii ani producția realizată pe plan mondial, precum și în țara noastră, a crescut foarte mult ca urmare a perfecționării tehnologiei de fabricație, a îmbunătățirii condițiilor de ambalare și a diversificării formelor de prezentare, precum și a fabricării unor noi sortimente (cu diferite ingrediente și arome). Toate acestea fac produsul mai atractiv, satisfăcând diferitele preferințe ale consumatorului.[19]

4.1. Microbiologia iaurtului

Iaurtul (yougurt) denumeste corect, produsul obtinut prin fermentarea laptelui cu o cultura mixta din 2 specii de bacterii lactice termofile, Streptococcus salivarius subsp. Thermophillus (SST) si Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus (LDB), care trebuie sa fie gasite in stare vie in produsul final (aprox. 106 ufc* g-1 iaurt).

Rolul culturii starter la fabricarea iaurtului.

In culturile starter pentru iaurt raportul intre Lactobacillus delbrueckii si Streptococcus thermophillus este de 1:1. In cultura mixta intre bacteriile lactice se stabilesc relatii de cooperare fiecare monoculture produce substante care nu sunt initial prezente in lapte si care influenteaza pozitiv cresterea celeilalte. Producerea de acid lactic de catre LDB este stimulate la concentratii scazute ale acidului formic produs de SST in absenta oxigenului cat si de CO2 eliberat prin fermentatie. Streptococii cresc mai repede si sunt responsabili pentru aciditate in timp ce lactobacilli adauga aroma in special datorita formarii aldehidei acetice.

Prin activitatea lor, lactobacilii care au activitate peptidazica produc compusi cu azot, asimilabili pentru streptococci ceea ce explica relatia de synergism intre streptococci si lactobacilli la fabricarea iaurtului.

Rolul streptococilor si lactobacililor la obtinerea iaurtului consta in acidifierea laptelui, sinteza de compusi de aroma, dezvoltarea texturii si a vascozitatii.

Acidifierea laptelui. In mod simplificat microbiota specifica a iaurtului metabolizeaza lactoza din lapte cu formare de produsi finali.

Acidifierea are loc prin fermentarea de lactoza cu formarea de acid lactic care reduce pH-ul ceea ce conduce la o solubilizare progresiva a fosfatului de calciu. Aceasta cauzeaza o demineralizare a micelelor de cazeina si o destabilizare a lor si genereaza precipitarea completa a cazeinei intr-un domeniu de pH de 4.6-4.7.

Fig.3.5 Schema de metabolizare a lactozei de catre cultura starter de iaurt

La cresterea lui SST si LDB in lapte la temperature de 42-430C se produce rapid acid lactic, prin bioconversia a peste 90% din lactoza si pH-ul scade de la 6.4 la 4.4 in 4-5 ore. De asemenea acidul lactic da gustul de acru si contribuie la formarea aromei. Aciditatea finala a iaurtului este < 1450T. Acidifierea poate continua si la pastrarea iaurtului la temperature scauzute (2…80C), in functie de natura tulpinilor si durata, ceea ce conduce la defectul de prea acru.

Formarea compusilor de aroma. Aroma tipica iaurtului este datorata acidului lactic si diferitilor compusi carbonilici cum ar fi aldehida acetica, acetoina si diacetilul rezultati prin activitatea metabolica a bacteriilor introduse prin cultura starter. La acestea se adauga aldehide, cetone, alcooli, lactone,compusi cu sulf(rezultati prin tratamentul termic al laptelui destinat fabricarii iaurtului). Se apreciaza ca aroma optima se obtine cand raportul intre aldehida acetica si diacetil este de 2.8 la concentratii intre 23 si 41 ppm aldehida acetica si un pH de 4.4, iar continutul de diacetil nu depaseste cantitatea de 0.5ppm (Adams, 1986). Excesul de aldehida acetica este considerat un defect.

Producerea de poliglucide. Unele tulpini de S. thermohillus si Lb.bulgaricus produc poliglucide extracelulare, neuter, ce au in compozitie galactoza, glucoza, rhamonoza si N-acetilgalactozamina in diferite proportii in functie de tulpina, care acopera suprafata celulelor cu un strat uniform, favorizand asociatii de celule si o crestere a filantei, a vascozitatii.

Proteoliza in iaurt nu este determinanta pentru calitatile senzoriale, in schimb activitatea proteolitica microbiana are importanta in nutritie si in interactiunile dintre bacteriile din iaurt deoarece acestea nu pot sa isi sintetizeze aminoacizii esentiali. In lapte S.thermophillus poate produce CO2 si NH3 ca urmare a elaborariiureazei in faza exponentiala de crestere (absenta la LDB), care actioneaza asupra urcei prezenta in lapte(aprox.250mg*dm3).

Interactiunile intre bacteriile lactice din iaurt sunt deosebit de complexe si benefice pentru stimularea cresterii activitatilor fermetative. S.thermophillus nu poseda activitate proteolitica extracelulara suficienta, iar cantitatea de aminoacizi si peptide libere in lapte nu sunt suficiente pentru cresterea sa optima. Lactobacilii produc proteaze care degradeaza cazeinele laptelui si asigura streptococilor sursele necesare de azot pentru crestere. Activitatea endopeptidica a lactobacililor este asociata cu peretele cellular, iar cea exopeptidazica este intracelulara si este optima la 45-500C si pH 5.2-5-.8 si sunt inactivate la 700C timp de 1 minut. Proteinazele din Lb. bulgaricus sunt active fata de β cazeina. Peptidazele intracelulare vor contribui la maturarea branzeturilor in urma eliberarii lor din celule lizate. Prin activitatea proteazica lactobacilii termofili contribuie la ameliorarea proprietatilor reologice, a digestibilitatii si aromei.

