Managementul Deseurilor din Industria Lactatelor

CUPRINS

INTRODUCERE

Omenirea se confruntă cu o importantă criză a resurselor materiale și energetice, context în care criza alimentară se situează în prim plan. În această situație, se impune valorificarea în cât mai mare măsură a substanțelor utile din materiile secundare rezultate din industria alimentară.

Odată cu dezvoltarea industriei, cu accentuarea urbanizării, în mediu natural se evacuează deșeuri în cantități îngrijorătoare, multe din ele cu toxicitate avansată. Acest proces de degradare a factorilor de mediu de pe întreg cuprinsul globului a avut în ultimele decenii un mers ascedentar continuu, cantitatea de poluanți fiind în ascensiune.

Acumularea de deșeuri în apă, aer, sol în cantități care depășesc puterea naturală de transformare și integrare în factorii de mediu, produce apariția de dezechilibre ale vieții naturale, care duc la dispariția de specii din flora și fauna planetei, periclitând însăși viața pe planeta noastră. Extrapolând dependența dintre poluare și creșterea populației, cu nevoia de hrană asigurată de industria alimentară, se poate aprecia că în secolele care urmează, viața poate deveni practic imposibilă. Imaginând omul ca pe o țintă pentru poluanții care îl asaltează sub diverse forme, omul ar avea câteva șanse de supraviețuire din care :

adaptarea la un mediu încărcat cu elemente poluante și deșeuri, situație puțin probabilă, chiar în condițiile excelentei adaptabilități a speciei umane;

corectarea erorilor care provoacă poluarea, deoarece aceasta este o consecință a utilizării metodelor imperfecte în procesele de producție cu tehnologii risipitoare de materii prime și energie;

reducerea substanțelor poluante deversate în mediu printr-o utilizare rațională a subproduselor sau inițierea procedeelor de epurare eficientă și completă.

Dezideratul acestei industrii este orientat spre îmbunătățirea performanțelor privitoare la protecția mediului înconjurător, prin utilizarea la maximum a materiilor prime și materialelor auxiliare, a subproduselor industriale, soluții care ulterior, conduc la minimizarea cantității de deșeuri poluante.

În industria alimentară sunt evidente următoarele tendințe pentru fazele tehnologice și pentru produsele obținute în procesele productive, cu referire la: produse principale, produse intermediare, produse secundare și deșeuri.

Din principalele procese tehnologice care se realizează în industria laptelui rezultă trei produse secundare: laptele degresat, la separarea smântânii din lapte, zara, la fabricarea untului: zerul, la fabricarea brânzeturilor, a cazeinei și a coprecipitatelor proteice.

Există și alte produse secundare în industria – laptelui ca: permeatul obținut la ultrafiltrare, melasa și albumina rezultate la fabricarea lactozei, untul de cașcaval, apele de la spălarea untului etc, care conțin cantități apreciabile de substanțe utile.

Aceste produse secundare precum și produsele care rezultă din prelucrarea industrială a lor pot fi utilizate în alimentația umană, pentru furajarea animalelor, precum și în diferite scopuri tehnice.

În prezent, pe plan mondial, există o intensă preocupare pentru folosirea cât mai eficientă a substanțelor utile din produsele secundare rezultate în industria laptelui, accentuându-se în special valorificarea lor în alimentația umană. Progresele realizate în cercetarea științifică au făcut posibilă reevaluarea valorii nutritive a acestor produse secundare, care, adesea, a fost în mod nejustificat discreditată. Procedeele tehnologice moderne, neconvenționale, au permis o mai riguroasă și eficientă separare a componentelor produselor secundare și, în consecință, o mai bună prelucrare, conservare și prezentare a lor. Se apreciază că, în prezent, doar 70% din proteinele și lactoza laptelui se regăsesc în produsele lactate finite, restul fiind destinate furajării animalelor, transformate în produse tehnice sau evacuate în apele reziduale.

În general, fracțiunea negrasă a laptelui este insuficient valorificată în alimentație. Preocupări recente sunt îndreptate în direcția perfecționării procedeelor de obținere a proteinelor cu un grad redus de denaturare, într-o formă cât mai pură. De asemenea, se constată creșterea interesului consumatorilor față de produsele lactate cu un conținut mic de lipide și, în consecință, cu o valoare energetică redusă, în care proteinele și lactoza din lapte sunt componente de bază. Există, în prezent, numeroase produse alimentare obținute din substanță uscată negresă a produselor secundare ale laptelui și din grăsimi vegetale noncolesterolice, destinate unei alimentații dietetice sau speciale.

Numeroasele metode preconizate în ultima vreme pentru valorificarea zerului, considerat până nu demult, un deșeu al industriei laptelui, exprimă foarte sugestiv posibilitățile aproape nelimitate de utilizare superioară a substanței negrase din lapte.

Produsele secundare rezultate din industria laptelui și-au găsit utilizarea și pentru obținerea unor produse chimice sau farmaceutice dintre care putem aminti galalitul, lanitalul, cleiurile, lactatul de calciu, lactoza, găsindu-se noi soluții tehnice în locul celor abandonate, bazate mai ales pe proprietățile specifice ale proteinei și lactozei.

VALORIFICAREA INDUSTRIALĂ A LAPTELUI

Fig1. Modalități de valorificare industrială a laptelui

Laptele are o importanță deosebită deoarece asigură o valoare nutritivă bună alimentelor. Valoare alimentară sau nutritivă a unui produs alimentar reprezintă calitatea sa principală și este cu atât mai mare, cu cât acesta răspunde mai bine nevoilor organismului. Un rol important în realizarea unei alimentații raționale îl are laptele și produsele lactate folosite ca atare sau preparate în combinație cu alte alimente. Laptele și produsele lactate derivate au constituit întotdeauna un izvor de sănătate. Laptele, după cum se știe, a fost predestinat de natură ca primă hrană a omului. Laptele reprezintă un aliment care conține într-o proporție corespunzătoare toate substanțele necesare dezvoltării organismului tânăr, în starea cea mai ușor asimilabilă. În compoziția laptelui intră în primul rând cazeina, lactalbumina și lactoglobulina, proteine superioare din punct de vedere biologic. Laptele conține și cantități însemnate de vitamina A, dar mai ales de vitamina D, care asigură fixarea calciului și a fosforului din oase, prevenind apariția rahitismului. Conținutul de colesterol, substanța favorizantă în apariția bolilor cardiovasculare este mai redus la lapte și produse lactate, față de alte alimente de origine animală. Lactoza, datorită bacteriilor aflate în intestin se transformă în acid lactic cu influență benefică asupra organismului. Laptele conține și elemente minerale importante, deci prin urmare laptele este un aliment aproape complet.

SUBPRODUSELE DIN INDUSTRIA LAPTELUI ȘI PRODUSELOR LACTATE

Laptele degresat (smântânit)

Laptele degresat(smântânit) este laptele din care s-a separat grăsimea și conține toate componentele: proteine, glucide, vitamine și substanțe minerale.

Laptele degresat (smântânit) se poate valorifica astfel:

– lapte de consum;

– băuturi răcoritoare;

– produse lactate dietetice;

– brânzeturi;

– conserve de lapte: lapte concentrat, lapte praf;

– cazeină, cazeinați, coprecipitați;

– furaje pentru animale.

Lapte degresat (smântânit) de consum

Laptele degresat (smântânit) este utilizat pe plan mondial ca aliment dietetic, fiind recomandat în special bolnavilor de stomac, a celor cu tulburări hepatice sau boli cardiovasculare, având o valoare alimentară ridicată datorită, proteinelor care conțin toți aminoacizii esențiali, toate vitaminele hidrosolubile, fiind și o sursă bună de calciu.

Laptele degresat de consum este comercializat sub formă de lapte pasteurizat sau sterilizat. Pentru îmbunătățirea calității senzoriale, în laptele degresat se adaugă zahăr, cacao, esențe de fructe, coloranți, obținându-se produse agreate de consumatori. În România, din lapte degresat pasteurizat cu adaos de zahăr, sucuri sau concentrate de sucuri naturale, cacao, cafea, surogate de cafea, se fabrică produsul Fructola.

