Studiu de literatură [309880]

[anonimizat] – derivă de la particularitățile materiei prime și ale procesului tehnologic. [anonimizat] (sau intoleranța la gluten). Tartinele de orez pot înlocui păinea și produsele pe baza de grău (exemplu biscuiții) din alimentație. Spre deosebire de batoanele din orez expandat (unde, [anonimizat]), tartinele de orez (unde orezul este expandat direct în forme) [anonimizat], fără adaosul de aditivi.

[anonimizat] (materie primă vegetală) este transformat în tartine de orez (produs finit) în urma expandării. [anonimizat], dar și a [anonimizat] o [anonimizat] a [anonimizat].

Orezul este o [anonimizat], ceea ce impune o prelucrare sezonieră ([anonimizat]) într-un anumit ritm al producției și anumite condiții de lucru. [anonimizat], [anonimizat], ceea ce impune o continuă modificare a parametrilor de producție.

În această subramură a [anonimizat] a crupelor, [anonimizat] a unei singure partide care să asigure o prelucrare uniformă din punct de vedere calitativ.

A doua jumătate a primei părți continuă cu descrierea procesului tehnologic de fabricare a tartinelor de orez și pregătirea acestora în vederea comercializării (ambalarea), precum și normele de igienă și de securitate în muncă specifice. [anonimizat] (legate într-o succesiune logică) [anonimizat].

În a doua parte a lucrării vor fi tratate aspecte legate de siguranța alimentară (standardul ISO 22000) și cum se poate implementa în acest proces tehnologic. Este întocmit un plan HACCP caracteristic unei unități de producere a tartinele de orez.

[anonimizat] a conținutului de micotoxine (metoda spectrofotometrică). Sunt prezentate modul de lucru și rezultatele obținute în urma analizei unor probe de orez.

[anonimizat], pot fi utilizate mai departe ca furaje pentru animale ([anonimizat]) [anonimizat].

Studiu de literatură

Orez (Oryza sativa)

[anonimizat] ([anonimizat]) este recunoscută ca fiind a doua cea mai răspândită cereală la nivel global, grâul aflându-se pe prima poziție în clasament.[] Consumul ridicat de orez se datorează proprietăților nutritive ale acestuia. Calitatea orezului este asigurată de caracteristicile fizice, de compoziția chimică, proprietățile tehnologice și comportarea în timpul păstrării în diferite condiții.

Caracteristici fizice

În literatura de specialitate sunt detaliate caracteristicile fizice specifice culturilor de orez, care au o deosebită importanță în fixarea parametrilor de lucru pentru operațiile tehnologice, dar și în stabilirea normelor de calitate. În cele ce urmează sunt prezentate cele mai importante caracteristici conform documentării tehnice din literatură.[]

Proprietățile fizico-chimice ale produselor finite și parametrii unor operații tehnologice depend de masa specifică (densitatea) ρ (g/cm3) a orezului. Densitatea aparentă (în vrac sau densitatea masei de boabe), ρv (kg/m3), este definită ca raportul dintre masa boabelor de cereale și masa impurităților, raportate la volumul total ocupat de acestea. Pentru boabele de orez s-a stabilit o densitate în vrac cuprinsă între 470 – 550 kg/m3.

Forma bobului de orez variază de la aproape sferic la eliptico-cilindric. În secțiune, aspectul poate varia de la complet făinoas la complet sticloas.

Spre deosebire de grâu și de secară, orezul nu are șănțuleț longitudinal. Dimensiunile geometrice și masa pentru boabele de orez variază între următoarele valori: lungime (l) 5,0 – 7,0 mm; lățime (b) 2,5 – 2,8 mm; grosime (h) 2,0 – 2,5 mm; masa absolută la 1000 boabe 15 – 24 g; masa specifică 1,1 – 1,2 kg/dm3; masa volumică 0,50 – 0,55 kg/dm3.

Porozitatea masei de boabe (indice de porozitate) (%) reprezintă raportul volumului intergranular la cel total. Pentru boabele de orez s-a determinat o porozitate cuprinsă între 50,4 – 65 %.

(1.1.)

Coeficientul de frecare de alunecare internă (µi) este dat de valoarea tangentei unghiului de taluz natural, . Acesta depinde de: natura și starea suprafeței exterioare, umiditatea boabelor și de conținutul de impurități. Coeficientul de frecare de alunecare externă (µak) este definit ca și coeficientul de frecare la deplasarea masei de boabe pe diferite materiale. Spre exemplu, pentru orezul cu masa hectolitrică de 52 kg/hl și o porozitate cuprinsă între 49 – 56 % s-au determinat: µi = 0,51; µak = 0,44 (pentru suprafața de lemn); µak = 0,34 (pentru suprafața de tablă oțel); µak = 0,43 (pentru suprafața de beton).

Boabele de orez au în structura anatomică (prezentată în Fig.1.1), în plus, un înveliș suplimentar –palee (1). Desfacerea și separarea ei se realizează relativ ușor în fazele de prelucrare industrial (spre exemplu la decorticare). Este un înveliș celulozic prelungit cu un vârf țepos (aristă) 2, de diferite lungimi, ajungând uneori până la 15 mm. Sub palee se află pericarpul (3) ce acoperă învelișul seminal (4) și stratul aleuronic (5) de sub acesta. Sub toate aceste învelișuri se află endospermul (6). La partea inferioară a bobului se găsește embrionul (7) apărat de învelișul de protecție al acestuia (8). []

Fig. 1.1. Structura anatomică a semințelor de orez. 1. palee; 2. aristă; 3. pericarp; 4. înveliș seminal; 5. strat aleuronic; 6. endosperm; 7. germene; 8. înveliș de protecție germene [3]

Componentele anatomice ale bobului de orez sunt prezentate în cele ce urmează conform publicației Intitutului Internațional al Orezului cu numele "The Rice Plant and How it Grows": []

Extremitatea spicului bobului de orez se înlătură în timpul prelucrării.

Învelișul (pericarpul) este alcătuit din trei straturi suprapuse (denumite glumele) ce conțin celuloză, pigmenți și minerale cu rol de protecție a endospermului și embrionului, (acestea constituie aproximativ 20% din greutatea totală a bobului). Epicarpul este format dintr-un singur rând de celule învelite într-o membrană celulozică transparentă. Mezocarpul este format din celule alungite, iar endocarpul este alcătuit dintr-un șir de celule sub care sunt așezate perpendicular cu alt strat de celule de formă tubulară.

Stratul aleuronic este format din celule mari cu pereții groși ce au în secțiune o formă aproape pătrată. În compoziția sa chimică intră un conținut mare de substanțe proteice (sub formă de granule foarte fine, compacte și cu aspect cornos) și substanțe minerale, o proporție însemnată de vitamine din complexul B (acest strat ocupă 7 – 9% din bobul întreg) și în cantitate mai mică trigliceride, lecitină, substanțe colorate, steride (sub forma unor picături mici de ulei, dispersate în masa proteinelor). Acesta nu conține granule de amidon.

Endospermul sau miezul bobului reprezintă 78 – 82% din bob. Este alcătuit din celule mari poliedrice ce au pereții foarte subțiri, iar în structura lor intră în proporție mare hemiceluloze și granule de amidon. În endosperm conținutul de substanțe minerale, celuloză, pentozani, vitamine, enzime este foarte redus.

Cariopsele reprezintă partea ce se consumă de la cereale, fiind obținută în urma proceselor de prelucrare a orezului (decorticare), conținând o cantitate mare de amidon.

Germenele sau embrionul deține circa 1,4 – 3,1% din greutatea bobului și conține: lipide, glucide, săruri minerale, vitamine și enzime. Germenele trebuie extras în proporție mare în procesul de prelucrare datorită valorii nutritive și conținutului ridicat de vitamină E.

Orezul crește până la o înălțime de 1 – 1,8 m și nu are un sistem al rădăcinilor foarte dezvoltat în comparație cu alte cereale. Boabele de orez germinează de obicei sub apă, având o nevoie scăzută de oxigen. Toate organele orezului sunt prevăzute cu canale aerifere, care au rol în asigurea circulației oxigenului. Inflorescența orezului este un panicul răsfirat, iar fructul este o cariopsă de culoare albă, îmbrăcată într-un pericarp de culoare brună.[]

Institutul Internațional de Cercetare a Orezului desfășoară activități de cercetare privind dezvoltarea unor soiurilor de orez rezistente la secetă denumite 5411 și Sookha DHAN. Acestea au un sistem de rădăcini mai adânc (Fig. 1.3.).