Cresterea lui LDB este posibil stimulate si prin producerea de catre streptococci a acidului formic si a acidului piruvic. In absenta acidului formic are loc o alungire anormala a celulelor de lactobacilli. Un efect pozitiv asupra lactobacililor il are si formarea de CO2 din uree, incat se considera ca la baza interactiunii dintre bacteriile culturii starter sta un metabolism integrat care necesita noi studii pentru elucidarea sa completa.

In timpul fabricarii iaurtului numarul maxim de bacterii lactice ajunge la valori de 109 g-1. Bacteriile lactice au supravietuit si dupa 60 saptamani (Lopez. M., 1998).

Adaugarea in laptele destinat fabricarii iaurtului, a aflatoxinei M in cantitate mai mare de 20ng*dm-3 a prelungit timpul de coagulare al iaurtului cu 30…60 minute.

Campylobacter jejuni in concentratie de 102…106 cm3 supravietuieste in produse lactate acide pastrate la temperature de refrigerare timp de 24-96 ore, iar prin pastrare la temperature camerei nu a mai fost detectat dupa 48 ore.

3.6.2. Produse fermentate cu bifidobacterii

Produsele fabricate din lapte cu culture de bifidobacterii pot fi lichide de tip iaurt sau sub forma de pulberi si contin in mod obligatoriu concentratii de 108 – 109 celule vii cm3.

Bio-iaurtul (byo-yougurt), produs recent introdus in conbsum, consum pe langa bacteriile specifice iaurtului, bacteriile Lactobacillus acidophilus si Bifobacterium bifidum. Produsul are efect benefic suplimentar deoarece amelioreaza cresterea bacteriilor care in mod normal fac parte din microbiota intastinala. Echilibrul acestor bacterii este considerat a fi foarte important in mentinerea sanatatii intestinale si ar putea ajuta la protectie fata de unele boli majore cum ar fi cancerul si bolile coronariene.

In tab.3.9 se dau tipuri de produse lactate in care sunt utilizate culture de bifidobacterii.

Bifidobacteriile au temperatura optima de 36-380C, nu sunt acidotolerante si nu se inmultesc la temperature mai mici de 5.50C. Folosirea de bifidobacterii poate conduce la obtinerea de produse aromate daca se adauga proteine din zer bogate in treonina, ca precusrsor pentru acumularea de aldehida acetica.

4.2. Tehnologia de fabricatie a iaurtului

Tehnologia clasica de obtinere a iaurtului se desfasoara pe parcusul urmatoarelor etape de productie:

Receptia calitativa si cantitativa a laptelui

[NUME_REDACTAT]

[NUME_REDACTAT] la temperatura de inoculare

[NUME_REDACTAT]

[NUME_REDACTAT] la 18-200C

[NUME_REDACTAT]

[NUME_REDACTAT]

Fig.

Receptia calitativa si cantitativa a laptelui

Laptele utilizat la fabricarea iaurtului in procesul tehnologic poate avea provienienta diferita (ex.: vaca, oaie, bivolita, s.a.). Receptia calitativa consta in examinarea laptelui din punct de vede senzorial, fizico-chimic si microbiologic; o data cu receptia calitativa se face si sortarea laptelui.

Receptia cantitativa se face gravimetric sau volumetric;

Racirea laptelui se face la 2…40C iar depozitarea temporara se realizeaza in tancuri izoterme verticale sau orizontale pentru mentinerea laptelui la temperatura scazuta pana la efectuarea operatiei urmatoare (de obicei, laptele trece direct la prelucrare dupa receptia calitativa / cantitativa).[20

Curatirea laptelui

Curatirea laptelui de impuritati se face prin filtrare, dar cel mai bine prin centrifugare ( curatitoare centrifugale cu sau fara descarcare automata a namolului), chiar daca a fost filtrat la locul de producere in ferma.

[NUME_REDACTAT]. Pentru iaurtul obisnuit laptele se normalizeaza la 2.8% grasime; pentru iaurtul slab se foloseste laptele degresat; pentru iaurtul extra, laptele se normalizeaza la un continut de grasime care sa asigure in produsul finit 4% grasime.

Normalizarea laptelui se face in scopul aducerii continutului de grasime la o valoare constanta in functie de legislatia in vigoare. Normalizarea laptelui se face pe doua cai: prin cresterea continutului de grasime (extragerea unei parti de smantana din lapte; amestecarea de lapte integral cu lapte smantanit). Calculul normalizarii se poate face prin metoda patratului lui Pearson ( regula amestecurilor) sau pe baza unor formule de bilant de materiale si bilant de grasime ( este necesara cunoasterea continutului de grasime al componentelor ce intra la normalizare).

De regula, pentru normalizarea laptelui de consum se foloseste lapte smantanit care se obtine prin separarea grasimii dintr-o cantitate de lapte integral care se amesteca apoi cu lapte integral in proportii stabilite prin patratul lui Pearson sau prin calculul de bilant.