Totuși studiile arată că laptele degresat îngrașă mai mult decât cel integral. Conform unui studiu realizat în Suedia copiii care beau zilnic lapte nedegresat au un indice de masă corporală mai mică decât cei care consumă lapte degresat. În acest caz diferența de greutate este notabilă, aceasta fiind în medie de aproximativ 4 kilograme.

Aproximativ 120 de copii au fost monitorizați de cercetatorii de la Universitatea Gothenburg timp de patru ani, respectiv de când micutii aveau doar 4 ani, si au observat că obiceiurile lor alimentare nu s-au schimbat în această perioadă. Paradoxal însă, cei care consumau lapte nedegresat aveau o dietă bogată în grăsimi în general. Cu toate acestea, indicele lor de masă corporală era mai mic decât în cazul copiilor care consumau lapte degresat, unde este clar că părinții încercau să îi ferească de grăsimi.

Produse lactate dietetice acide

Aceste produse (iaurt, chefir, lapte acidofil, lapte bătut) se obțin după tehnologii asemănătoare celor obținute din lapte integral sau normalizat, având aceleași caracteristici senzoriale, diferențele constând în ceea ce privește conținutul de grăsime și substanță uscată totală. Aceste produse sunt indicate persoanelor cu colesterol sanguin ridicat, cât și pentru persoanele cu afecțiuni hepatice. Prin adaos de zahăr, sucuri de fructe, gelatină se obțin produse lactate dietetice acide cu valoare nutritivă mai mare, cu proprietăți senzoriale superioare (lactofructul, iaurtul cu aromă de fructe).

Lactofructul este un sortiment de iaurt obținut din lapte pasteurizat degresat (smântânit), cu adaos de 5% zahăr, 0,4% gelatină, colorant și sucuri naturale cu aromă intensă: zmeură, căpșuni, fragi. Se poate adăuga vanilină sau zahăr ars. La fabricarea acestui produs, amestecul de lapte, zahăr, gelatină se pregătește într-o vană cu manta, unde se face pasteurizarea lui. În prealabil, zahărul se dizolvă într-o porțiune de lapte la temperatura de 50-60o C și se filtrează, iar gelatina se hidratează în apă la 10-18 o C, timp de 5min, după care se dizolvă într-o porțiune de lapte smântânit încălzit la 50-60 oC , după care se filtrează. Amestecul total se pasteurizează la 85oC, timp de 20 min, se răcește și se adaugă aromatizanți și coloranți.

Iaurtul cu aromă de fructe este un produs asemănător cu lactofructul, cu deosebirea că materia primă o constituie laptele normalizat cu un conținut de 2,8% grăsime, la care se adaugă lapte praf degresat în proporție de 4% și zahăr 6%. După pasteurizarea amestecului la 90-95 oC, timp de 20 min. și răcire la 45-50 oC, se adaugă coloranții și aroma sub formă de soluție apoasă sau alcoolică.

Brânzeturi din lapte degresat (smântânit)

Brânza slabă de vaci este un produs dietetic și se recomandă în cazul bolilor de nutriție și mai ales bolilor de ficat. Brânza slabă de vaci servește și ca semifabricat la obținerea brânzei grase prin adaos de smântână. Tehnologia de obținere este asemănătoare cu cea a obținerii brânzei grase de vaci. Se poate aplica și procedeul de obținere cu separatorul de coagul și cu înglobarea albuminei.

Cașul sec se obține prin coagularea laptelui degresat cu cheag la 28-30oC, timp de 20 min., coagul fiind prelucrat cu harfa și lăsat 1/2 ore pentru separarea zerului. După eliminarea zerului, coagulul se spală cu apă călduță pentru micșorarea acidității, după care este scurs în sedilă sub presare maximum 12 ore. După presare, cașul sec se trece la zvântat, putând fi folosit imediat ca semifabricat la obținerea diferitelor produse sau prelucrat în continuare pentru conservare. Pentru conservare, cașul sec se taie în felii, care se toacă apoi la volf. Cașul tocat se malaxează împreună cu 5-8% NaCl și se ambalează în putini, în care se tasează foarte bine, iar la suprafață se presară un strat subțire de sare, se așează o hârtie pergaminată și se căpăcește, după care se depozitează în frigider.

Brânza Cottage este o brânză de consistență moale, de structură granulară, cu un conținut de 20% S.U., fiind consumată ca atare sau în amestec cu fructe sau legume.

Cașcaval din lapte degresat se fabrică după o tehnologie asemănătoare cașcavalului obișnuit, produsul prezentând o consitență fină, pastă fără desen, de culoare slab gălbuie.

Lapte concentrat degresat

Laptele concentrat degresat este obținut prin simpla concentrare a laptelui degresat în evaporatoare sub vid sau prin osmoză inversă. Acest produs este mai ieftin decât produsul pulbere și servește ca sursă de substanță uscată la fabricarea înghețatei, produse lactate fermentate, în panificație și bombonerie. Produsul are minimum 20% substanță uscată.

Laptele concentrat degresat cu zahăr este un produs obținut prin concentrarea laptelui degresat, când se adaugă și zahăr. Produsul are minim 30% S.U. lactată și 42% zahăr. Acest produs se congelează pentru a-i crește durata de depozitare.

Laptele praf degresat

Compoziția chimică a laptelui praf degresat este formată din: apă, proteine, grăsime, glucide, cenușă, săruri minerale, vitamine și aminoacizi. Laptele praf degresat poate fi folosit în alimentație după reconstituire, în produsele de carne, maioneze, supe, pudinguri, precum și în panificație, unde se recomandă un adaos de 5-25% biscuiți, 2-25% la pâine, 5-18% la pudinguri, 5-18% ciocolată cu lapte. Adaosul constituie la creșterea valorii nutritive. Cu laptele praf degresat se pot obține și mixturi instant pentru mic-dejun.

Băutură lactată pulbere

Din laptele degresat, în amestec cu zahăr, stabilizator, colorant, aromatizant, acizi organici se obține o băutură lactată pulbere urmând operațiile: pregătire amestec, pasteurizare, concentrare până la 45% s.u., uscare prin pulverizare și instantizare prin reumezire, ambalare.

Cazeină, cazeinați, coprecipitați

În fucție de agentul coagulant se pot obține următoarele tipuri de cazeină:

cazeina acidă, care este obținută prin precipitarea laptelui degresat cu un acid mineral(HCl, H2SO4)

cazeină dulce, rezultată prin acțiunea cheagului asupra laptelui degresat;

cazeină modificată (cu vîscozitate redusă), care este produsă prin tratarea laptelui degresat cu enzime proteolitice și un acid .

Cazeinații se folosesc în industria alimentară, în principiu, cazeinații de sodiu, potasiu, calciu.

Coprecipitații sunt complexe între cazeine și proteinele sterice care precipită cu un acid, cu clorură (CaCl2 ) sau amândouă substanțele.

Operațiile cele mai importante sunt următoarele:

încălzirea laptelui degresat la 65-75 oC , cu adaos de CaCl2;

încălzirea laptelui cu CaCl2 adăugat la temperatura de max. 90o C cu menținere;

separarea precipitat de zer pe crintă, spălare cu apă și presare.

Utilizări ale cazeinei, cazeinaților, coprecipitaților

Cazeina: industria hârtiei, vopselelor pe bază de apă, producția de adezivi, producția de mase plastice, industria alimentară ca adaos în preparatele din carne, pentru clarificare vinuri, bere, pentru obținerea de caviar sintetic, pentru obținerea de produse lactate îmbogățite în proteine, pentru obținerea de hidrolizate proteice, ca adaos în produsele de panificație și patiserie, ca adaos în produse dietetice și copii.

Cazeinații: obținerea de produse lactate modificate, pentru obținerea de înălbitor de cafea, smântână imitație, la fabricarea înghețatei, obținere de sosuri și supe, ca adaos în preparate de carne, pentru obținerea de produse simulate de carne, ca adaos la fabricarea biscuiților, pâinii, produselor de patiserie, ca adaos pentru obținerea de produse îmbogățite în proteine.