Fig. 1.2. Cele mai comercializate varietăți de orez []

Fig. 1.3. Morfologia plantei Oryza sativa []

Compoziția chimică

Importanța cerealelor pentru alimentație este dată de conținutul lor în: substanțe nutritive, vitamine (B1, B2, B6, PP, E și acid pantotenic), substanțe minerale (Ca, K, P, Na, Mg, Fe, S, Cl) și de microelemente (I, Cu, B, Ni, Co, Li, Ti, etc.) necesare metabolismului organismului uman (prezentate în Tabelul 1.1.).

Studiile au arătat că tărâțele de orez ajută în tratarea litiazei renale datorită conținutului în acid fitic și fitați (absorb din intestine excesul de calciu). De asemenea, s-a dovedit ca boabele de orez conțin inhibitori ai proteazei (rezultând un efect antitumoral). Totodată, tărața de orez este o sursă valoroasă de antioxidanți, spre exemplu: tocoferoli, tocotrienoli și orizanoli (producătorii ar putea renunța la utilizarea antioxidanților sintetici, precum BHA, BHT în rețetele de fabricație a produselor ce derivă de la orez).[]

Tabelul 1.1. Compoziția chimică a semințelor de orez (raportată la 100g orez) conform publicației Departamentului de Agricultură a Statelor Unite ale Americii []

Componente proteice

Deși orezul brut are un conținut redus în proteine (7,7%) și ridicat în extractive neazotate (73,6%), celuloză (10,15%) și săruri minerale (6,16%), în urma decorticării ponderea proteinelor în bob crește cu circa 1,5 – 2,5%, iar cea a extractivelor neazotate cu circa 5 – 10%, în schimb se reduce cu 3 – 5 % conținutul de săruri minerale și se pierd aproape integral vitaminele. []

Tabelul 1.2. Compoziția procentuală a semințelor de orez[10]

Gluteninele reprezintă o grupă de substanțe proteice mai puțin studiată (glutenina orezului se numește orizenină) deoarece se obțin greu în stare pură, acest fapt se datorează dificultății filtrării extractelor alcaline din semințele cerealelor.[11]

Proteinele conținute în orez au o valoare biologică de 86% (adică o valoare ridicată), înseamnă că putem să asimilăm 86% din proteinele ingerate în urma consumului de orez.

Deși în boabele de orez conținutul de proteine nu sunt reprezentativ din punct de vedere al cantității, din punct de vedere al calității, acestea înglobează aminoacizi esențiali precum coemlisina, metionina și triptofanul (prezentați în Tabelul 1.3.).

Tabelul 1.3. Compoziția în proteine (g/100g) și în aminoacizi esențiali (mg/100g) []

Componente glucidice

Fig. 1.4. Structura amidonului

Componentele glucidice sunt: glucide solubile în apă (dextrinele, zaharoza, maltoza, glucoza și fructoza, se mai găsesc în cantitate mică rafinoza și trifuctozanul), hemiceluloze (prezente în tărâțe, în învelișul celulelor mari ale endospermului), celuloză (în stratul aleuronic, în spermodermă și pericarp).[11]

Se preferă pentru consum orezul cu conținut redus de amiloză, caracterizat printr-o viteză de digestie mai mare ce duce la un răspuns glicemic ridicat și o fermentație redusă în colon. În plus, granulele de amidon din orez se atașează de suprafața pereților stomacului, facilitând interacția cu sucurile gastrice. De semenea, sunt ideale ca înlocuitori de grăsimi în deserturi congelate sau sosuri pentru preparate congelate.[]

În plus, orezul are un conținut scăzut de lipide (0.4%) și fibre (4%).[11]

Conținutul de microelemente

Rapotul dintre sodiu și potasiu este unul pozitiv în cazul orezului – conținut scăzut de sodiu (5mg / 100g) și conținut ridicat de potasiu (92mg / 100g) – este ceea ce l-a făcut un aliment de bază în controlul presiunii arteriale prin intermediul dietei Kempner, ce se bazează pe orezul fiert, folosită din anii '40 înaintea apariției terapiei farmacologice folosită astăzi.[]

Orezul alb, decorticat, nu conține vitamina B1.[]

Tabelul 1.4. Conținutul de minerale și vitamine în 100g de orez integral [11]

Caracteristici tehnologice

După conținutul de apă, boabele de orez se clasifică în: uscate (12 – 14%), semiuscate (14,1 – 15,5%); umede (15,6 – 17%); foarte umede ( > 17%). În cazul fabricării tartinelor de orez, boabele de orez sunt inițial uscate la 12% pentru a putea fi depozitate fără riscul declanșării proceselor biochimice dăunătoare, iar înainte de a fi transformate în produs finit, acestea sunt aduse la o umiditate de 16 – 17%.

Ecuația empirică de calcul a densității în vrac în funcție de umiditate pentru boabele de orez nedecorticat și decorticat este prezentată în Tabelul 1.5. []

Conținutul de impurități influențează procesul de pregătire a cerealelor, în cazul orezului conținutul în semințe de mohor. Aderentă pe suprafața semințelor, pe lângă praful mineral și vegetal, există și o microfloră.[15]

Tabelul 1.5. Ecuația empirică de calcul a densității în vrac în funcție de umiditate[15]

Cerințele legate de caracteristici generale de calitate și caracteristici fizico-chimice pentru orez conform Standartului SR 1226/2007 sunt prezentate în Tabelul 1.6. și Tabelul 1.7.

Tabelul 1.6. Cerințe legate de caracteristicile generale de calitate pentru orez

Tabelul 1.7. Cerințe legate de caracteristicile fizico-chimice pentru orez

Microbiota orezului

Componența microbiotei

Bacteriile. Principalele grupe de bacterii care pot fi întâlnite la culturile de cereale sunt []: familia Pseudomonadaceae cu genurile Pseudomonas, Xanthomonas, Aeromonas; familia Micrococaceae cu genurile Micrococcus, Pediococcus și Sarcina; familia Achromobacteriaceae cu genul Flavobacterium; familia Bacillaceae cu genurile Bacillus subtilis, cereus, pumilus, Clostridium butyricum, perfringens; familia Enterobacteriaceae cu genurile Aerobacter, Erwinia, Escherichia coli, Proteus; familia Lactobacteriaceae cu genurile Leuconostoc, Streptococcus, Lactobacillus delbrueckii, plantarum.

Din fericire pentru producători, cerealele și derivatele acestora nu constituie un mediu favorabil pentru dezvoltarea microorganismelor patogene sau toxicogene precum Salmonella, Clostridium, Staphilococcus.

Drojdiile. Numărul și variabilitatea drojdiilor depinde de condițiile climaterice din momentul recoltării. Principalele genuri de drojdii întâlnite sunt: Saccharomyces, Hansenula, Candida, Pichia. Numărul lor crește considerabil în condiții de umiditate ridicată la recoltare sau prestocare înainte de uscare.[16]

Mucegaiurile. Se pot dezvolta în condiții foarte bune pe cereale. Xerofitele au nevoie pentru creștere și dezvoltare de o umezeală relative a aerului de aproximativ 70%. Ele se înmulțesc pe boabe la umidități de 13,5 – 14,5%.[16]

Principalele genuri de mucegaiuri care se pot dezvolta pe cereale fac parte din subdiviziunile: Zygomycotina, Ascomycotina, Deuteromycotina. Microflora externă este considerate ca o microfloră de poluare și aparține de obicei subdiviziunii Deuteromycotina. Microflora internă este constituită din diferite specii fitopatogene: Fusarium nivale și roseum, genurile Helminthosporum, Ustilago, și de genurile saprofite: Alternaria, Cladosporium, Penicillium, Aspergillus.[16]

Arsura orezului (brussone)

Această micoză specifică culturilor de orez pune mari probleme producătorilor și are următoarele caracteristici: []

Simptome. Țesuturile din dreptul petelor capătă o culoare cenușie, iar pata rămâne înconjurată de o dungă brună. Petele pot fi izolate sau confluente când se produce uscarea frunzelor începând de la vârf. Nodurile tulpinilor prezintă inele negricioase și adâncite în dreptul cărora plantele se rup ușor sub acțiunea vântului. Paniculele dacă se formează au cariopse puține, mici, șiștave cu germinație slabă sau sunt sterile.

Agentul etiologic și evoluția bolii. Cauza bolii o reprezintă ciuperca Pyricularia oryzae ce prezintă miceliul localizat intercelular dar și în xilem. Boala se transmite prin resturi vegetale care conțin conidiofori cu conidii ce sunt virulente timp de până la 7 luni sau prin clamidospori, formă sub care rezistă 20 de luni.

Patotoxina piricularină produsă de ciupercă împiedică creșterea și respirația plantelor. La o umiditate a aerului sub 90%, infecțiile nu se produc. Evoluția bolii este favorizată de umiditatea atmosferică ridicată, de fertilizarea excesivă cu azot și de ph-ul acid al solului.