[NUME_REDACTAT] laptelui este o operatie foarte importanta in fabricarea iaurtului deoarece :

Se mareste numarul globulelor de grasime cu diametrul < 2,0 µm ( se formeaza noi globule cu noi membrane la care participa o cantitate mai mare de cazeina), ceea ce favorizeaza digestia in tractul intestinal;

Se fragmenteaza micelele de cazeina, obtinandu-se un coagul mai fin, mai stabil, cu o eliminare mai redusa a zerului;

Se impiedica separarea grasimii la suprafata produsului finit. Omogenizarea va conduce la obtinerea unui coagul (gel) care va avea globulele mici de grasime, fin dispersate in matricea proteica, eliminandu-se in acest fel efectul de “vacuolizare” in matricea proteica, eliminandu-se in acest fel efectul de “vacuolizare” in matricea proteica, efect care poate avea loc daca laptele nu este omogenizat si globulele de grasime au dimensiuni mari (fig.1.1.)

Se imbunatateste gustul produsului si conservabilitatea acestuia deoarece o parte din fosfolipide membranei globulelor de grasime initiale trec in plasma si contribuie mai bine la gust, la emulsionarea globulelor de grasime nou formate si la conservabilitatea produsului.

Produsul finit produce o senzatie la un consum mai mare (300-400g). Omogenizarea se face la presiunea de 150-200 at.[21]

[NUME_REDACTAT] sa asigure distrugerea aproape in totalitate a microflorei banale si in totalitate a celei patogene. La pasteurizare trebuie sa se aiba in vedere ca relatia timp/temperatura sa asigure, pe de o parte, distrugerea lui. Se pot folosi urmatoarele metode de pasteurizare:

– pasteurizare joasa, de durata, care se realizeaza in vana la temperatura de 63…650 C/30min.

– pasteurizarea la temperaturi inalte (HTST), la minimum 720C/15s;

– pasteurizarea instantanee (flash), care se realizeaza la o temperatura de minimum 750C, urmata de racire brusca la 100C.

Pasteurizarea la temperature ridicate (>850C), cu mentinerea laptelui la aceasta temperatura timp de 20-30min, are drept scop:

Imbunatatirea calitatii igienice a laptelui prin distrugerea sigura a microorganismelor, forme vegetative;

Imbunatatirea mediului pentru dezvoltarea bacteriilor lactice(laptele) prin distrugerea sistemului lactoperoxidazic (inactivarea lactate- peroxidazei), eliminarea oxigenului si formarea unor compusi cu actiune reducatoare ( eliberarea de frupari – SH);

Imbunatatirea consistentei iaurtului deoarece prin incalzirea laptelui la temperatura > 850C si mentinerea acestuia la 85…950C are loc o denaturare a proteinelor serice si asocierea lor cu K-cazeina micelelor de cazeina, ceea ce favorizeaza obtinerea unui coagul mai fin care retine mai bine zerul(hidratarea proteinelor este mai buna).

Consistenta coagulului se imbunatateste si prin cresterea gradului de hidratare al cazeinei, prin trecerea partiala a fosfatilor coloidali in saruri insolubile.

Pasteurizarea si mentinerea in vane se face sub agitare continua.

[NUME_REDACTAT] este practicata numai in cazul fabricarii iaurtului extra. Concentrarea se face pana la 15% substanta uscata( in produsul finit). La concentrare, volumul initial al laptelui se reduce cu 10-20%. Prin concentrarea laptelui se asigura stabilizarea structurii proteinelor, marirea continutului de grasime raportat la substanta uscata, ceea ce asigura un produs finit cu o consistenta mai ferma, dar mai cremoasa, fara separare de zer.

In unele cazuri, cresterea continutului de substanta uscata se face prin adios de cazeinat/coprecipitat, lapte praf degresat sau lapte concentrat.

Racirea laptelui la temperatura de insamantare

Racirea laptelui se practica imediat dupa pasteurizare sau concentrare, urmarindu-se ca temperature laptelui sa fie cu putin deasupra temperaturii de dezvoltare a culturii starter adaugate. Racirea se executa in aceeasi vana in care s-a facut pasteurizarea sau mentinerea laptelui si dureaza 15-30minute, pana se atinge temperature de 45…480C.

Inocularea (Insamantarea laptelui)

Se face cu cultura starter de productie mentionata anterior. In acest scop, cultura se omogenizeaza , se dilueaza cu lapte in raport 1:0.5 si se introduce in laptele destinat productiei de iaurt, care trebuie sa fie agitat puternic, in vederea repartizarii cat mai uniforme a culturii; altfel, particulele de cultura starter vor constitui centri de fermentatie puternica, determinand aparitia in coagul a golurilor de fermentare (spatii umplute cu zer). Se adauga 0.5-2% cultura starter de productie (cu un exces de 0.1-0.2% fata de necesarul stabilit teoretic). Pentru a fi iaurt probiotic se foloseste cultura starter din Bifidobacteriu, Bifidum(longum), Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus si Lactobacillus bulgaricus.

Repartizarea in recipientele de desfacere. Ambalajele folosite (sticla, plastic, carton parafinat) trebuie sa fie bine igienizare. Repartizate in ambalajele de desfacere se face in instalatii automate, in tot timpul turnarii iaurtului din vana din care se preia laptele trebuind sa fie sub agitare.