Coprecipitații: ca adaos la fabricarea produselor de panificație dietetice, pentru obținerea de produse carnate de imitație, ca adaos în producția de brânzeturi topite, ca adaos în produse baby foods pe bază de fructe și legume.

Utilizarea, în principal, a cazeinaților și coprecipitaților rezultă din calitatea intrinsecă a proteinei respective (și contribuția proteinelor serice în cazul coprecipitaților), dar și din faptul și proteinelor cazeinice păstrează (prin legare), cantități semnificative de vitamine hidrosolubile (în principal vitamina B12 ), săruri minerale, lactoză, zaharuri aminate.

Utilizarea concentratelor proteice din lapte în industria alimentară

Datorită valorii nutritive ridicate, a proprietăților funcționale variate și aromei, compatibilă cu majoritatea produselor alimentare, concentratele proteice din lapte sunt utilizate pe scară din ce în ce mai largă în cele mai diverse ramuri ale industriei alimentare.

Industria laptelui este principala beneficiară a concentratelor proteice. Pentru sistematizare, produsele lactate cu adaos de concentrate proteice pot fi împărțite în produse lactate propriu-zise, produse lactate cu destinație specială și produse lactate simulate.

Produse lactate propriu-zise. Concentratele proteice obținute din lapte degresat sau din zer pot fi utilizate în cele mai diverse produse lactate și anume:

Iaurt cu coprecipitat proteic. Coprecipitatul proteic poate fi utilizat atât la fabricarea iaurtului coagulat cât și a iaurtului fluid, având o influență pozitivă prin reducerea fenomenului de sinereză, de contractare a coagulului și separare spontană a lichidului interstițial. Se exclude totodată operația de creștere a concentrației de substanță uscată din lapte prin alte procedee (concentrare sau adaos de lapte praf).

Iaurt cu conținut redus de lactoză. Pentru a veni în ajutorul persoanelor cu intoleranță la lactoză, se fabrică un tip de iaurt cu conținut redus de lactoză, prin prelucrarea unui concentrat obținut prin ultrafiltrarea laptelui degresat. Concentratul conține circa 20% proteine se diluează cu apă, la un conținut în proteine de 3,3-4,6%. Se reglează apoi conținutul de grăsime prin adaos de smântână, iar pentru obținerea unei arome expresive se adaugă 1% zară praf și 0,04-0,4% citrat de sodiu.

Smântâna de consum cu adaos de cazeinat de sodiu. Cazeinatul de sodiu introdus în smântână, datorită efectului său emulgator și stabilizator leagă apa formând un gel stabil, crește sensibil vâscozitatea și previne eliminarea zerului. S-a constatat că valorile vâscozității dinamice sunt proporționale cu cantitatea de cazeinat adăugat în probă. Adăugarea a 2-2,5% cazeinat de sodiu permite obținerea unei smântâni de consum la care proprietățile senzoriale sunt corespunzătoare, iar capacitatea de legare a apei și vâscozitatea sunt maxime.

Înghețată cu adaos de concentrat proteic. Concentratele proteice din lapte adăugate amestecului pentru înghețată, conduc la obținerea unei înghețate superioare, atât din punct de vedere nutritiv cât și senzorial. Practic, orice concentrat proteic din lapte poate fi utilizat la fabricarea înghețatei însă cazeinatul de sodiu și coprecipitatele proteice sunt utilizate în acest scop în mod curent. Cu rezultate superioare poate fi utilizat un concentrat proteic obținut prin osmoză inversă. Prezența concentratelor proteice în compoziția înghețatei determină o consistență fină, omogenă, o reducere a dimensiunii cristalelor de gheață, o îmbunătățire a înglobării aerului și creșterea rezistenței la topire a produsului finit.

Brânzeturi moi fabricate din concentrate proteice obținute prin ultrafiltrare. Utilizarea concentratelor proteice obținute prin ultrafilfiltrare pentru obținerea unor sortimente de brânzeturi moi, permite ameliorarea randamentului și a proprietăților senzoriale ale brânzeturilor respective. Creșterea randamentului se datorează reținerii în masa de brânză a proteinelor solubile din zer. Se micșorează totodată pierderile de grăsime în zer, ca urmare a faptului că grăsimea se adaugă sub formă de smântână, direct în masa concentratului proteic.

Brânzeturi semitari fabricate din concentrate proteice obținute prin ultrafiltrare În cazul fabricării brânzeturilor cu pastă semitare cu o concentrație ridicată de substanță uscată, este necesară utilizarea unui concentrat cu un conținut relativ ridicat de proteine, ceea ce presupune recircularea prelungită a concentratului proteic în instalația de ultrafiltrare. Bundgaard semnalează utilizarea concentratului proteic obținut prin ultrafiltrare pentru fabricarea brânzei tip Havarti. În acest scop, concentratul cu 50%substanță uscată se amestecă cu o cantitate corespunzătoare de smântână dulce și apoi se prelucrează conform tehnologiei tradiționale.

Brânzeturi tip Cedar fabricată din concentrat proteic obținut prin ultrafiltrare

În concentratul obținut prin ultrafiltrarea laptelui degresat se adaugă smântână în vederea reglării conținutului de grăsime, după care amestecul este încălzit la 32oC, însămânțat cu 2% cultură de streptococi lactici acidifianți și maturat timp de 30 minute. Urmează adăugarea soluției de cheag, coagularea la 32o C, tăierea coagului și prelucrarea sa conform tehnologiei tradiționale. Procedeul se găsește încă în fază experimentală.

Produse lactate cu destinație specială

Produsele pentru alimentația sugarilor și copiilor mici. Datorită unor factori medicali, psiho-sociali sau economici, alimentația naturală este uneori înlocuită cu alimentația mixtă sau artificială. Obiectivele principale ale procedeelor industriale de obținere a produselor alimentare artificiale destinate sugarilor sănătoși constau în reproducerea cât mai fidelă a compoziției laptelui uman.

În general, în procesele de fabricare a acestor produse, laptele de vacă este supus unor tratamente prin care se urmăresc următoarele obiective:

aducerea raportului dintre cazeină și proteinele serice la o valoare cât mai apropiată de 1;

asigurarea unui conținut ridicat de acizi grași polinesaturați și în special de acid linoleic;

creșterea concentrației de glucide;

reducerea conținutului de săruri minerale și echilibrarea raportului Ca/P la valoarea 2/1;

adăugarea unor vitamine.

Realizarea primului obiectiv, care este și cel mai important, este posibilă prin utilizarea unor concentrate proteice utilizate prin ultrafiltrare din lapte degresat și din zer. În concentratul proteic astfel obținut se introduce ulei de soia, lizozime, factorul bifidus, substanțe minerale și vitamine. Amestecul este omogenizat și uscat prin pulverizare, rezultând un produs cu solubilitate ridicată, bine tolerat de sugari și având o valoare nutritivă echivalentă cu cea a laptelui matern.

Produse fortifiante și energizante. Activitatea fizică în general și cea sportivă în special reclamă un consum suplimentar de energie față de procesele vitale normale. Necesitățile energetice și plastice sporite ale organismului în efort fizic intens, pot fi asigurate printr-un aport suplimentar de principii nutritive de bază: glucide, protide, lipide, oligoelemente, substanțe minerale și vitamine. Produsele elaborate în acest scop conțin într-o formă concentrată și în proporții convenabile toate substanțele necesare activității organismului în regim de efort fizic. În mod deosebit, introducerea în aceste produse a concentratelor proteice de tip cazeinat și coprecipitat are o influență deosebit de favorabilă prin conținutul ridicat în aminoacizi esențiali și cu mare valoare biologică.

Produse lactate simulate sunt produse care imită produsele lactate tradiționale, având aceeași valoare nutritivă ca acestea, calități senzoriale similare, iar prețul de cost inferior produselor lactate tradiționale.