Prevenire și combatere. Metodele preventive vizează: arderea miriștei, fertilizare echilibrată și moderată, cultivarea soiurilor rezistente.

Provoacă pierderi de recoltă ce pot oscila de la 25% – 100%.

Factorii ce determină apariția microbiotei

Influența umidității. Dacă activitatea apei într-un produs este diminuată progresiv, dezvoltarea microbiană este reprimată corespunzător, în trei maniere diferite: faza de latență se lungește, viteza de creștere în faza exponențială este mai mică și nivelul maxim atins de populația microbiană este redus, rezultatul general fiind o frânare a dezvoltării microorganismelor.[]

Temperatura. Pe cereale, microflora predominantă din punct de vedere al temperaturii este cea mezofilă (20 – 40 °C), specifică mucegaiurilor.[18]

Conținutului de oxigen. Marea majoritate a microorganismelor întâlnite pe cereale sunt aerobe. În depozitele de cereale în care nu se realizează aerarea se dezvoltă microorganisme anaerobe, în special drojdii, bacterii anaerobe și numai anumite specii de mucegaiuri. [18]

Structura boabelor: Boabele de cereale sunt acoperite de diferite straturi de celuloză, hemiceluloză, care le protejează. Zona mai puțin protejată este cea a embrionului care conține și cea mai mare cantitate de substanțe nutritive. Din această cauză este și cea mai expusă la atacul microorganismelor. [18]

Tabelul 1.8. Limita de creștere a principalelor microorganisme în funcție de aw [18]

Gradul de integritate a boabelor. De cele mai multe ori boabele întregi sunt mai puțin atacate de microorganisme, iar boabele zdrobite favorizează dezvoltarea microorganismelor, care au acces la substanțele nutritive din bob. [18]

În conformitate cu statisticile FAO, aproximativ 5% din producția mondială anuală de cereale se deteriorează din cauza prezenței microorganismelor.

Transformări nedorite datorate microbiotei

Încingerea cerealelor se realizează prin creșterea temperaturii în masa de boabe, datorită activității fiziologice a boabelor, a microflorei specifice din timpul depozitării și datorită prezenței insectelor. [18]

Reducerea masei de cereale are loc datorită activității metabolice a microorganismelor, prin consumul substanțelor nutritive și reducerea cantității de substanță uscată. [18]

Alterarea cerealelor reprezintă: [18] dezvoltarea mucegaiurilor din genul Aspergillus și Penicillium diminuează facultatea germinativă a boabelor; modificarea culorii boabelor se datorează dezvoltării mucegaiurilor și a unor specii de bacterii; modificarea mirosului prin apariția mirosului de mucegai, de încins, de putrezit, de fermentat; aciditatea titrabilă a boabelor stocate crește în același timp cu creșterea și propagarea microorganismelor; alergii, micoze, micotoxicoze care pot fi induse de microflora cerealieră; riscul formării micotoxinelor cum ar fi: aflatoxinele, ochratoxina, thricotecene, zearalenona, fumonizinele este mare în cazul cerealelor contaminate cu mucegaiuri toxicogene.

Controlul microbiologic

În conformitate cu art. 4 al Regulamentului (CE) nr. 852/2004 „operatorii din sectorul alimentar trebuie să respecte criteriile microbiologice. Acest lucru ar trebui să includă testarea valorilor stabilite pentru respectivele criterii prin prelevarea de probe, efectuarea de analize și aplicarea de acțiuni corective, în conformitate cu legislația în domeniul alimentar și cu instrucțiunile date de autoritățile competente. În consecință, trebuie prevăzute măsuri de aplicare privind metodele analitice inclusiv, după caz, incertitudinea măsurătorii, planul de prelevare a probelor, limitele microbiologice, numărul de unități analitice care trebuie să respecte aceste limite. Măsurile care trebuie întreprinse de către operatorii din sectorul alimentar pentru a asigura respectarea criteriilor care definesc caracterul acceptabil al unui proces pot include, printre altele, controlul materiilor prime, igiena, temperatura și durata de conservare a produsului.”[34]

În general, în alegerea celei mai adecvate metode de analiză trebuie să se țină seama de următoarele criterii: sensibilitate înaltă pentru concentrații reduse de celule; acuratețe și precizie; rapiditate; să implice o metodologie de lucru simplă, ieftină, nelaborioasă, universal aplicabilă; să ofere un raspuns prompt, ușor interpretabil și reproductibil.

Singurele metode care asigură condiții pentru evaluarea simultană din punct de vedere cantitativ, calitativ și caracterizare a microbiotei sunt cele bazate pe examenul culturii de microorganisme. Evaluările de acest tip prevăd stabilirea gradului de contaminare microbiană, prin determinarea numărului de unități formatoare de colonii (ufc), când examenul culturii de microorganisme este corelat cu studii calitative de izolare și caracterizare a microorganismelor contaminante.

Tehnologia de prelucrare a orezului

Fig. 2.1. Schema generală de operații de prelucrare a orezului []

Cerealele nu se consumă, în general, în urma supunerii în prealabil la diferite prelucrări industriale. În Fig. 2.1 este prezentată schema de operații specifice prelucrării orezului ce urmează a fi apoi expandat cu scopul obținerii tartinelor de orez. În continuare sunt detaliate aceste operații așa cum sunt descrise în literatura de specialitate.

Eliminarea corpurilor străine

Acest proces depinde de natura și structura corpurilor stăine, spre exemplu impuritățile minerale prezente în amestecul de semințe, semințele de buruieni și de alte culturi, impurități păioase, etc.

Prezența în cultura de orez a mohorului se explică prin faptul că se dezvoltă în aceleași condiții de climă și umiditate ca și orezul. Boabele de mohor (galben și verde) deși au aceeași dimensiune cu cea a orezului, ele nu pot fi îndepărtate prin cernere, datorită țepilor radiali care sunt concrescuti cu învelișul. [19]

Separarea după dimensiuni

Separarea corpurilor străine din masa cerealieră, pe baza diferențelor între lățimea și grosimea particulelor, se realizează prin procesul de cernere folosind suprafețe de separare de tipul unor împletituri metalice (sau chiar textile) sau a unor table perforate, care se numesc site pentru un d < 1 mm sau ciururi pentru d > 1 mm (diametrul orificiilor). [19]

Pentru a obține n fracțiuni diferite dimensional este nevoie de n – 1 suprafețe de separare cu orificii de dimensiuni diferite. []

Pentru un amestec inițial compus din două componente care se diferențiază după grosime c1 << c2, separarea se face pe site cu orificii dreptunghiulare (alungite). [19]

Dacă diferențierea se face după lățime b1 << b2, se folosesc site cu orificii circulare cu diametrul orificiilor cuprins între: b1 < d < b2. [19]

În ambele cazuri componentele cu dimensiunile c1, respectiv b1, vor trece prin orificiile sitei, iar componentele cu dimensiunile c2, respectiv b2, vor rămâne pe sită și vor putea fi colectate la capătul opus alimentării.

Suprafețele de separare sunt caracterizate de mărimea laturii orificiului l (în mm sau µm), suprafața activă de cernere Sa (în %) și de numărul de ochiuri pe cm2: [20]

(%) orif/cm2 (2.1.)

unde: t – este pasul firelor țesăturii (distanța între axele firelor), iar d – diametrul firului metalic.

Tablele perforate se caracterizează prin coeficientul de penetrabilitate conform relației[19]:

(2.2.)

unde: D – este diametrul orificiului; l – distanța dintre centrele a două orificii alăturate.

Pentru un amestec format din patru componente cu dimensiunile particulelor în relația a > b > c > d, este nevoie de trei suprafețe de separare pentru a se realiza separarea amestecului. Iar, dimensiunile orificiilor sitelor α, β respectiv γ trebuie sa fie alese astfel:

a > α > b b > β > c c > γ > d

În acest caz așezarea suprafețelor de separare se poate face în trei moduri [20]:

în ordine crescătoare a dimensiunilor orificiilor (γ < β < α), astfel fiecare suprafață primind refuzul celeilalte (Fig. 2.2. a) – dispunere consecutivă;

în ordine descrescătoare a dimensiunilor orificiilor, astfel fiecare suprafață primind cernutul celei precedente (Fig. 2.2. b) – dispunere suprapusă;

dispunere combinată (Fig. 2.2. c).

Cu cât crește număr de suprafețe de separare cu atât se mărește numărul posibilităților (variantelor) de dispunere a acestora.