[NUME_REDACTAT] ambulate si introduse in navete se termostateaza in camera termostat, la temperature de 42…450C, pentru o durata de 2.5-3 ore.Respectarea stricta a temperaturii de termostatare este obligatorie deoarece:

O temperatura mai mare favorizeaza dezvoltarea lactobacillilor, consecinta fiind obtinerea unui iaurt cu aciditate ridicata, gust acru si aroma slaba;

o temperatura mai scazuta favorizeaza dezvoltarea streptococilor , consecinta fiind obtinerea unui iaurt cu o aroma mai buna, dar cu aciditate redusa si fara gust specific. Momentul final al intreruperii fermentarii se poate stabili: sensorial, prin aprecierea coagulului care nu trebuie sa aiba zer eliminate, iar la inclinarea recipientului coagulul nu trebuie sa se desprinda de peretii ambalajului si sa nu elimine zer; chimic prin determinarea aciditatii titrabile care la iaurtul de vaca trebuie sa fie 80-900T. Mai précis, punctual final al termostatarii poate fi determinat potentiometric prin masurarea pH-ului (pH final 4.65-4.7).

11. Racirea si depozitarea produsului. Racirea se realizeaza in doua etape:

-preracirea la temperature de aproximativ 200C, timp de 2.5-3 ore cu scopul de a se realize intarirea coagulului si prevenirea separarii zerului ( se realizeaza mai bine stabilitatea gelului proteic);

– racirea propriu-zisa la temperature de 2…00C, in care caz coagulul devine mai compact, gustul si mirosul mai bine evidentiate. Racirea propriu-zisa are loc 10-12 ore.

Depozitarea iaurtului.

La producator, depozitarea trebuie sa se faca la temparatura de 2…40C sip e o durata cat mai mica, pentru a evita aparitia unor defecte.

Cel mai concludent defect la iaurt este coagulul moale ce poate fi cauzat de utilizarea unui lapte de calitate inferioara , daca insamantarea se face la temperature scazute sau daca se foloseste o cultura cu o activitate redusa. Pentru a impiedica acest fenomen se pot preciza aici ca masuri de prevenire: folosirea unui lapte de calitate, respectarea parametrilor de termostatare si utilizarea unei culture proaspete.[21]

4.3. Caracteristicile produsului finit DE COMPLETAT

4.4. BILANTUL DE MATERIALE REALIZAT PE PRINCIPALELE ETAPE ALE PROCESULUI TEHNOLOGIC

Fig.4.1. Tabel centralizator a materialelor:

Operatia de ambalare a iaurtului:

[NUME_REDACTAT]

Ir = 2000 kg

Ipr=Ir + P12

P12 = p12 ◦ Ir

P12 = 0.07/100 * 2000

P12 = 1,4 [NUME_REDACTAT] = 2000+1,4

Ir= 2001,4 kg

Operatia de racire a iaurtului:

[NUME_REDACTAT]

Ipr= Ir+ P11

P11= p11ˑ Ir

P11=0,07/100ˑ2001,4

P11=1,41 kg

Ipr= 2001,4 + 1,41

Ipr=2002,81 kg

Operatia de preracire a iaurtului:

[NUME_REDACTAT]

It = P10+Ipr

P10 = p10 ˑ Ipr

P10 = 0,07/100ˑ2002,81

P10 = 1,41 kg

It = 2002,81 + 1,41

It= 2004,22 kg

Operatia de termostatare a iaurtului:

[NUME_REDACTAT]

If = It+P9

P9 = p9+It

P9 = 0,2/100ˑ2004,22

P9 = 4 kg

If =2004,22 + 4

If = 2008,22 kg

Operatia de fermentare a iaurtului:

[NUME_REDACTAT]

Li = If+P8+zer

Zer = 30%+[NUME_REDACTAT] = 30/100ˑ 2008,22

Zer = 602,466 kg

P8 = p8ˑIf

P8 = 0,08/100ˑ2008,22

P8 = 1.60 kg

Li = 2008,22 + 1,60 + 602,466

Li = 2612,29 kg

Operatia de inoculare a laptelui:

[NUME_REDACTAT]

Lr + CBL = Li+P7

P7 = p7ˑLi

P7 = 1,2/100ˑ2612,29

P7 = 31,35 kg

CBL = 3/100ˑLi

CBL = 78,37 kg

Lr = Li+P7-CBL

Lr =2612,29 + 31,35 – 78,37

Lr = 2565,27 kg

Operatia de racire a laptelui:

[NUME_REDACTAT]

Lp = P6+Lr

P6 = p6ˑ Lr

P6 = 0,7/100 * 2565,27

P6 = 17.96 kg

Lp = 17.96+2565,27

Lp = 2583,22 kg

Operatia de pasterurizare a laptelui:

L0

LP

Lo = P5+Lp

P5 = p6ˑ Lp

P5 = 0,7/100ˑ2583,22

P5 = 18.08 kg

Lo = 18,08 + 2583,22

Lo = 2601,3 kg

9) Operatia de omogenizare a laptelui:

Ln

L0

Ln+stab. +zahăr = P4+Lo

P4 = p4ˑ Lo

P4 = 0,3/100 ˑ 2601,3

P4 =7.80 kg

Stab.= 0,2/100 ˑ [NUME_REDACTAT].=0,2/100 ˑ 2601,3

Stab.=5.2 kg

Zahăr =3/100ˑLo

Zahăr =3/100 ˑ 2601,3

Zahăr = 78.04 kg

Ln = P4 + Lo – Stab.- zahăr

Ln = 7.80 + 2601.3 – 5.2 – 78.04

Ln = 2518.06 kg

10) Operatia de normalizare a laptelui:

[NUME_REDACTAT]