Lapte simulat. Se utilizează drept concentrat proteic cazeinatul de sodiu, care are capacitate ridicată de emulsionare. Componența lipidică este asigurată de grăsimile vegetale, singure sau în amestec, iar cea glucidică de un amestec de glucide (lactoză, glucoză, zaharoză). Produsul poate fi fortifat prin adaos de vitamine și săruri minerale.

Smântâna simulată prezintă față de produsul lactat tradițional avantajul unui conținut de grăsime mai redus și al unei conservabilități mai îndelungate. Ca sursă de proteine se utilizează cazeinatul de sodiu, uleiul de floarea soarelui ca sursă lipidică și lactoza rafinată ca sursă glucidică. Pentru asigurarea unei structuri și a unor cantități senzoriale corespunzătoare se adaugă și mici cantități de emulgatori, stabilizatori și substanțe acidifiante și aromatizante.

Înălbitorii pentru cafea la contactul cu suprafața caldă a cafelei lichide se umectează rapid și uniform, iar printr-o ușoară amestecare se dispersează rapid și complet în masa de cafea. Aceste proprietăți reologice sunt asigurate de cazeinatul de sodiu, introdus în compoziția produsului simulat în proporție de 8-9%. Lipidele, în proporție de 43-44%, sunt prezente sub forma unei grăsimi vegetale cu punct de topire ridicat, pentru a împiedica lipirea produsului și pentru a mări rezistența la oxidare.

Produsele pentru batere se obțin sub formă pulverulentă, iar prin reconstituirea cu apă și batere permit obținerea unor spume stabile cu caracteristici senzoriale și nutritive deosebit de apreciate. Cazeinatul de sodiu care intră în compoziția acestor produse acționează ca agent pelicular, mărind rezistența și elasticitatea filmului de proteină care înconjoară bulele de aer înglobat.

Dejunurile instant sunt produse aromatizate, fortifiate prin adaos de cazeinat de sodiu în proporție de 24%, vitamine și săruri minerale. Fabricarea produselor de acest tip se realizează prin amestecarea ingredientelor în proporție corespunzătoare și aglomerarea lor în particule grosiere, ușor dispersabile, prin umectarea și reuscarea într-o instalație de instantizare. Pulberea obținută se reconstituie ușor în apă, permițând obținerea unor băuturi nutritive .

Înlocuitori pentru albușul de ou. Pentru obținerea acestui produs se utilizează un concentrat proteic obținut prin precipitarea proteinelor din zer cu hexametafosfat de sodiu. Precipitatul separat prin centrifugare poate fi utilizat ca atare sau după uscare prin pulverizare. În condiții obișnuite, produsul conține 50-65% proteine și 15-25% metafosfat.

Zerul

Zerul este subprodusul care rezultă la fabricarea brânzeturilor, ca urmare a coagulării cu cheag, prin acidifiere naturală sau de la fabricarea cazeinei cheag sau clorhidrice. Zerul se prezintă ca un lichid de culoare verde-gălbui. În funcție de modul de obținere, putem avea zer dulce (aciditate 10-20oT ), obținut de la coagularea laptelui cu cheag, și zer acid (aciditate 50-70oT ), obținut de la coagularea cu bacterii lactice, respectiv cu acizi minerali (brânzeturi și cazeină).

Valorificarea zerului sub formă de brânzeturi

În categoria brânzeturilor din zer sunt incluse produsele la fabricarea cărora se utilizează zerul ca atare sau un amestec format din lapte și zer. Aceste brânzeturi au un conținut ridicat de proteine, uneori cu o proporție importantă de fracțiuni proteice din zer, săruri minerale și vitamine. Ele conțin o proporție variabilă de lactoze și grăsime.

Brânza Ricotta este originară din sudul Italiei, de unde s-a răspândit în multe alte zone ale globului și este produsă, în format variat, din zer, lapte, zară sau amestecul acestora. În principiu, brânza Ricotta se prepară prin acidifierea materiei prime, la pH=5,9-6 cu maia de bacterii lactice sau cu adaos de zer acid, acid citric sau acid acetic și apoi prin încălzire la temperatură ridicată. Proteinele precipitate se ridică la suprafață de unde sunt colectate.

Procedeul de fabricare a brânzei Ricotta (Ricotone) din zer este prezentat în continuare: Zerul este amestecat cu 100% lapte degresat sau zară dulce, apoi prin injecție directă de abur este încălzit la minimum 85oC. Pentru precipitare se folosește o soluție de acid citric (aproximativ 6% acid citric cristalizat, dizolvat în apă) care se dispersează în zerul fierbinte. Se poate folosi și acid acetic (oțet alb în proporție de 0,4%). Se oprește agitarea după adăugarea acidului. Precipitarea se realizează aproape instantaneu, iar proteinele colectate de la suprafață se introduc într-un vas perforat, pentru scurgere. Apoi se mențin 4-6 ore într-o cameră frigorifică.

Brânza Ricotta uscată se obține prin presarea pastei proaspete în forme corespunzătoare. După 1-2 ore se îndepărtează formele, iar brânza este maturată timp de câteva luni la10-15o C, sau 4 săptămâni la 21oC. La anumite intervale, suprafața brânzei se spală. Brânza , în mod obișnuit cu o masă de aproximativ 1,4 kg, este folosită pentru răzuit .Brânza Ricotta poate fi fabricată și din lapte integral, căruia i se adaugă suficientă maia de bacterii pentru a se ajunge la pH=5,9-6 sau 0,3%acid lactic. În laptele încălzit la 800C, se adaugă stabilizator pentru înghețată și clorură de sodiu. Precipitatul separat la suprafață se colectează când prezintă un grad de deshidratare corespunzător. Din zerul rezultat, cu un adaos de 10%lapte integral, se poate obține un nou precipitat prin acidificare cu acid lactic, acid citric sau oțet. Ambele precipitate se pot amesteca.

Brânzeturi din zer concentrat sunt fabricate în Norvegia din zer rezultat din lapte de vacă (Mysost), din zer de oaie (Gjetost) și din zer cu adaos de grăsime de lapte (Primost). Un produs răspândit în Norvegia este brânza Gudbransdalsost fabricată din 88% zer de oaie și 12% zer de vacă, ambele concentrate.

Primost are o culoare cafenie deschisă, un gust dulce caramelizat și o structură și consistență cremoasă. Mysost și Gjetost sunt de culoare mai închisă și au o structură mai aspră. Pentru producerea acestor brânzeturi se obține mai întâi zerul. În acest scop, se amestecă laptele integral de oaie și vacă în raport 83/12, se separă grăsimea mecanic și se coagulează amestecul cu cheag la 32 0C în 20 min. Din coagulul prelucrat se separă zerul în care se adaugă smântână obținută în etapa anterioară.

Amestecul de zer și smântână este supus concentrării până la 60% substanță uscată, într-un evaporator cu dublu efect, apoi prin fierbere sub vid, cu agitare energică, se ajunge la 84% substanță uscată. Produsul obținut este încălzit la 95 0C și menținut la această temperatură până când se realizează culoarea brună și intensitatea aromei caracteristice, precum și o consistență plastică. Masa obținută este transferată într-un vas de răcire și agitată timp de 20 min. pentru a se preveni formarea unor cristale mari de lactoză. Se ambalează, cât pasta este caldă ,în bucăți cubice. Dacă nu se dispune de evaporatoare sub vid, zerul poate fi concentrat prin încălzire în vase deschise la 95 0C,cu agitare continuă, până când se obține o masă plastică, de culoare brună cu aromă corespunzătoare. Proteinele precipitate în cursul încălzirii se colectează și se adaugă în concentrat când se ajunge la 25%din volumul inițial.

Brânza albuminoidică (urda) se obține după un procedeu asemănător, în faza inițială, cu al laptelui albuminic. După eliminarea zerului, amestecul de proteină și zer (20% față de zerul inițial) se răcește la 25-28 0C și se însămânțează cu o cultură de bacterii lactice (2,7% steptococi și 0,3% lactobacili). Produsul se amestecă energic, apoi se introduce în forme și se presează cu o forță aplicată progresiv, timp de 12-14 ore la 15-180 C .