Fig. 2.2. Dispunerea suprafețelor de cernere plane. a.consecutivă; b.suprapusă; c.combinată [20]

În condiții de producție, eficiența procesului de separare se calculează cu relația: [19]

(2.3.)

în care: X1 și X2 – conținutul inițial și final al impurităților în masa de cereale, adică la intrare și ieșire din separator; m – conținutul de boabe normale în deșeuri, %.

Sitele cu mișcare vibratoare–oscilatorie. Se utilizează cel puțin două site: una pentru impurități mari și o sită pentru impurități mici. Cu cât valoarea unghiului de înclinare al sitei este mai mică, cu atât eficiența separării este mai mare.[]

Încărcarea specifică se află într-un raport invers proporțional cu eficiența separării: la creșterea încărcării specifice, sporește debitul și grosimea stratului de produse, care îngreunează deplasarea particulelor spre orificiile de cernere. [21]

Creșterea lungimii drumului parcurs de produs și a suprafeței utile de cernere majorează eficiența separării E. Creșterea umidității produsului duce la creșterea frecării, reducerea vitezei de deplasare a particulelor și majorarea eficienței de separare. [19]

Produsele obținute în urma separării, după conținutul de boabe cerealiere, se divizează în produse secundare și deșeuri. Deșeurile se împart în trei categorii: [20]

deșeuri de categoria I — care conțin 30 – 50% boabe bune din cultura principală;

deșeuri de categoria II — care conțin 2 – 10% boabe bune; coji; pleavă;

deșeuri de categoria III — care conțin maxim 2% boabe bune și produse ce nu pot fi folosite în scopuri furajere – paie, praf de la aspirație, semințe de buruieni otrăvitoare și vătămătoare pentru animale și păsări.

Pentru a reduce conținutul boabelor culturii de bază în deșeuri se prevede operația de control a acestora. Amestecarea deșeurilor de categoria I și III este categoric interzisă. Deșeurile de categoria I și II se numesc deșeuri furajere, iar deșeurile de categoria III – nefurajere. Deșeurile de categoria III se trec la pierdere și sunt eliminate prin ardere. [20]

Descrierea utilajului. Cadrul de susținere 3, este dotat cu patru lamele elastice 6 și sprijină cadrul suport 5 al suprafețelor de cernere 4. Pot exista 2 – 6 suprafețe de cernere așezate consecutive cu o înclinare a suprafețelor de separare între 5 și 15°. Reglarea grosimii stratului de produse supuse cernerii pe sită se realizează cu ajutorui clapetei articulate 2. Motorul electric 10 transmite mișcarea de rotație arborelui cu excentric printr-o transmisie cu curele trapezoidale, prin intermediul roții 12. Datorită flexibilității tijelor elastice 11, mișcarea pe direcția verticală este preluată de acestea, fiind transmisă cadrului 5, respectiv suprafețelor de cernere. [21]

Funcționarea utilajului. Alimentarea se face prin racordul 1, cerealele cad pe suprafețele de cernere, trecând pe sub clapeta articulată. Datorită înclinației suprafețelor de cernere și mișcării oscilante alternative, cerealele se deplasează spre evacuare, părăsind utilajul prin racordurile de evacuare 8 și 9. [21]

Fig. 2.3. Bloc de separare cu suprafață de cernere cu sită oscilantă : 1 – racord de alimentare; 2 – clapetă articulară; 3 – cadru de susținere; 4 – suprafețe de cernere; 5 – cadru de suport; 6 – lama elastică de suspendare; 7 – canal de evacuare; 8 -racord de evacuare a refuzului; 9 – racorduri de evacuare a cernuturilor; 10 – motor electric; 11 – tijă elastică; 12 – roată de acționare; 13 – excentrice; I – amestec inițial; C1 — primul cernut; C2 – al doilea cernut; R – refuzul. [21]

Suprafețe prismatice hexagonale rotative – Triorul. Realizează operația de separare a impurităților după lungime fiind dotate cu suprafețe alveolare speciale. Din punct de vedere al construcției, modificarea parametrilor triorului sunt: dimensiunile și forma alveolelor – adâncimea; aria suprafeței de lucru; viteza de rotație a discului sau cilindrului în jurul axului operativ. []

Productivitatea triorului cilindric este de 1,5 – 2,5 t/oră. Elementul principal al acestui tip de trior (Fig. 2.4) îl constituie mantaua cilindrică, prevăzută pe suprafața interioară, cu alveole fabricate prin ambutisare sau frezare, în care se rețin impuritățile sferice. [22]

Organul de lucru este reprezentat de sita de formă prismatică hexagonală (separarea făcându-se pe fețele laterale ale prismei) având mișcare de rotație în jurul axei de simetrie, puțin înclinată față de orizontală. Materialul separat la fiecare zonă fiind colectat separat. Schema constructivă a unui trior este prezentată în Fig. 2.4.

O particulă de material aflată pe o suprafață de separare hexagonală cu mișcare de rotație cu viteza unghiulară ω față de axa orizontală (fig.2.5.) este acționată de forțele: G – greutatea proprie a particulei; – forța centrifugă; -forța de frecare; N –reacțiunea suprafeței de separare, m fiind masa particulei (). [19]

Funcționarea utilajului. În jgheabul colector – 2 se găsește un transportor elicoidal – 3 destinat pentru colectarea și transportul impurităților și a spărturii de orez spre gura de evacuare – I. Antrenarea transportorului elicoidal se efectuează de la arbore – 4, prin angrenajul dințat. Poziția jgheabului colector poate fi reglată, cu ajutorul unei manete, montate la extremitatea triorului dinspre evacuare. Reglajele încep de la poziția verticală a manetei cu deplasarea acesteia in sensul opus acelor de ceasornic cu 20 – 30˚. [22]

Fig.2.4. Schema constructivă a mașinii cu sită prismatică hexagonală rotativă 1.carcasa din lemn; 2.arbore; 3.spite de susținere; 4.palete de susținere; 5.sita; 6.transportor elicoidal; 7.racord de alimentare; 8,9.racorduri de evacuare; 10.saiba de acționare; 11.racord de aspirație; 12.sort textil pentru scuturare; 13. usi de vizitare. [22]

Turația cilindrului (diametrul de 500 mm) este de 40 rot/min, fiind asigurată de un electromotor cu N = 0,55 kW, n = 1000 rot/min și un reductor. Cilindrul, împreună cu toate componentele sale, este înclinat spre evacuare cu 5 – 8°. Dimensiunile de gabarit ale triorului cilindric sunt următoarele: lungime – 2280 mm; lățime – 785 mm, inălțime – 950 mm. Greutatea triorului este de 200 kg. [22]

Fig. 2.5. Schema forțelor care acționează asupra unei particule aflată pe sita hexagonală [19]

Fig. 2.6. Schema funcțională a triorului cilindric: 1 – manta cilindrică cu alveole; 2 – jgheab colector de impurități sferice mici; 3 – transportor elicoidal; 4 – arbore; I – impurități sferice; II – cereale curățate, zona 1 de rostogolire/alunecare a boabelor și semințelor ce nu intră în alveole, zona 2 de părăsire a alveolelor de către boabele cerealiere, zona 3 de părăsire a alveolelor de cătte semințele de buruieni și a impurităților sferice. [19]

Tabelul 2.1. Deranjamente și remedieri la exploatarea triorului. [22]

Separarea după proprietățile aerodinamice

Proprietățile aerodinamice reprezintă rezistențele de deplasare ale componentelor masei de boabe, într-un flux de aer ascendent (îndreptat de jos în sus). Aceste insușiri se caracterizează prin viteza de plutire, care reprezintă viteza curentului de aer la care un oarecare component al amestecului se află în stare de plutire. [21]

Descrierea utilajului. Prezintă o carcasă metalică ce are la partea superioară buncărul de alimentare – 1, camerele de decantare – 2 și 4, ventilatorul – 3. La partea inferioară se află cadrul-suport al sitelor de cernere – 13 și grupul de acționare. Buncărul de alimentare este legat de camera de decantare printr-un canal, care asigură apirația prafului degajat la curgerea cerealelor. În buncărul de alimentare există două clapete care asigură alimentarea uniformă a utilajul și deplasarea obligatorie a cerealelor peste blocul de magneți permanenți – 14. Magneții asigură reținerea impurităților magnetice din cereale. [22]

Fig. 2.7. Separatorul-aspirator: 1 – buncăr de alimentare; 2,4 – camere de decantare a impurităților ușoare; 3 – ventilator, 5 – șnec; 6 – maneta de reglare a secțiunii canalului de aspirație, 7 – canal de aspirație; 8 – roata de curea a mecanismului de acționare; 9 – curea trapezoidală; 10 – piciorul mașinii; 11 – roata de curea a motorului; 12 – motorul electric; 13 – sitele de cemere; 14 – bloc de magneți permanenți; 15 – plan înclinat; I – amestec inițial; II – aer ieșit din mașină; III – refuzul sitei de sortare; IV – aer curat intrat în mașină; – cereale curățite, VI – cernutul sitei de cernere; VII – impuritățile ușoare decantate. [22]

Motorul electric – 12 transmite mișcarea de rotatie arborelui de acționare, prin intermediul curelelor trapezoidale – 9. Pe arborele de acționare se găsesc excentrice, care transformă mișcarea de rotație, prin intermediul lamelor elastice, în mișcare oscilantă. [22]

Capacitatea separatorului-aspirator se micșorează o dată cu creșterea umidității cerealelor și conținutul de impurități. Capacitatea separatorului se determină cu relația[19]:

(2.4.)