Lc = P3 + LN + smântână

P3 = p3ˑLn

P3 = 0,3/100ˑ 2518.06

P3 = 7.55 kg

Smântână = 0,7/100ˑLn

Smântână = 0,7/100ˑ 2518.06

Smântână = 17.63 kg

Lc = 7.55 +2518.06+17.63

Lc = 2543.24 kg

11) Operatia de curatire a laptelui:

[NUME_REDACTAT]

Lrp = P2+Lc

P2 = p2ˑLc

P2 = 0,1/100ˑ2543.24

P2 = 2.54 kg

Lrp = 2545.78 kg

12) Operatia de receptia cantitativa si calitativa a laptelui:

[NUME_REDACTAT]

Li = P1+Lrp

P1 = p1ˑ Lrp

P1 = 0,5/100ˑ2545.78

P1 =12.73 kg

Li =12.73+2545.78

Li =2558.50 kg

4.5.BILANTUL TERMIC….

4.6. DIMENSIONAREA UTILAJULUI

CAPITOLUL 5. PASTEURIZATORUL

Metode de pasteurizare a laptelui

Pasteurizarea este prima metoda de conservare a laptelui inventata de Pasteur si consta in incalzirea laptelui la o anumita temperatura(sub temperatura de fierbere) o perioada determinate de timp si racirea la 200-400C, in scopul distrugerii microorganismelor aflate in stare vegetativa, inactivarii pentru o anumita perioada a celor in stare sporulata si prelungirii duratei de pastrare a laptelui. In functie de modul de ambalare (punga de polietilena multistrat, carton multistrat [NUME_REDACTAT] sau plastic), laptele se poate pastra intre sapte si 14 zile, in ambalajul original.

Conditiile principale de realizare a pasteurizarii sunt: incalzirea omogena a laptelui; operatia sa se efectueze in absenta aerului avand in vedere influenta negativa a oxigenului asupra vitaminelor si lipidelor.

In functie de nivelul temperaturii si duratei de contact a laptelui cu agentul termic pot fi utilizate mai multe metode de pasteurizare.

Pasteurizarea joasa sau de durata consta in incalzirea laptelui la 63-650C si mentinerea la aceasta temperatura timp de 30-35 min, operatia realizandu-se in vane cu incalzire in manta. Cu toate ca este o metoda discontinua si lenta, pasteurizarea joasa nu modifica semnificativ proprietatile laptelui, utilizandu-se cu bune rezultate in tehnologia branzeturilor,[2-5].

Pasteurizarea sub vid (vacreatie) se utilizeaza atat in cazul laptelui cat si al smantanii.

Instalatia, numita vacreator(fig.2.1), se utilizeaza atat pentru pasteurizare car si pentru dezodorizare. Este prevazuta cu trei compartimente care functioneaza sub vid. In compartimentul I se realizeaza pasteurizarea prin injectia laptelui in abur (la92-950C), cu ajutorul pompei 6, efectuandu-se, totodata, si o diluare partiala a acestuia. Vacuumul din acest compartiment este de 500-600 mmHg. Din compartimentul I, laptele trece in compartimentul II, unde depresiunea de lucru este de circa 340mmHg, corespunzatoare unei temperaturi de 75-800C. Din compartimentul II, laptele trece in compartimentul IV care lucreaza la o depresiune de 90mmHg si temperatura de circa 450C. In compartimentele II si IV se realizeaza racirea(partiala) a laptelui (smantanii) cu apa care circula prin mantaua compartimentelor, vaporii de apa si substantele volatile de miros fiind dirijate spre compartimentul III, aflat si el sub depresiune prin distribuitorul VII. Vaporii de apa si substantele volatile din compartimentul III sunt preluate de apa trimisa cu pompa IX si evacuate din sistem cu ajutorul unei pompe de vacuum cu inel de apa prin conducta V. Laptele pasteurizat din compartimentul IV este evacuat cu ajutorul pompei VIII, [2]

Fig.5.1..Instalația de pasteurizare sub vid (vacreație) a laptelui: 1. compartiment de pasteurizare prin injecție; 2. compartiment pentru răcire și dezodorizare parțială; 3. compartiment de spălare a substanțelor volatile; 4. compartiment pentru răcirea și dezodorizarea finală a laptelui; 5. conductă evacuare condens și substanțe volatile; 6, 8, 9 pompe de lichid; 7. distribuitor

Pasteurizarea instantanee(flash), aplicată în special laptelui de calitate mediocră, prevede încălzirea acestuia la 80 – 900C, pe o durată de timp sub 10s, urmată de o răcire bruscă.[2-5,7-10].

Pasteurizarea înaltă (denumită și HTST) se realizează la temperatura de 72 – 740C cu menținere timp de 15s la această temperatură. Se realizează în pasteurizatoare cu plăci și este foarte utilizată în producție deoarece poate fi mecanizată și automatizată. Prin această metodă se pot trata cantități mari de lapte în flux continuu, cu încălzire omogenă a laptelui în sistem închis (în lipsa aerului care provoacă oxidarea lipidelor și vitaminelor).

Menținerea la temperatura de 720C se realizează într-o „serpentină de menținere” aflată în afara pasteurizatorului cu plăci. Dimensionarea acestei serpentine ține seama de vâscozitatea dinamică μ, densitatea ρ și viteza de curgere a laptelui v, astfel că pentru un diametru interior cunoscut d se poate stabili regimul de curgere pe care îl are laptele, prin determinarea criteriului Re:

Re are valorile: pentru curgerea laminară; pentru curgere critică; pentru curgere turbulentă.