Produsul finit, cu maximum 74% apă, se ambalează și se depozitează la 3-5 o C. El poate fi consumat ca atare, în amestec cu unt, zahăr și substanțe de aromatizare sau cu brânză de vaci.

Fabricarea lactozei din zer

Pentru fabricarea lactozei există două procedee de bază, dependente de natura zerului utilizat, și anume:

cristalizarea lactozei din zerul netratat;

cristalizarea lactozei din zerul din care proteinele au fost îndepărtate.

Lactoză din zer netratat. În acest caz, după separarea particulelor de proteine în suspensie, într-un separator cu purjarea solidelor și degresare, zerul este concentrat într-o instalație cu multiplu efect, până la 50-55% S.U. Zerul concentrat este trecut în tancurile de cristalizare în care se reglează pH-ul cu acid clorhidric la 4,8-4,9, apoi se adaugă cristale de lactoză pentru a declanșa fenomenul de cristalizare. Pentru o ușoară separare a cristalelor de lactoză din soluția mamă și pentru reducerea pierderilor la spălare, cristalizarea trebuie astfel condusă încât dimensiunea minimă a cristalelor să fie de 0,1 mm. Deoarece produsul de cristalizare depinde, în principiu de cantitatea de -lactoză convertită în -lactoză, răcirea concentratului trebuie controlată cu atenție. Răcirea se efectuează în mai multe etape și anume: de la temperatura de evacuare din concentrator la 35o C, cu apă rece, câte 0,5o C / oră; de la 35o C la 25o C cu apă răcită, câte 1o C/ oră; de la 25o C la 15o C cu apă răcită, câte 2,5o C/ oră, de la 15o C la 10o C, se răcește rapid cu apă răcită. Nu se admit reîncălziri ca urmare a scăderii prea accentuate a temperaturii în diferite faze ale operației. Separarea cristalelor de lactoză se poate face prin centrifugare cu diferite tipuri de centrifuge. Separarea este urmată de spălarea cristalelor care determină dizolvarea unei fracțiuni de lactoză în apele de spălare. Soluția mamă evacuată din centrifugă are 38-48% S.U. În cazul utilizării decantoarelor centrifugale orizontale, acestea sunt instalate în serie, lactoza fiind prelucrată succesiv în ambele decantoare. În timpul separării se face și o spălare a cristalelor, pentru îndepărtarea impurităților, astfel încât se obține un grad ridicat de puritate. Cristalele obținute sunt în mod obișnuit măcinate sub formă de pulbere imediat după uscare și apoi ambalate. Lactoza produsă prin acest procedeu este destinată consumului uman. Pentru unele utilizări , de exemplu la fabricarea produselor farmaceutice se cere un grad mai înalt de puritate care se realizează printr-un procedeu suplimentar de rafinare.

Lactoză din zer purificat. Proteinele reprezintă fracțiunea principală din impuritățile prezente în lactoza brută. Există mai multe metode de deproteinizare a zerului care constau în precipitarea acestora prin încălzirea până la fierbere după adăugare de acid clorhidric sau de clorură de calciu și hidroxid de calciu, sau , în sfârșit, de clorură ferică. După filtrare sau centrifugare se obține zer deproteinizat cu 5,1-5,2% S.U. O altă soluție pentru eliminarea proteinelor este hidroliza cu tripsină. O metodă mai recentă o reprezintă separarea prin ultrafiltrare, permeatul rezultat fiind utilizat la fabricarea lactozei.

Metodele de purificare menționate anterior se recomandă pentru zerul dulce, în cazul zerului acid cu un conținut ridicat de substanțe minerale este necesar să se procedeze mai întâi la o dezacidificare cu lapte de var până la pH= 6,3-6,4. Sărurile de calciu precipitate se elimină prin filtrare. Dacă nu se aplică dezacidificarea, după concentrare se obține un produs vâscos din care lactoza cristalizează cu dificultate. În același scop s-a propus adăugarea în zer a tetrafosfatului de sodiu care poate reține calciul. Procedeele mai recente de demineralizare a zerului prin schimb ionic sau electrodializă permit îndepărtarea până la 85% din totalul substanțelor minerale.

Utilizarea lactozei

Utilizările lactozei în industria alimentară și farmaceutică sunt legate de următoarele considerente: nu cauzează o îndulcire excesivă, fiind mai puțin dulce decât zaharoza, fructoza, glucoza, galactoza, conferă vâscozitate produsului în care este adăugată, putând înlocui 15-20% din zaharoză.

Folosirea este limitată deoarece:

este relativ solubilă în apă( 20g /100g H2 O la 20o C);

poate cristaliza în produsele în care s-a introdus sub formă de – lactoză monohidrat – cristale dure – care dau senzația de nisip;

unii indivizi prezintă intoleranță la lactoză, deoarece au insuficiență de lactoză

Direcțiile de folosire a lactozei sunt următoarele:

în produsele care imită laptele matern din lapte de vacă, care are un conținut mai scăzut de lactoză;

la prepararea unor diete pentru diabetici;

ca suport pentru îndulcitori sintetici, aromatizanți naturali și sintetici;

ca adaos în sucurile de fructe și legume pulbere pentru evidențierea mai bună a aromei;

ca absorbant și dispersant pentru coloranții alimentari –pulbere;

la fabricarea prafului de ouă, unde acționează ca agent care favorizează spumarea;

la fabricarea pâinii, unde contribuie la aromă prin reacții Maillard și la menținerea prospețimii;

la fabricarea biscuiților ( sub formă de zer sau lapte degresat) unde contribuie la frăgezime, aromă și culoare;

la obținerea siropurilor care conțin glucoză și galactoză.

În industria farmaceutică, lactoza se utilizează:

ca suport pentru antibiotice sau alte medicamente, deoarece poate fi tabelată prin compresie;

ca ingredient în compoziția mediilor de fermentare în industria antibioticelor.

Alte utilizări ale lactozei:

component al mediilor de cultură pentru cultivarea microorganismelor;

obținerea lactitolului utilizat ca substanță de îndulcire pentru creșterea vâscozității și corpolenței în guma de mestecat, băuturi răcoritoare pe bază de fructe, masa de ciocolată;

obținerea de acizi organici: lactic, citric, acetic, lactobionic.

Diabeticii pot tolera doze de lactoză mult superioare celor de zaharoză. Lactoza este folosită și în numeroase alte domenii ale industriei alimentare, datorită proprietăților sale specifice: fixează aromele, absoarbe pigmenții, este suport de uscare, se caramelizează, are putere emulgatoare etc. Astfel, este utilizată în industria de panificație și patiserie ( izolată sau sub formă de zer concentrat sau praf), la prepararea produselor zaharoase cărora le ameliorează aspectul și structura, la uscarea fructelor și legumelor și la prepararea sucurilor de fructe, deoarece fixează gustul și culoarea. În industria laptelui, lactoza este întrebuințată frecvent la fabricarea laptelui concentrat cu zahăr, pentru însămânțare în vederea unei cristalizări corespunzătoare. Lactoza constituie un ingredient al pastelor de brânzeturi tartinabile. Lactoza se mai utilizează la prepararea brânzeturilor cu ciocolată și a altor produse alimentare pe bază de lapte, a cafelei praf, a supelor uscate și a gumei de mestecat.

Valorificarea produselor secundare rezultate la fabricarea lactozei

În procesul de obținere a lactozei din zer, se obțin următoarele produse secundare: smântână din zer, granule din cazeină, melasă și proteine din zer. Pe filtrele presă se formează un depozit format din substanțele de limpezire ( cărbune, diatomit), componente neglucidice și lactoză. Aceste produse conțin substanțe utile și pot fi utilizate în alimentația umană sau pentru furajarea animalelor.

Granulele de cazeină

Aceste granule care sunt întotdeauna prezente în zer, au efect negativ asupra separării grăsimii. Ele se pot separa cu diferite filtre, cicloane și separatoare centrifugale. Produsul rezultat poate fi utilizat la fabricarea brânzeturilor topite.