în care:— încărcarea specifică pe lățimea sitei; — lățimea sitei, m; — lungimea sitei, m; – suprafața sitei, m2; – încărcarea specifică a sitei, .

Eficiența curățirii cerealelor de impurități se poate determina cu relația[19]:

(2.5.)

în care: – conținutul inițial de impurități în cerealele supuse curățirii, %; – conținutul final de impurități cerealele curățite, %.

Tabelul 2.2. Deranjamente și remedieri care pot apărea la exploatarea separatorului-aspirator. [22]

Separarea (electro)magnetică a corpurilor metalice

Separarea corpurilor metalice ce pot să apară în amestecul de cereale se face pentru a preîntâmpina deteriorarea organelor de lucru ale mașinilor care vor realiza prelucrarea cerealelor. În general, se utilizează cutii cu magneți permanenți sau electromagneți (separatoare magnetice sau electromagnetice). Acestea pot fi utilaje de sine stătătoare sau pot fi parte integrată dintr-un alt utilaj. [22]

Necesitatea separării corpurilor metalice este impusă și de cerințele standardelor de ramură față de calitatea produselor finite – lipsa în acestea a corpurilor metalomagnetice.

Datorită construcției simple a separatoarelor cu magneți permanenți, ele sunt utilizate mai ales în unitățile de mică capacitate. Magneții permanenți se confecționează din aliaje ale oțelului cu cromul, wolframul, cobaltul, nichelul, manganul, aluminiul etc., în diferite proporții, având diverse denumiri (aliaj platină-cobalt; aliaj bismanal). Se pot folosi și magneți din aliaje puternic magnetice, cum ar fi Magnico (Mg-Ni-Co) și Alnico (Al-Ni-Co), cu putere de ridicare dublă față de cea a magneților clasici. [22]

Funcționarea utilajului. Prin racordul 1 sunt alimentate produsele cerealiere, în buncărul 2. Datorită greutății proprii, acestea deschid clapeta articulată cu contragreutatea 9, și se distribuie într-un strat uniform de-a lungul separatorului, trecând peste blocul de magneți permanenți. Astfel, corpurile feroase, dacă sunt prezente în masa cerealelor, aderă la magneți. Produsele cerealiere trec peste magnet, ajungând în racordul de evacuare 6. Curățirea periodică a magneților se realizează de 2 ori pe schimb, se deschide ușa 3 și, prinzând de bara 4, se extrage blocul magnetic din carcasă. [22]

Eficiența separării corpurilor feroase depinde de: puterea de atracție a magnețitor; uniformitatea repartizării produselor pe tot câmpul magnetic; metoda de curățire a magneților; viteza de deplasare a produselor pe suprafața magnetică; grosimea stratului de produse (pentru boabe se recomandă o grosime de 10 – 12 mm); intensitatea câmpului magnetic al separatorului. [19]

Fig. 2.8. Separatorul magnetic 1 — racord de alimentare, 3 — buncăr; 3 — ușa de vizitare; 4 — bară metalică pentru extragerea magnetului; 5 — carcasă: 6 — racord de evacuare; 7 — element de sprijin; 8 — bloc magnetic; 9 — clapetă articulată cu contragreutate; I amestec inițial supus separării, 11 — produs curățat de impurități magnetice. [22]

Puterea de atracție a magneților permanenți poate fi determinată cu relația[19]:

(2.6)

în care: – inducția magnetică, tesla; – suprafața secțiunii transversale a câmpului magneti, m2;

La exploatarea separatoarelor magnetice, principalele indicații sunt [22]:

instalarea separatoarelor trebuie să se facă astfel încât să existe posibilitatea opririi de scurtă durată a procesului sau a direcționării spre un alt separator magnetic, pentru a se putea curăța blocul de magneți;

de asemenea accesul la magneți trebuie să fie liber;

grosimea stratului de material pe suprafața magnetulul nu trebuie să depășească 12 mm pentru boabe; materialul trebuie să fie uniform distribuit pe toată lățimea magnetului;

curățirea magneților de corpuri feroase trebuie să se efectueze nu mai puțin de o dată pe schimb.

Condiționarea semințelor

Boabele de orez, ca toate boabele cerealiere, sunt supuse unor operații de pregătire înainte de a fi transformate în produs finit. Aceste operații se fac atât în funcție de particularitățile semințelor, cât și de cele ale produsului finit dorit să se obțină.

În cazul prelucrării orezului în vederea obținerii tartinelor de orez nu se execută spălarea cerealelor, de aceea, pentru îndepărtarea prafului și microorganismelor de pe suprafața semințelor, se folosesc mașini care fac descojirea și perierea acestora. [21] Ultima treaptă a descojirii se realizează prin periere.

Diferența dintre construcția mașinilor de periat și cea a descojitoarelor constă în faptul că rotorul cu palete este înlocuit de un rotor cu perii sau un rotor cu perii și palete intercalate succesiv. Periile pot fi confecționate din fire de iarbă de mare, pir tratat, pene de gâscă sau din material plastic, distanța dintre ele și mantaua de lucru se poate regla cu ajutorul unor mecanisme cu șurub-piuliță. În exploatare se mai întâlnesc și mașini de periat conice (cu mantaua și rotorul conice) sau mașini de periat cu spiră elicoidală la care organul de lucru este sub formă unei perii elicoidale care se rotește într-o manta cilindrică. [21]

Descojirea orezului

Operația de descojire este foarte importantă pentru desfășurarea operațiilor ulteriore (expandarea orezului) și se poate desfășura în două trepte [20]:

treapta I care constă în îndepărtarea prafului mineral de pe suprafața semințelor obținându-se praful negru cu un conținut de praf mineral de cca. 90% și un conținut în cenușă de peste 20%;

treapta II care constă în îndepărtarea învelișului pericarpic și parțial al embrionului obținându-se praful alb cu un conținut de 6-8% cenușă. După fiecare treaptă de descojire conținutul în substanțe minerale al seminței scade cu 0.03 – 0.05%, iar cantitatea de spărturi crește cu 0.2 – 0.5%.

Putem întâlni descojitoare de diferite tipuri constructive, având manta (stator) abrazivă din șmirghel, țesătură din sârmă sau tablă perforată. Descojitorul cu manta abrazivă asigură cel mai mare efect tehnologic de descojire a masei cerealiere – descojire intensivă. În Fig. 2.9. este prezentat descojitorul cu manta abrazivă așezată în plan orizontal.

Descrierea utilajului. Descojitorul se format din carcasa metalică 4, în care este fixată mantaua cilindrică abrazivă 5. Mantaua este compusă din două părți semicilindrice din șmirghel, realizate prin turnare. Granulele de șmirghel pot fi naturale sau sintetice, obținute din topirea oxidului de aluminiu cu oxid de fier.[21]

Granulația șmirghelului este diferită pentru fiecare treaptă. Se folosește pentru treapta I: 40% șmirghel nr. 2,0, dimensiuni de 0,8 – 0,85 mm; 40 % șmirghel nr. 22, cu dimensiuni de 0,75 – 0,8 mm; 20 % șmirghel nr. 36, cu dimensiuni de 0,4 – 0,5 mm. Pentru treapta a II-a: 60% șmirghel nr. 24, cu dimensiuni de 0,7 – 0,75 mm; 40 % șmirghel nr. 40, cu dimensiuni de 0,5 – 0,6 mm. [21]

Se recomandă să se întoarcă cu 180° mantaua în scopul utilizării uniforme a acesteia. În interiorul mantalei se rotesc paletele 3, care sunt fixate pe arborele de acționare 8, cu ajutorul unor roți de sprijin 7. Pentru că praful degajat în interiorul mantalei trebuie apirat pentru evitarea exploziilor, aceasta are un canal de aspirație 10 pe toată lungimea, situat la partea superioară. Canalul este închis de către o manta din tablă perforată 14 pentru împiedicarea ieșirii cerealelor din spațiul de lucru al utilajului. Evacuarea se face prin racordul 9.[21]

Boabele, lovindu-se de mantaua descojitorului, capătă energie cinetică E (kgm) [19]:

(2.7.)