5.2. CONSTRUCȚIA PASTEURIZATOARELOR

Pasteurizatoarele cu pasteurizare rapidă trebuie să asigure încălzirea laptelui într-un interval scurt (4 – 5 s) la temperatura de circa 70 – 800C.

Pot fi:

Pasteurizatoare cu funcționare discontinuă – cazane de încălzire cu agitator;

Pasteurizatoare cu funcționare continuă – rotoare parabolice cu circuitul forțat al laptelui, țevi sau plăci cu încălzire cu abur.

Cele mai utilizate pasteurizatoare sunt pasteurizatoarele cu plăci prezentând avantajul că nu au elemente de mișcare.

Pasterurizatoarele cu plăci au ca elemente principale plăcile metalice obținute prin presare sau matrițare, prezentând un anumit profil, care sunt montate în pachete astfel încât alcătuiesc diferite zone pentru diferite etape ale operației executate.

Fig.5.2. Tipuri de placi ale pasteurizatoarelor, [2]

Canalele plăcilor executate din oțel inox au adâncimea de 3 – 4 mm și împreună cu garniturile de cauciuc (care asigură etanșarea) determină grosimea peliculei de lapte. Sunt asemănătoare cu răcitoarele cu plăci, având orificii de colectare și alimentare în colțurile plăcilor. Suprafața plăcilor prezintă șicane pentru prelungirea drumului parcurs de lichid și creșterea suprafeței de schimb de căldură. Unul dintre lichide circulă pe un canal colector de sus, străbate spațiile dintre plăci și se scurge pe canalul de jos (în diagonală), în timp ce al doilea lichid circulă pe cealaltă față a plăcilor, în contracurent cu primul lichid.

Plăcile pot fi: – plăci curente de lucru

– plăci intermediare

– plăci de menținere a temperaturii (depozitare pe termen scurt)

– plăci de capăt (finale)

Plăcile curente de lucru sunt din oțel inox cu grosimea de circa 1 mm. Pe fețele plăcii sunt imprimate prin presare o serie de nervuri care măresc suprafața de schimb de căldură, ajută la dirijarea curgerii fluidului sub formă de peliculă și intensifică turbulența necesară măririi coeficientului de transfer temic.

Intre zone se monteaza placi intermediare care au rolul de a permite divizarea pachetelor de placi si permit intrarea si iesirea fluidelor din zona sau trecerea acestora. Mai pot exista si placi cu rol de mentinere a temperaturii, care au numai doua canale colectoare, precum si 1-2 placi de capat care servesc la strangerea pachetelor de placi printr-un sistem cu suruburi sau hidraulic pana la presiunea necesara etansarii corecte a spatiului dintre placi.

Plăcile intermediare permit, de asemenea, schimbarea sensului de circulație a fluidului, dirijarea lichidelor de la o zonă la alta și introducerea și/sau evacuarea lor din aparat. Grosimea plăcilor intermediare este mai mare decât diametrul orificiilor de colț pentru a permite montarea racordurilor externe.

Plăcile de menținere a temperaturii au numai două canale colectoare.

Plăcile de capăt (1 – 2 plăci) sunt mai groase și au numai una din fețe prevăzută cu nervuri. Servesc la strângerea pachetelor de plăci printr-un sistem cu șuruburi sau hidraulic până la presiunea necesară etanșării corecte a spațiului dintre plăci.

Toate plăcile pasteurizatorului sunt notate de la 1 la n astfel încât să poată fi realizată ordinea de montaj necesară circulației corecte a fluidelor. La constructia pasteurizatoarelor trebuie sa se tina seama de asigurarea unor conditii de baza, [2]:

– spatiul prin care circula laptele sa fie ermetic inchis si sa nu permita spumarea, fiind indicat sa se lucreze chiar sub vid lejer pentru a se favoriza dezodorizarea;

– circulatia lichidelor se va face uniform pentru a se evita formarea de depozite;

– diferenta de temperatura dintre agentii de incalzire si lapte sa fie cat mai mica, pentru a se evita brunificarea laptelui;

– pierderile de presiune sa fie cat mai mici, pentru a se evita consumul mare de energie;

– materialul din care este confectionat pasteurizatorul sa fie inert fata de lapte;

– stratul de lapte in circulatie sa fie cat mai subtire, pentru ca durata de contact a laptelui cu suprafata metalica incalzita sa fie cat mai scurta;

– schimbul de caldura si recuperarea acestuia sa fie cat mai eficient.

De regula pasteurizatoarele sunt echipate cu boilere de preparare a apei calde si cu sistem hidraulic de automatizare format din termometre cu rezistenta care comanda valva de reglare pentru circulatia laptelui si valva de reglare a debitului de abur in functie de temperatura apei din boiler.

5.3. ELEMENTE DE CALCUL AL PASTEURIZATOARELOR

Calculul pasteurizatoarelor urmărește determinarea debitelor specifice de lapte și agent de încălzire, luându-se în considerare că agentul de încălzire este aburul sau apa fierbinte cu injecție de abur supraîncălzit.

Legătura dintre temperatura de pasteurizare și durata de menținere este dată de relația:

în care: τ este durata de încălzire (s); α, β – coeficienți care depind de forma microbiană ce trebuie distrusă; t – temperatura (0C).

Pasteurizatoarele utilizate trebuie să asigure pasteurizarea în întreaga masă de lapte, operație care se realizează în bune condiții dacă regimul de curgere este turbulent.