Proteinele din zer

Aceste proteine, formate în principal din fracțiunile albuminică și globulinică, se obțin într-o formă mai mult sau mai puțin denaturată, în procesul de purificare a zerului. Gradul de denaturare depinde de procedeul utilizat pentru deproteinizare; ultrafiltrarea evită denaturarea însă metodele termice și chimice determină reacții ireversibile. Din proteinele zerului se pot prepara lapte albuminic, chisel, jeleuri, caș albuminic, produse în amestec cu brânză de vacă sau brânzeturi topite. Este interesantă metoda de reintroducere a proteinelor din zer în lapte la fabricarea brânzeturilor. În vederea îmbunătățirii calității, proteinele separate din zer se pot spăla cu apă caldă.

Zerul ca materie primă

În zerul de la brânzeturi, lactoza poate fi fermentată în procesul de fabricație într-o proporție dependentă de tipul de brânză. La fabricarea cazeinei clorhidrice, lactoza nu suferă transformări, fiind într-o proporție importantă în zer. Ca mediu de cultură, zerul de la brânzeturi prezintă caracteristici convenabile dezvoltării bacteriilor lactice. El conține substanțe solubile din lapte și, în plus, substanțele azotoase neproteice rezultate din acțiunea cheagului sau a unor bacterii în lapte sau coagul. Unele din aceste substanțe care sunt glicomacropeptidele, au proprietăți stimulante asupra bacteriilor lactice.

Procedee de fabricare a acidului lactic

Etapele procesului de obținere a acidului lactic prin fermentație sunt următoarele:

pregătirea mediului de fermentație și a culturii de bacterii lactice;

însămânțarea mediului cu cultură de producție;

fermentarea mediului la temperatură și pH constant;

eliminarea fosfatului de calciu și a proteinelor;

neutralizarea cu acid lactic.

Utilizările acidului lactic și lactaților

Aceste substanțe au o largă întrebuințare în industria alimentară, chimică și farmaceutică.

În industria alimentară, acidul lactic este utilizat la acidificarea băuturilor răcoritoare, a sucurilor și siropurilor, precum și a produselor de cofetărie. El poate fi

folosit pentru reglarea pH-ului în industria de panificație, la conservarea cărnii, peștelui și legumelor. Acidul lactic se întrebuințează pentru acidularea saramurii la conservarea măslinilor și pentru a inhiba dezvoltarea bacteriilor butirice în fabricarea drojdiei presate, la prepararea șerbetului și dulcețurilor.

În industria chimică, unele combinații ale acidului lactic au largă utilizare. Eterii care sunt insolubili în apă, sunt folosiți ca solvenți, plasticizând și modificatori în fabricarea cernelurilor, materiilor plastice și lacurilor. Și esterii acidului lactic pot fi utilizați în multe din aceste domenii. Acidul lactic este întrebuințat la fabricarea unor materiale plastice.

În industria ușoară, acidul lactic este folosit ca mordant în colorarea mătăsii și a altor produse textile precum și în pielărie.

În industria farmaceutică sunt utilizați în special lactații de calciu, de fier, de mangan, de zinc, ca medicamente.

Băuturi fermentete din zer

Din zer se pot obține următoarele tipuri de băuturi:

băuturi din zer ca atare;

băuturi nealcoolice din zer deproteinizat care pot fi: băuturi nefermentate și băuturi fermentate;

băuturi alcoolice din zer deproteinizat care pot fi: băuturi conținând 1% alcool; bere din zer; vin din zer; băuturi alcoolice conținând proteine;

băuturi proteice care pot fi: băuturi asemănătoare laptelui (produse de imitație); băuturi proteice pentru breakfast cu 0,5-3,5%.

Principalele băuturi fermentate pe bază de zer deproteinizat cunoscute pe plan internațional, după Holsinger, sunt următoarele:

Rivella, care este un produs obținut prin fermentarea zerului deproteinizat cu bacterii lactice, având 9,7% S.U., 0,125% azot și pH= 3,7. Tehnologia constă în următoarele: deproteinizarea zerului, fermentarea lactică, filtrare- concentrare în raport 7/1, adaos de zahăr și arome, refiltrare, diluare și carbonatare, îmbuteliere și pasteurizare.

Lactovit (șampanie din zer) se obține prin fermentarea zerului deproteinizat cu 1% drojdie de panificație. Tehnologia constă în următoarele: deproteinizarea zerului, adaos 7% zaharoză, filtrare, fermentare cu drojdie de panificație la 25o C până la aciditate 35o SH, colorare cu caramel, aromatizare, îmbuteliere, păstrare la 8o C.

Băutură dietetică se obține prin fermentarea zerului cu 2-5% cultură de Str. lactis, Str. Diacetilactis, Str. fragilis singure sau în combinație la temperatura de 15-25o C, până ce se obține un pH=4,4-4,6, după care se adaugă alcool etilic, se încălzește la fierbere pentru precipitarea proteinelor, care se îndepărtează prin filtrare. Se adaugă arome, acid citric și vitamine. Se rediluează, se filtrează, se pasteurizează și se îmbuteliază aseptic.

Lactrone este un produs care se obține prin fermentarea zerului cu o cultură de chefir, se concentrează, apoi se diluează de 10-20 ori cu sucuri de fructe. Se realizează în continuare deproteinizarea cu tanin, precipitarea durând 24 de ore la rece. În continuare, lichidul se centrifughează, se îndulcește cu 7% zahăr sau 8-12 g zaharină/100 l, se pasteurizează și se îmbuteliază.

Cvas este un produs care se obține din zer deproteinizat, la care se adaugă 4% zahăr. După încălzire la 40o C, zerul se fermentează cu 5% maia de bacterii lactice termofile, timp de 2 ore. În continuare, se realizează fermentarea cu drojdie de șampanie, care se adaugă în proporție de 1% . Fermentarea cu drojdie are loc la 18-20o C, timp de 10-15 ore, aciditatea finală fiind de 45o SH. Cvasul fermentat se tratează cu 1% caramel și se îmbuteliază. După o maturare de 40 ore la 8o C, cvasul este gata pentru consum.

Milone este un produs obținut din zer fermentat cu cultură de chefir până la 1% acid lactic. Se precipită proteinele prin procedeul Lactanid(adaos de frunze și plante aromate care conțin tanin). Filtratul ce se obține se aromatizează și se fermentează cu drojdii. În final se îndulcește cu un edulcorant. Produsul conține 0,8% alcool și este îmbuteliat sub atmosferă de CO2 .

Whevit este un produs ce se obține din zer deproteinizat, la care se adaugă un sirop de zahăr 50% și 0,2% acid citric. Amestecul se fermentează 14-16 ore la 22o C cu o cultură de Saccharomyces cerevisiae. Se adaugă arome de citrice, după care produsul se îmbuteliază și se pasteurizează. Băutura conține 10-11% zahăr total, 0,406% azot și 0,5-0,7% alcool etilic.

Berea din zer se obține din zer deproteinizat, care se diluează cu apă și se adaugă 7,5% zaharoză, 0,2% stafide. Amestecul se fermentează cu 2% cultură de drojdie de bere până la 3,8% alcool, apoi se adaugă 1% caramel și 0,3% extract de hamei, după care se filtrează și se depozitează la rece(6-8o C) până la îmbuteliere. Se poate obține o bere și dintr-un amestec de 2/3 must de malț și 1/3 zer deproteinizat care se fermentează cu Kluyveromices fragilis.

Vinul din zer se obține din zer deproteinizat, care inițial se fermentează cu Kluyveromices fragilis, care hidrolizează lactoza și consumă glucoza eliberată, galactoza rămânând neconsumată în mediu. După adaos de zahăr, se face fermentarea cu Saccharomyces cerevisiae (drojdie de vin).