în care: – masa unui bob, ; – viteza de mișcare a bobului, care este egală cu viteza periferică a paletelor de pe rotor, m/s.

Fig. 2.9. Descojitor cu manta abrazivă: 1- racord de alimentare; 2 – roată de acționare; 3 – palete; 4 – carcasă; 5 – manta cilindrică abrazivă; 6 – picioare de sprijin; 7 – roți de sprijin; 8 – arbore; 9 – racord de evacuare a cerealelor; 10 – canal de aspirație; 11 – racord de aspirație; 12 – camera de decantare; 13 – clapete articulate de ecluzare; 14 – tablă perforată; I – alimentare cu amestec initial; II – evacuarea cerealelor; III – aer cu praf; IV – impurități ușoare. [21]

Înainte de descojitor trebuie montat un separator magnetic deoarece pătrunderea în utilaj a impurităților metalice constituie surse de incendiu.

Eficiența tehnologică de descojire a cerealelor este dată de reducerea conținutului de cenușă al boabelor, la care se adaugă și gradul de spargere a acestora. Prelucrarea cerealelor în descojitoare este eficientă dacă are loc o scădere a cenușii boabelor cu mai mult de 0,02%, iar cantitatea de boabe sparte nu crește mai mult de 1 – 2%.

Se caluclează coeficientul de reducere a cenușii (%) cu relația: [19]

(2.8.)

în care: – cenușa boabelor înainte și, respectiv, după trecerea prin mașina de descojire, %.

Se caluclează cenușa boabelor cu relația: [19]

(2.9.)

în care: – masa absolută a cenușii, g; – masa probei analizate, g; – umiditatea boabelor, %.

S-a stabilit faptul că trebuie să scadă cu 0,08 – 0,12% conținutul de cenușă al boabelor, iar cel de celuloză cu 0,92 – 0,96%. Însă conținutul relativ de amidon în boabe crește cu 2,44 – 2,62% datorită creșterii masei hectolitrice cu 55 g/L.[19]

Praful degajat de descojitor este supus analizei de laborator, pentru ca se ia o probă din filtru de 2 kg praf. Calitatea prafului este apreciată după conținutul de cenușă (cenușa prafului de la descojitor trebuie să fie peste 5 – 8%) și conținutul granulelor de amidon (dacă este mare aceasta rezultă că o parte de endosperm trece în deșeuri – descojire insuficientă).[19]

La amplasarea în spațiul de producere trebuie să se asigure o distanța de minim 1 m de jur împrejurul utilajului. Rețeaua de ventilare trebuie să funcționeze astfel încât conținutul prafului cerealier să nu depășească 4 mg/m3, iar conținutul prafului de făină – 6 mg/m3. [21]

Tabelul 2.4. Caracteristicile tehnice ale descojitorului [21]

Înaintea punerii în funcțiune trebuie verificate cu atenție: toate îmbinările, tensiunea curelelor trapezoidale și a mantalei cu țesătură, sensul de rotație a rotorului, distanța dintre marginea aripioarelor paletelor și mantaua cu țesătură, sensul de rotație a rotorului, distanța dintre marginea aripioarelor, paletelor și mantaua cu țesătură, posibilitatea rotirii rotorului cu mâna, dacă s-a efectuat ungerea. [21]

Tabelul 2.5. Deranjamente și remedieri la descojitoare [21]

Câteva reguli de tehnica securității muncii atunci când se manipulează utilajului[21] :

Punerea în funcțiune a descojitorului se face numai după montarea în fața acestora a aparatelor magnetice de reținere a corpurilor metalice;

Se interzice introducerea mâinilor în mașină în timpul funcționării, ci numai după oprire;

Utilajului se pornește numai cu aspirația deja pornită.

Șlefuirea și polizarea

Operația constă în îndepărtarea straturilor de înveliș pericarpic și seminal și a germenului prin procese mecanice de șlefuire folosind suprafețe abrazive. Se pot folosi conurile de șlefuire (operație în mai multe trepte în funcție de calitatea orezului).

Controlul efectului șlefuirii se face prin determinarea conținutului de cenușă al orezului prelucrat. Astfel, după prima șlefuire este de 1,5%, iar după ultima scade la 0,55 – 0,65%. Umiditatea boabelor de orez scade cu circa 0,4% datorită încălzirii boabelor în timpul șlefuirii.[]

Descrierea utilajului. Acesta se compune din următoarele organe de lucru: cilindrul perforat – 4, care este instalat în corpul camerei de lucru – 5 împreună cu rotorul compus din pietrele abrazive – 6 montate pe arborele tubural – 3. Între cilindrul perforat și pietrele abrazive este o distanță de 10 mm. Turația arborelui de acționare este de 850 rot/min, iar viteza periferică a pietrelor abrazive 20 m/s, la un diametru al acestora de 450 mm. Suprafața cilindrului perforat este de 0,9 m2. În camera de lucru (volumul de 16 dm3) greutatea produsului ajunge la 11,5 – 13,5 kg. Arborele este acționat de un motor electric – 8 ce are puterea de 22 kW, prin intermediul curelelor trapezoidale – 9. []

Funcționarea utilajului. Prin racordul cilindric de alimentare – 1, produsul inițial I intră in mașină și se îndreaptă către spațiul de lucru (pietrele abrazive și cilindrul perforat). Trebuie să se umple complet spațiului ce lucru cu material, care este evacuat prin racordul – 12. [24] Frecarea intensivă este consecința unei degajări de căldură în cantități însemnate. De aceea, pentru a se evita supraîncălizirea și aprinderea materialului mașina este aspirată intens, la un debit de aer 920 m3/oră. Astfel, se realizează și separarea impurităților ușoare. Aerul – II ajunge în spațiul de lucru al mașinii prin orificiile arborelui tubular. Ulterior, prin orificiile cilindrului perforat și camera cilindrică – 5, este aspirat în rețeaua de aspirație – III. [24] Praful alb rezultat ste bogat în vitamine, substanțe proteice și se folosește că nutreț. Cojiile sunt folosite parțial în furajarea animalelor (fiind bogate în SiO2) sau transformate în cenușă când se utilizează ca material de umplutură pentru diferite izolații în construcții.

Durata de prelucrare a produsului în mașină – τ (sec.) se determină astfel: [19]

(2.10.)

în care: m – greutatea produsului aflat în mașină, kg; Q – capacitatea de lucru a mașinii, kg/oră.

Fig. 2.10. Schema tehnologică a mașinii de descojire șlefuire: 1 – racord de alimentare; 2 – lagăr superior; 3 – arbore tubular; 4 – cilindru perforat; 5 – corpul cilindric al camerei de lucru; 6 – pietre abrazive; 7 – lagăr inferior; 8 – motor electric; 9 – curele trapezoidale; 10 – batiu; 11 – roți de curea; 12 – racord de evacuare; 13 – clapetă articulată; 14 – racord pentru aspirație; I – produs inițial; II – aer aspirat în mașină; III – aer cu resturi ușoare și praf aspirat din mașină; IV – amestec ieșit din mașină.[24]

Procesul de fabricare a tartinelor de orez

Tartinele de orez se obțin din doar două ingrediente – orez și apă. Boabele de orez trebuie să aibă anumite caracteristici tehnice pentru realizarea obținerii tartinelor de calitate și pentru a se reduce pierderile datorate sfărâmării acestora. Orezul lipicios, fie el alb sau brun, tinde să fie cea mai bună alegere, pe când varietățile de orez cu bob lung nu iși măresc suprafața în timpul procesului de expandare la valorile dorite. Apa are un rolimportant în procesul de fabricare a tartinelor.[] Alte ingrediente, precum sarea (fie ea adăugată în malaxor înainte de trecerea amestecului tehnologic prin mașina de exapandat, sau adăugată după obținerea tartinelor prin pulverizare) sau diferitele arome aduc consecințe importante asupra gustului și valorii nutriționale ale produsului, dar nu sunt semnificante în procesul de producție.