Fig.5.3. Schema de calcul a pasteurizatorului, [3,6,12]

La fel ca la racitorul elementar, debitul de lapte prin pasteurizator q1 se determina cu relatia:

[kg/h]

Unde: S – suprafața de schimb de căldură, în m2;

km – coeficientul global de schimb de căldură, în J/m2 h 0C;

Δtm – diferența medie logaritmică de temperatură, în 0C;

cl – căldura specifică a laptelui, în J/kg.

(tl, ta – temperatura laptelui, respectiv agentului de încălzire)

Rezultă:

Astfel, debitul de lapte prin pasteurizator este:

unde: C este constant.

Se observă că debitul de lapte este produsul dintre constanta C și suprafața pasteurizatorului, astfel că pentru două pasteurizatoare de același tip, care lucrează cu același agent termic, debitul de lapte depinde numai de suprafața de încălzire S.

Astfel:

Consumul de abur la pasteurizare se determină din egalitatea cantității de căldură cedată de agentul de încălzire Qc cu cantitatea de căldură primită de lapte Qp, având în vedere căldurile specifice ale celor două fluide.

Cantitatea de căldură primită de lapte Qp de la abur este dată de relația:

Cantitatea de căldură cedată de agentul de încălzire Qc este:

unde: i este entalpia aburului; ca – căldura specifică a condensului, în J/m2h0C; ta – temperatura condensului; η – randamentul termic.

Rezultă:

.

În general, consumul specific de abur este de 2 – 2,5 kg abur pentru 1000 l de lapte pentru a ridica temperatura acestuia cu 10C.

Calculu termic pentru un schimbator de caldura cu placi presupune: stabilirea regimului de temperatura ce caraterizeaza schimbul termic in fiecare zona, tinandu-se seama de coeficientii de recuperare a caldurii in zonele care functioneaza prin recuperare; determinarea debitelor de agenti termic (abur sau apa calda) si a necesarului de agenti de racire ( apa rece, saramura) pe baza relatiilor uzuale de bilant termic; calcularea coeficientului global de transfer termic. In general, debitul de apa calda este de 2-5 ori mai mare decat debitul de lapte care circula prin pasteurizator, in timp ce debitele de apa de racire este de 2-3 ori mai mare, respectiv de 1.5-3 ori mai mare la saramura.

Calculul suprafeței totale de schimb de căldură pe zone, la pasteurizatoarele cu plăci, se realizează cu relația:

unde: este coeficientul total de transfer termic; Δtmed – diferența medie logaritmică pe zone.

Coeficientul de transfer termic se calculează cu relația:

în care: α1, α2 sunt coeficienții parțiali de transfer termic prin convecție; χ – conductivitatea termică a fluidului, în W/mK; δ – grosimea unei plăci, în m.

Numărul de plăci (n) și numărul de pachete (zi) pe zone pot fi determinate cu relațiile:

unde:A este aria suprafetei de transfer termic pentru zona calculata; A0 este suprafața de transfer termic a unei placi (dată în tabele sau calculata pe baza dimensiunilor efective ale placilor); m- numarul de canale; z – numărul de zone.

Viteza de circulatie se determina considerand un numar intreg de canale (m), din ecuatia de continuitate a debitului de produs.

5.4. RECUPERATOARE DE CĂLDURĂ

Recuperatoarele de căldură fac legătura între procesul de pasteurizare și cel de răcire cu un rol dublu:

economisirea unei părți din cantitatea de căldură utilizată la pasteurizare (prin preîncălzirea laptelui înainte de pasteurizare);

ușurarea sarcinii răcitorului prin efectuarea prerăcirii laptelui înainte de răcirea lui.

Schema functionala a unui recuperator de caldura este prezentata in fig.2.4.

În principiu, un recuperator de căldură are construcția asemănătoare cu cea a răcitoarelor sau pasteurizatoarelor cu plăci, fiind intercalat în circuitul acestora.

Coeficientul de recuperare ε este un indicator al recuperatorului care arată în ce pondere căldura a fost recuperată.

Utilizând schemele de funcționare a răcitorului și pasteurizatorului elementar, se poate scrie:

Coeficientul de recuperare a căldurii se poate determina cunoscând cantitatea de căldură primită de lapte în recuperator Qr și cantitatea totală de căldură necesară pasteurizării Q:

astfel că:

ti,p – temperatura laptelui la intrarea în pasteurizator (egală cu cea de ieșire din recuperator).

Fig.5.4. Recuperator de caldura la pasteurizare

Totodată, debitul de lapte care poate circula prin instalația de răcire – pasteurizare, prevăzută cu recuperator de căldură, poate fi determinat cu relația:

Această relație arată că pe măsură ce coeficientul de căldură crește, debitul de lapte ce poate trece prin recuperator scade.

La recuperatoarele cu plăci .

Fig.5.5. Instalatie de racire, pasteurizare, recuperare si separare a grasimii din lapte.

CAPITOLUL 6. ELABORAREA PLANULUI HACCP PENTRU IAURT

Programul HACCP dintr-o întreprindere constituie o parte fundamentală de operare a unității, presupunând importante investiții de timp și resurse materiale.