Sherry este o băutură ce se obține din zer deproteinizat cu adaos de zahăr în raport de 2,5/ l….9/l. Amestecul se fermentează cu Saccharomyces cerevisiae, cultură care se adaugă în proporție de 1,3-1,5%. În primele 5 zile, fermentarea are loc la 18o C, după care se răcește la 2-4o C. Dacă la suprafață se formează o crustă colorată în negru, aceasta se îndepărtează, iar lichidul se sifonează și se depozitează la 10o C, timp de 30-45 zile pentru maturare.

Utilizarea zerului și a produselor din zer pentru furajarea animalelor

Zerul lichid este folosit atât în furajarea porcilor și a bovinelor. În cazul furajării porcilor, s-au constat creșteri importante de greutate, când zerul a fost amestecat cu orz. Dacă se folosește porumb este necesară o suplimentare cu proteine a rației furajere. Se apreciază că zerul lichid poate reprezenta până la 20% din totalul substanței uscate din rație. Consumul unor cantități mari din zer poate avea efect laxativ.

În cazul furajării vacilor, producția de lapte nu a fost afectată când apa necesară animalelor s-a înlocuit, parțial sau total, cu zer. Consumul de zer reduce în măsură însemnată cantitatea de fân și cereale din rația furajeră. Zerul dulce este mai bine acceptat de către animale în comparație cu zerul acid.

Zer amonificat. În vederea creșterii animalelor, substanțele azotate sintetice constituie factorii de bază în vederea obținerii unei eficiențe economice corespunzătoare exploatării moderne a animalelor. În hrana animalelor se utilizează curent doar câteva surse de azot neproteic: Ureea, amoniacul anhidru, apele amoniacale, bicarbonatul și sulfatul de amoniu. În ultimul timp, industria a pus la îndemna zootehniei o serie de produse cu ajutorul cărora se poate obține o echilibrare satisfăcătoare în ceea ce privește conținutul de azot al rațiilor calculate pentru diferite categorii de animale. Acest lucru s-a impus ca o necesitate; pentru că sursele de proteină vegetală sau animală au devenit oarecum limitate.

Azotul sintetic ingerat împreună cu celelalte componente ale rațiilor este supus unui proces complex de sinteză, rezultând modificarea sau completarea aminoacizilor și a cantității de azot accesibil pentru animale. În cazul insuficienței proteinei vegetale și animale, este rațional și în furajarea animalelor proteinele să se substituie într-un anumit procent cu azot sintetic.

Țările cu zootehnie avansată folosesc curent în hrana animalelor substanțe azotate sintetice, orientare determinată de costul mai scăzut al surselor de azot sintetic ca și de conținutul bogat în azot al acestora. Folosirea azotului sintetic în hrana animalelor contribuie la lărgirea independenței zootehnice față de suprafețele agricole. Adaosul de azot sintetic sporește eficiența nutrețurilor și implicit a producției animaliere.

Dintre subprodusele din industria laptelui, zerul folosit la furajarea animalelor poate fi îmbogățit în azot neproteic, printr-un proces de neutralizare a acidului lactic rezultat din fermentare prin adăugarea în zer a hidroxidului de amoniu.

Furaj prestarter pentru piscicultură intensivă

În prezent sunt cunoscute diferite tipuri de furaje (prestarter) destinate hrănirii larvelor de pești de la vârsta de 5 la 15 (30) zile. Acestea se deosebesc între ele atât prin compoziția chimică, proprietățile fizice cât și prin uniformitatea structurii și a repartizării componentelor în particulă. Ca materii prime în fabricația acestora sunt utilizate făina de soia, făina sânge, făina de oase, șroturi din industria uleiului, lapte și produse lactate praf, produse secundare ale industriei laptelui, drojdia furajeră, premix vitamine, antioxidanți. În procesul de realizare a furajului se amestecă în două sau mai multe dintre materiile prime menționate pentru a se ajunge la compoziția dorită.

Zerul concentrat

Zerul concentrat poate fi administrat vacilor netratat sau după fermentare și amonificare. Zerul concentrat, fermentat, și amonificat, este produs, în mod obișnuit, prin fermentație lactică, neutralizarea acidului lactic cu amoniac și concentrare la 55-65% substanță uscată. Produsul obținut conține 7-10% azot, are un pH cuprins între 5,5-6,3 și prezintă proprietăți similare cu cele ale suplimentelor proteice din uree și melasă.

Zerul concentrat este mai bine acceptat de animale dacă se amestecă, în proporții egale, cu melasă. Creșterea în greutate a animalelor și conversia substanței uscate din zerul concentrat amonificat sunt asemănătoare cu cele rezultate în cazul furajării cu făină de soia.

Zer praf și produse din zer

Zerul praf a fost folosit timp îndelungat pentru furajarea nerumegătoarelor , cu bune rezultate. Cantități de maximum 10% din rație au fost utilizate în alimentația păsărilor. Includerea zerului praf în rația furajeră a determinat o îmbunătățire a creșterii în greutate și a eficientizării furajării pentru păsări, porci și cai. Dacă în furajere s-a folosit zer praf sau lactoză, s-a constatat o creștere a gradului e digestibilitate a proteinei și grăsimii și a reținerii azotului și substanțelor minerale din rație. Porcii tolerează mai bine lactoza decât păsările și pot, în cosecință , să consume până la 20% din rație sub formă de zer praf .Prezența lactozei stimulează absorbția calciului și fosforului, efect atribuit pH-ului scăzut, creat prin fermentație lactică, în intestinul subțire.

La rumegătoare, prin adăugarea zerului praf în rația cerealieră, se previne fenomenul de reducere a proporției grăsimii din lapte. Sărurile minerale și lactoza din zer influențează în mare măsură procentul de grăsime din lapte. Se obțin producții de lapte corespunzătoare dacă vacile consumă rații concentrate care conțin până la 30% zer praf sau zer parțial delactozat.

Zerul în furaje însilozate

Adaosul de zer praf în furajele însilozate determină o îmbunătățirii a calității acestora, datorită faptului că ele conțin cantități reduse de hidrați de carbon ușor fermentescibili. Deoarece zerul este o sursă bună de astfel de hidrați de carbon, adăugarea sa în cursul insilozării determină o grăbire a fermentației, o mai completă fermentare și o calitate superioară a silozului exprimată printr-un pH mai scăzut, un conținut sporit de acid lactic și digestibilitate îmbunătățită.

Zerul în înlocuitori pentru lapte

Zerul praf este utilizat în mod obișnuit n produsele de înlocuire a laptelui, în primul rând datorită conținutului ridicat de lactoză, hidratul de carbon de elită pentru tineretul bovin.

S-au obținut rezultate bune în cazul furajării vițeilor cu înlocuitori de lapte care conțin zer praf sau lactoză și făină de soia ca sursă de proteine. Există neconcordanțe cu privire la cantitatea maximă de zer care poate fi inclusă în înlocuitori, fără a influența negativ performanțele animalului, explicate prin diferențe de compoziție.

Produse din zer

Zerul parțial delactozat și lactoza au fost, cum s-a văzut anterior, utilizate cu succes în furajarea animalelor. Există însă și alte produse din zer, obținute relativ recent, ca proteinele concentrate și permeatul deproteinizat care pot fi folosite ca furajere.

Noi cercetări studiază posibilitățile de obținere a alcoolului din zer.

Zerul –materie primă pentru obținerea bioetanolului

Zerul este materia primă acceptabilă pentru producerea pe scară largă a bioetanolului.

Producerea bioetanolului din zer se poate face prin:

fermentare cu pretratare enzimatică

fermentare fără pretratare enzimatică

Zara

Zara rezultă de la fabricarea untului din smântâna dulce sau fermentată (maturată) și se pot fabrica următoarele produse:

brânzeturi;

zară concentrată;

zară praf simplă;

zară praf proteinizată;

zară praf fermentată.

Recuperarea grăsimii din zară. Degresarea zarei, operație prin care se poate recupera 0,2-0,5% din cantitatea totală de grăsime prelucrată în industria untului, nu este justificată decât pentru cantități importante de zară cu un conținut relativ ridicat de grăsime.