Mașinile de expandat reprezintă investiții costisitoare, deci materiile prime trebuie să fie ușor adaptabile pentru parametrii mașinilor. Încercările practice au arătat că adaosul de aditivi (în special coloranți și arome) măresc riscul de rupere al tartinelor de orez, rezultând produse finite ce nu respectă standardele de calitate. Astfel s-a stabilit că ierburile aromate, condimentele sau alte semințe să nu fie adăugate în amestecul tehnologic ce urmează a fi supus procesului de expandare, ele putând fi adăugate ulterior pe suprafața tartinelor prin diverse procedee. De asemenea, sarea este pulverizată. După expandare, produsele pot fi galzurate (spre exemplu cu ciocolată, siropuri cu arome de fructe, vanilie etc.) prin imersare sau turnarea glazurii pe suprafața acestora. []

Primele variante tehnologice presupuneau adăugarea tuturor ingredientelor în amestecul inițial format înainte de expandare (orez și apă), însă au avut mai puțin succes datorită faptului că tartinele de orez obținute se sfărâmau, prezentau crăpături pe suprafață, iar aroma se pierderea în urma procesării la temperaturi ridicate. [26]

Unii producători au eliminat, de asemenea, din linia lor de produse tartinele de orez mini (cu dimensiuni mai mici, comercializate în punguțe de 100 g). Acestea au avut costuri de producție mai ridicate decât veniturile din vânzări datorită randamentului scăzut (pierderilor mari). [26]

Procesul tehnologic de expandare realizează transformarea produselor cerealiere, mai ales orezul, grâul și orzul precum și subderivatele acestora, în produse gata de consum. Este o etapă tehnologică mult diferită de coacerea în cuptoare (tradițională).

Parametrii caracteristici ai procesului de fabricare a tartinelor de orez – temperaturile înalte și presiunile ridicate, împreună cu conținutul scăzut în umiditate liberă din produsele expandate finite, le conferă acestora o înaltă rezistență la agresiunile microorganismelor patogene și la apariția mucegaiului. Astfel, li se atribuie o capacitate ridicată de conservare în timp (durata medie de consum a fost stabilită la 18 luni). [26] Substanțele de conservare nu sunt necesare pentru produsele fără glazură, în plus se pot adăuga ierburi aromate ce conțin substanțe cu acțiune asupra inhibării dezvoltării microorganismelor (spre exemplu rozmarinul, oregano).

Ca metodă de prelucrare a materiei prime, permite obținerea unui produs finit conform fără adaos de aditivi. Spre deosebire de metoda clasică de obținere a batoanelor de cereale expandate (în care, orezul este supus unei expandări ințiale în extruder, apoi se prepara un amestec de sirop de zahăr sau glucoză sau alt îndulcitor și emulgatori, necesar pentru realizarea unei mase compacte, pentru lipirea boabelor de orez expandate între ele; și apoi sunt obținute batoanele în formele dorite), în cazul tartinelor de orez obținute prin acest proces tehnologic, produsele finite iau formă în timpul expandării în matrițele mașinilor de expandat. Aromele, coloranții sau alți aditivi pot fi adaugați doar dacă se dorește de către producător, nefiind necesari în această variantă tehnologică.

Fig. 3.1. Schema generală de operații pentru fabricarea tartinelor de orez

Prepararea amestecului tehnologic

Materiile prime sunt dozate cu ajutorul cântarelor electronice (în cazul orezului și a sării) sau recipientelor gradate (în cazul apei). Materialele prime astfel dozate sunt amestecate în vase adecvate cu ajutorul paletelor la temperatură ambientală. Se obține orezul cu o umiditate corespunzătoare procesului optim de expandare de 17% (folosint utilajul din Fig. 3.2.) ce va fi transportat pneumatic în cuvele mașinilor de expandat (Fig. 3.4.) și soluția de sare ce urmează a fi pulverizată peste tartinele obținute în urma expandării (Fig. 3.6.). [26]

Fig. 3.2. Malaxor industrial panglica cu un snec []

Malaxorul industrial panglică cu un șnec este utilizat pentru amestecarea omogenă a orezului cu apa și reprezintă un mixer simplu universal. Corpul de formă cilindrică are în interior un arbore cu spirală dublă, elicoidală, cu palete interioare și exterioare. În timpul rotației arborelui, paletele se ridică, transmit și amestecă materialul pentru a obține o masă omogenă. Descărcarea materialului se face pe la partea inferioară printr-o supapă de deschidere rapidă. [27]

Arborele superior este echipat cu balamale și buncăr de încărcare, acestea fiind fixate cu vinturi pe corpul mixerului. Mecanismul de acționare constă dintr-un motor electric trifazat TEFC 415 V cuplat la cutia de viteze a reductorului elicoidal orizontal, care rotesc paletele cu aproximativ de 50 rot/min. [27]

Arborele central este dotat cu palete speciale de amestecare, care asigură acțiunea contra flux. Materialul în mixer se află în circulație continuă dintr-un capăt în celălalt. [27]

Tabelul 3.1. Specificații tehnice pentru malaxorul industrial panglică cu un șnec [27]

Procesul de expandare

Procesul de fabricare este simplu și se bazează pe faptul că: orezul supus combinație potrivite dintre căldură și presiune se va extinde pentru a umple un anumit spațiu (din matriță). Tipul de orez preferat de producători este, în special, orezul crud (varietatea diferă însă în funcție de viscozitate, potențial de expansiune și gust), care se înmoaie în apă până când este atins nivelul optim de umiditate. Orezul astfel umezit este tranferat în silozurile de deasupra mașinilor de expandat. Un producător mare de tartine de orez poate avea 80 sau 90 de astfel de mașini, cu una până la trei capete de expandat, care produce o tartină la fiecare 15 secunde. Orezul este deplasat cu ajutorul forței gravitaționale de la buncăr în matrița mașinii de expandat (din fontă). [26]

Fig. 3.3. Tartine de orez obținute sub diferite forme [26]

Matrița este încălzită la sute de grade apoi o placă se deschide pentru a produce un vid pe masa umedă de orez. După 6-10 secunde de expunere la căldură la această presiune, capacul matriței se ridică, creând un vid și mai mare asupra conținutului. În ultimele secunde de încălzire, amestecul explodează pentru a umple spațiul dat. Cu cât orezul formează o masă compactă ce umple tot spațiul, cu atât procesul va fi mai satisfacator, iar tartina va avea o textură mai bună și o aroma naturală intensă. Tartinele de orez ce se prezintă sub formă de "polistiren" sau "puc de hockey" arată că, fie a fost prea mult aer și orez insuficient în amestec sau o cantitate prea mică de amestec a ajuns în forma matriței (în cazul – “polistirenului”), fie că relația umiditate-densitate este greșită sau că o cantitate prea mare de amestec a ajuns în forma matriței, rezultând astfel o tartină tare, nemasticabilă și lipsită de aromă (în cazul – “pucului de hochei”). Datorită tărâței sau a altor componente ale orezului (în special glutenul) se poate forma o legatură între boabele de orez astfel încât amestecul tehnologic să se lege fără adaosul de aditivi (spre exemplu emulgatori tip gume). [26]

Temperatura atinsă de către straturile superior și inferior ale tartinelor în formele matriței depășește 300 ͦ C. Întregul proces de expandare durează 6 secunde. Ciclurile termice de expandare sunt vizibile în timp real pe display-ul mașinilor de turnat în forme, dintr-un recipient specific si sunt vizate de responsabil. La terminarea ciclului de expandare, tartina iese la temperatura de circa 60 ͦ C. [26]

După ce orezul si-a mărit volumul, se deschid capetele formelor matriței și tartinele cad ușor pe o bandă transportoare. [26]

Fig. 3.4. Evacuarea tartinelor obținute din matrițe [28]

Fig. 3.5. Mașina de expandat RIDDER'S Model 6/8/48: 1 – sistem de alimentare cu amestec tehnologic; 2 – buncăr mașină; 3 – matrița în poziția deschisă – în repaus; 4 – panoul electric; 5 – placă înclinată pentru evauarea tartinelor; 6 – panou de comandă. []

Sortarea

Prima bandă transportă tartinele printr-un detector de metale. Acesta este programat ca în cazul în care o piesă metalică ajunge în tartine, să acționeze rola de susținere a benzii la capătul acesteia și să o coboare, tartina ne mai pundând să treacă pe cea de a doua bandă și cade într-un coș colector aflat sub aceasta. Dacă produsele trec de detector, ele ajung pe banda 2 unde mai multe capete de pulverizare, dispersează soluția de sare sau alte arome (Fig. 3.6.) pe suprafața tartinelor. Aromele naturale sunt preferate de consumatori și includ o gamă variată de la capșuni, caramel, scorțișoară, mere, afine până la arome complexe de salsa, nacho, taco, bacon etc. [26]

Banda transportoare poate trece tartinele aromate printr-un tunel de uscare unde umiditatea adăugată prin pulverizarea aromei este eliminată.