Implementarea sistemului HACCP presupune o activitate complexă, susținută și secrealizează parcurgând mai multe etape:

Decizia managerului de a utiliza sistemul HACCP;

Elaborarea politicii, a obiectivelor HACCP;

Constituirea și instruirea echipei HACCP;

Elaborarea planului HACCP pentru un singur produs;

Implementarea experimentală a planului HACCP pentru un singur produs;

Evaluarea rezultatelor aplicației experimentale și corectarea eventualelor deficiențe;

Aplicarea planului verificat și modificat;

Implementarea de planuri HACCP pentru toate produsele;

Verificarea, revizuirea și actualizarea sistemului HACCP pentru fiecare produs în parte.

Conducerea la vârf elaborează politica HACCP. Împreună cu managerii celorlalte departamente, conducerea stabilește obiectivele programului HACCP. Atât politica cât și obiectivele trebuie formulate clar, în termeni cât mai simpli. Pentru succesul implementării, acțiunile vor fi planificate și organizate din timp, cu stabilirea clară a responsabilităților și termenelor.

Implementarea sistemului HACCP începe cu elaborarea planului HACCP – un document redactat în conformitate cu principiile HACCP pentru a asigura controlul riscurilor.

Trebuie subliniat că sistemul HACCP are un grad înalt de specificitate. Un plan HACCP se realizează pentru un anumit produs, fabricat într-o anumită întreprindere, cu o anumită dotare și un anumit personal.

Planul HACCP stă la baza elaborării procedurilor, instruirii personalului în vederea aplicării sistemului în producție și este folosit drept referință pentru conducerea auditului sistemului HACCP. Planul elaborat de echipa HACCP trebuie să fie simplu și să conțină instrucțiuni ușor de aplicat de către personalul organizației.

Pentru elaborarea planului HACCP trebuie parcurse următoarele etape ([NUME_REDACTAT], 1997):

definirea termenilor de referință;

descrierea produsului și a distribuției acestuia;

identificarea utilizării intenționate – consumatorii;

construirea diagramei de flux a procesului;

verificarea pe teren a diagramei de flux;

conducerea analizei riscurilor;

identificarea punctelor critice de control (CCP);

stabilirea limitelor critice pentru fiecare CCP;

stabilirea unui sistem de monitorizare pentru fiecare CCP;

elaborarea planului de acțiuni corective;

stabilirea sistemului de păstrare a documentației;

stabilirea planului și modului de verificare a sistemului HACCP;

validarea planului HACCP.

Punct critic (CP) este orice punct/etapă a procesului în care pot fi controlate riscurile biologice, chimice sau fizice.

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

[NUME_REDACTAT] de [NUME_REDACTAT] pentru Alimente a împărțit punctele critice de control în două categorii:

PCC1 – punctele critice de control de gradul I în care riscul potențial este complet controlat;

PCC2 – puncte critice de control de gradul al-II-lea în care riscul este controlat parțial

SCHEMA PLAN DE ANALIZA A RISCURILOR MASURI PREVENTIVE DE CONTROL SI DETERMINAREA PUNCTELOR CRITICE DE CONTROL

BIBLIOGRAFIE

[3] Bahrim, G., Borda, D., Costin, Gh. M., și col. – „Produse lactate fermentate” , [NUME_REDACTAT], Galați, 2005, p. 1

[2] A. Méndez-Vilas, [NUME_REDACTAT] Research and [NUME_REDACTAT] and Trends in [NUME_REDACTAT], Formatex 2007, p.466

[4] Bahrim, G., Borda, D., Costin, Gh. M., și col. – „Produse lactate fermentate” , [NUME_REDACTAT], Galați, 2005, p. 4 – 8

[5],[6] C. Banu, „Manualul inginerului vol.2., Editura …., pag.391

[7] G.Chintescu, A. Toma, – “Fabricarea branzeturilor”, Editura “[NUME_REDACTAT]”, Fagaras, p.11-14

[8] Banu, C., Vizireanu, C.- „Procesarea industrială a laptelui”, [NUME_REDACTAT], București 1998, p. 212-213

[9] G.Chintescu, A. Toma, – “Fabricarea branzeturilor”, Editura “[NUME_REDACTAT]”, Fagaras, p.21-31

[10] Bahrim, G., Borda, D., Costin, Gh. M., și col. – „Produse lactate fermentate” , [NUME_REDACTAT], Galați, 2005, p. 12

[11],[12] V.Dan – “Microbiologia produselor alimentare vol.2.”,Editura LMD, Galati, p.66-82

[14] C.Banu, C.Vizireanu –“Procesarea industriala a laptelui”, [NUME_REDACTAT], Bucuresti 1998, pag.212

[15] C.Banu, – “[NUME_REDACTAT], Vol.2.”, [NUME_REDACTAT] Bucuresti, pag.402

[16] C.Banu”[NUME_REDACTAT] Vol.2.” [NUME_REDACTAT] Bucuresti, pag402. Si G.M.Costin “Produse lactate probiotice”, Editura….,pag.187

[17] Banu, C., Vizireanu, C. – „Procesarea industrială a laptelui”, [NUME_REDACTAT], București 1998, p. 233

[18] C.Banu si C.Vizireanu – „Procesarea industriala a laptelui”, Ed.Tehnica, Bucuresti 1998, p.

[19] Codoban, J., Codoban, I. – „Procesarea laptelui în secții de capacitate mică”, [NUME_REDACTAT] Doameni, [NUME_REDACTAT] 2008, p. 78

[20] C.Banu – „[NUME_REDACTAT] Vol.2”, editura, pag.

[21] C.Banu – „[NUME_REDACTAT] Vol.2.” editura….. pag. Si C.Banu si C.Vizireanu „Procesarea industriala a laptelui”.