Grăsimea din zară, pe lângă globulele mici și fragmentatea și fosfatide, conține o fracțiune lipidică sub formă coloidală, provenită din spumă și rezultată din ciocnirea globulelor. În vederea degresării, este necesar să se prevină separarea componentelor zarei, când cazeina, în urma fenomenului de sinereză, devine mai dură și mai grea. Între alte cauze care pot determina instabilitatea zarei și separarea sa pe fracțiuni se pot menționa pasteurizarea unei smântâni acidifiate sau pasteurizarea la temperaturi prea scăzute. În cazul smântânirii laptelui se obține o cantitate de smântână de 10% față de volumul laptelui prelucrat, cu aproximativ 40% grăsime. Pentru degresarea zarei, se pot utiliza în serie un curățitor centrifugal și un separator. O metodă interesantă este separarea combinată a zerului și zarei. Zara dezacidificată este amestecată cu zerul, înainte de separare, într-o proporție de 3-5% din volumul zerului și apoi este supusă degresării, în separatoare cu recuperarea parțială a cazeinei precipitate care poate fi valorificată prin obținerea de brânză de zară.

Zară pentru consum direct

În numeroase țări, zara este valorificată în alimentația umană prin consum direct sau în produse culinare. Din zară se pot obține și o serie de băuturi prin amestecare cu zahăr și substanțe aromatizante (cafea, cacao). În acest scop se folosesc cafea și cacao naturale sau înlocuitori ai acestora, zahăr pentru îndulcire și o substanță stabilizatoare (agar-agar sau gelatină). Zara utilizată provine de la fabricarea untului din smântână dulce având aciditatea de maximum 20o C. Se poate folosi zara ca atare sau un amestec de zară și lapte degresat.

Zara concentrată cu conținut de 28-30%S.U. se poate folosi în produse de panificație, patiserie, în cofetărie, bombonerie, precum și în hrana animalelor.

Zara praf simplă. Tehnologia implică concentrarea zarei la 45-50% S.U., încălzire la 60o C, uscare prin pulverizare la 200-230o C, răcire, ambalare. Zara praf se folosește în industria panificației pentru îmbogățirea pâinii cu proteine. În proporție de 10% poate fi utilizată la fabricarea pâinii acloride indicată pentru bolnavii de rinichi și inimă. Se poate obține sub formă uscată ca atare sau în amestec cu făină de grâu și drojdie de panificație ca zerpan lichid și uscat. Într-o serie de testări biologice s-a demonstrat că zara praf adăugată în pâine, în proporție de 6% față de făină, asigură o importantă creștere a valorii nutritive a acesteia. Sporul de greutate a puilor hrăniți cu acest tip de pâine este cu 27% mai mare, indicele de consum cu 15% mai redus, eficiența proteică cu 13% mai ridicată. Fără îndoială că la îmbunătățirea valorii nutritive a pâinii cu zară contribuie și aportul de săruri minerale, în special de calciu, și de vitamine din acest subprodus al industriei laptelui. Zara acidă praf produce o aromă mai distinctă în pâinea integrală sau albă, din grâu sau secară, astfel încât adaosul său se limitează la 3-6% față de făina utilizată. Calitatea biscuiților este îmbunătățită prin adăugarea de zară acidă praf.

Zara concentrată este folosită la fabricarea înghețatei cu conținut redus de grăsime și în amestecurile preparate cu unt, ea restabilind concentrația de fosfolipide la nivelul celor din amestecuri cu smântână. Zara praf obținută prin pulverizare se folosește ca aport de substanță uscată la prepararea laptelui reconstituit și a smântânii pentru fabricarea brânzeturilor cremă. Prezența zarei praf asigură o mai mare stabilitate a emulsiei de grăsime. Zara dulce praf a fost folosită, în proporție de 15% din totalul substanței uscate, la fabricarea brânzei Cedar. Zara praf, atât dulce cât și acidă, poate fi folosită la fabricarea brânzeturilor tartinabile. Băuturile obținute din lapte sau smântână recombinate prezintă o stabilitate mai bună a emulsiei de grăsime dacă 10-25% din substanța uscată negrasă provine din zara dulce praf. Ea conține 1,6% lecitină care are un bun efect emulgator la fabricarea ciocolatei cu lapte și a altor produse zaharoase.

Zara praf proteinizată se fabrică din zară, lapte smântânit, făină de soia și făină de grâu.

Produse fermentate din zară

Pentru prepararea acestor produse, zara trebuie să fie lipsită de bacterii de contaminare (butirice, coliforme, de putrefacție). Ea va avea un gust natural și o aciditate de maximum 21o T, pentru zara dulce și 35o T, pentru zara din smântâna fermentată. Zara poate fi folosită și pentru fabricarea cumâsului. Aici zara poate să provină de la fabricarea untului din smântână dulce sau cu fermentare de scurtă durată. La fabricarea cumâsului se poate folosi zara ca atare, în care caz se obține un produs de calitate foarte bună asemănător cumâsului din lapte de iapă, sau în amestec cu lapte degresat.

Brânzeturi din zară

Zara are un conținut de substanțe proteice asemănătoare cu al laptelui, și sub acest aspect, poate constitui o materie primă pentru fabricarea brânzeturilor. Pentru fabricarea brânzeturilor, zara se poate utiliza ca atare sau în amestec cu laptele degresat într-o proporție care se stabilește în funcție de aciditatea acestora. Se poate prepara astfel brânza slabă de vacă, brânzeturi desert și aperitiv, brânză telemea și brânză pentru topire. Consistența brânzei de vaci obținută din zară, prin procedeul acid, este asemănător cu a produsului preparat din lapte degresat prin coagulare cu cheag. Brânza astfel obținută poate fi utilizată la fabricarea brânzeturilor desert, cu adaos de substanțe de îndulcire și aromatizate cu vanilie, fructe, cacao, cafea și la producerea brânzeturilor aperitiv cu chimen, piper aromat, tomate, cuișoare.

La fabricarea brânzei telemea se folosește un amestec de lapte degresat și zară dulce a cărui aciditate să nu depășească 23o T. Produsul finit, fabricat dintr-o materie primă de bună calitate, prezintă caracteristici senzoriale corespunzătoare.

CONCLUZII

Deșeurile rezultate din industria laptelui și a produselor lactate pot afecta mediul înconjurător dacă nu sunt gestionate și valorificate util și eficient în canțități cât mai mari.

Datorită costurilor destul de ridicate de obținere a unor produse finite din subprodusele rezultate din industria laptelui, în general marii producători de produse lactate preferă să furnizeze subprodusele, îndeosebi zerul și zara, persoanelor de la care colectează laptele materie primă, sau în cel mai ˶bun˝ caz să le deverseze la canal. Prin deversarea zerului, zarei la canal se produce poluarea apei în primul rând, dar nu numai.

BIBLIOGRAFIE

Azzouz A., Tehnologie și utilaj în industria laptelui, Ed. Tehnica- Info, Chișinău, 2002;

Banu C. – Manualul inginerului în industria alimentară, vol.I, Ed. Tehnică, București, 1999;

Chintescu Gh. – Produse lactate tradiționale, Ed. Ceres, București, 1996;

Chintescu, Gh. – Valorificarea subproduselor lactate, Ed. Tehnică, București, 1985;

Costin G.M. – Produse lactate fermentate, Ed. Academică, Galați, 2005;

Costin Gh., Lungulescu G. – Valorificarea subproduselor alimentare

Ed.Tehnică , Bucuresti, 1982;

Georgescu G. – Cartea producătorului și procesatorului de lapte, vol IV, Ed. Ceres, București, 2005;

Guzun V.- Industrializarea laptelui, Ed. Tehnica- Info, Chișinău, 2001;

Macoveanu, M. – Minimizarea scăzămintelor tehnologice în industria alimentară prin valorificarea subproduselor și deșeurilor, vol II, Seria Managementul mediului în industria alimentară, Ed. Ecozone, Iași, 2005;

http://biotechlearn.org.nz/focus_stories/cheesemaking/uses_of_whey

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12452637

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960852409001060

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20632200

http://infoscience.epfl.ch/record/135608/files/EPFL_TH4372.pdf

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3550851/