Transportoarele aduc tartinele de orez în zona de ambalare, unde sunt selectate manual (se verifică dacă există ruperi, suprafața să nu fie arsă, să aibe o grosime constantă și formă rotundă). Apoi trec prin canale vibratoare (Fig. 3.8.) unde sunt aranjate sub forma unui tub cu secțiunea cilindrică și la o lungime corespunzătoare sunt separate pentru a putea fi ambalate în pachete de 100 sau 150 g. Pachetele sunt apoi ambalate în cutii de carton pentru vânzarea în vrac. [26]

Fig. 3.6. Pulverizarea tartinelor obținute cu diverse arome

La transportoarele cu bandă unghiul de înclinare al benzii trebuie să fie cu 10-15˚ mai scăzut decât unghiul de frecare al materialului pe suprafața benzii pentru a se realiza transportul materialului.[]

În Figura 3.7. este prezentată generală a unui atfel de transportor cu bandă. Utilajul prezintă o bandă 3 ce se înfășoară peste tamburul de acționare 2 și tamburul de intindere 7. Rolele de susținere a benzii (superioare 4 și inferioare 14) sunt așezate cu ajutorul suporților pe construcția metalică. Pâlnia 6 încarcă banda cu material în dreptul tamburului de întindere. Descărcarea materialului se face în dreptul tamburului de acționare în buncărul 1. Se poate realiza descărcarea în orice punct al lungimii benzii cu ajutorul unui dispozitiv mobil de descărcare. Sistemul de întindere a benzii este cu greutăți, mișcarea se tranmite ca urmare a frecării dintre bandă și tambure.[29]

Fig 3.7. Schema generală a unui transportor cu bandă: 1 – Carcasă evacuare; 2 – Tobă acționare; 3 – Bandă; 4 – Role superioare; 5 – Suport role; 6 – Pâlnie alimentare; 7 – Toba de întindere; 8 – Cărucior; 9 – Cablu de întindere; 10 – Rola de întindere; 11 – Contragreutate; 12 – Cadru sistem de întindere; 19  –  Material transportat; 13 – Suport cap întindere; 14 – Role inferioare; 15 – Motor electric; 16 – Construcție metalică; 17 – Cuplaj ghidare; 18 – Reductor. [29]

Fig 3.8. Sistem automat cu benzi transportoare vibratoare [28]

Conform Organismului Național de Standardizare – ASRO, în industria alimentară se prevăd următoarele standarde de calitate aplicabile pentru utilaje[39]: SR EN 13570+A1:2010 – Mașini pentru industria alimentară. Malaxoare. Cerințe referitoare la securitate și igienă; SR EN 15180:2015 ver.eng. – Mașini pentru industria alimentară. Dozatoare alimentare. Cerințe de securitate și igienă; SR EN ISO 5223:2016 – Site de cernere pentru încercări pentru cereale; STAS 12827-90 – Utilaje pentru industria alimentară. Condiții tehnice de calitate; SR ISO 5223:1999 – Site de cernere pentru cereale; SR ISO 5223:1999/A1:2002 – Site de cernere pentru cereale. Amendament 1. Dimensiuni suplimentare.

Procesul de ambalare

“Ambalarea este operația prin care se realizează protejarea produselor în scopul păstrării calităților inițiale în condiții igienice în timpul manipulării, transportului, depozitării și desfacerii lor (și chiar în timpul consumului).”[]

Tabelul 4.1. Funcțiile ambalajului

Modalitătea de ambalare

Producătorii aleg tipul ambalajului ținând cont de următoarele aspecte [30]:

proprietățile produsului ce urmează a fi ambalat: natura, dimensiunea, masa, forma produsului, numărul de unități de produs dintr-un ambalaj; interacțiunile de ordin fizic și chimic ce pot apare între produs și ambalaj; fragilitatea produsului, sensibilitatea la factori mecanici și de mediu (prin miros, agenți chimici, umiditate);

condițiile de transport, manipulare și depozitare: numărul operațiilor de încărcare-descărcare; tipul mijloacelor de transport folosite: auto, feroviar, naval; durata operațiilor de manipulare; durata stocării; locul vânzării;

metoda de ambalare, tipul și funcțiile ambalajelor: în funcție de modul de vânzare: autoservire sau servire de către personalul angajat; în funcție de scopul ambalării: pentru transport sau desfacere; modul de închidere; modalitatea și tipul inscripționării. materialul de ambalaj folosit (caracteristici, proprietăți); rezistență la șocuri termice; rezistență la presiuni mari;

valorificarea economică a ambalajului: costul ambalajului; existența posibilității de recuperare/refolosire a ambalajului.

În cazul tartinelor de orez, ambalarea constă în poziționarea unei folii de polietilenă în jurul unui cilindru de tartine (100/150g). Extremitățile ambalajului sunt apoi termosudate pentru a conferi stabilitate ambalajului (Fig. 4.1.). În această etapă are loc și marcarea produsului cu indicarea numărului de lot și a datei de expirare.

Fig 4.1. Procesul de ambalare a tartinelor de orez [26]

Pachetele din Figura 4.2. au dimensiunile 90x135mm pentru pachetele de 100 g și dimensiuni de 90×195 mm pentru cele de 150 g. Se poate folosi la ambalarea tartinelor de orez folia de polietilenă laminată cu un strat de aluminiu, ca cea din figură, sau folie de polietilenă netratată, însă prima variantă oferă o barieră mai bună împotriva factorilor de mediu (produsul este protejat de umiditate și acțiunea directă a radiațiilor solare), menținându-se proprietățile senzoriale alea acestora (rămân crocante).

Alte modalități de ambalare sunt prezentate în Figura 4.2. și au dimensiunile următoare: 90x100x20 mm; 90x200x35 mm; 90x200x45 mm. [31]

Fig 4.2. Ambalarea tartinelor de orez în pachete de 100g/150g în folie de polietilenă laminată cu strat de aluminiu []

Fig 4.3. Ambalarea tartinelor de orez în folie de polietilenă nelaminată [31]

Aspecte legate de ambalare

Materiale utilizate pentru ambalarea tartinelor de orez sunt foliile de polietilenă cu sau fără aplicarea în prealabil a unui strat de aluminiu ce sporește capacitatea de barieră față de factorii de mediu dăunători pentru produs.

Polietilena de joasă densitate (LDPE) reprezintă o excelentă barieră pentru apă și vaporii de apă, dar nu și pentru gaze. Are o excelentă rezistență chimică, în special la acizi, alcalii și soluții anorganice, dar este sensibilă la hidrocarburi, solvenți halogenați, uleiuri și grăsimi. Stress-ul mecanic duce la crăparea materialului (stocarea sau transportul în paleți). Uleiurile esențiale (compuși ai aromelor) și cele vegetale cauzează stress mecanic în material, astfel că pentru orice nouă aromă este necesar un test de evaluare a efectului asupra ambalajului.[]

Polietilena de înaltă densitate (HDPE) este un material nepolar, cu o structură mai liniară ca cea de joasă densitate. Are un grad de cristalinitate de 90%, filmul este mai dur ca cel de joasă densitate, rezistența chimică este superioară, în special la uleiuri și grăsimi, protejează mai bine împotriva acțiunii apei, a gazelor și este mai opacă. Seamănă mai mult cu hârtia decât cu filmele transparente. Are o grosime de 10-12 microni. [32]

Utilizarea aluminiului la confecționarea ambalajelor pentru alimente este rezultatul avantajelor pe care le asigură acest material datorită proprietăților fizice, mecanice, termice și chimice. Pentru a se preveni trecerea ionilor metalici în produsul ambalat, aluminiul este supus unor tratamente de suprafață. [32]

Tratamentele de suprafață constau în aplicarea, pe suprafața aluminiului sau a aliajelor sale, de material polimeric (rășini vinilice precum PE) pentru a proteja metalul față de acțiunea agresivă a produselor care conțin acizi organici.

Procedeele cele mai folosite sunt extrudarea și laminarea. Astfel se pot realiza următoarele obiective: [32] îmbunătățirea caracteristicilor mecanice ale foliei de aluminiu; mărirea impermeabilității foliei de aluminiu; asigurarea etanșării totale prin termosudare a ambalajului confecționat; protejarea imprimării ambalajului și obținerea de efecte variate de prezentare.

Certificare BRC /IOP – Global Standard for Packaging and Packaging Materials

Ambalajului i se acordă o importanță deosebită din punct de vedere al siguranței alimentelor, deoarece acesta asigură condițiile de igienă în timpul manipulării, transportului și vânzărilor, și mai mult de atât el poate influența inocuitatea produselor prin prisma posibilelor transferuri de substanțe chimice. Standardul BRC/IOP vizează producătorii de ambalaje pentru alimente, fiind bazat pe cerințele specifice GMP și analiza riscurilor. „Lipsa igienei și ambalajele nepotrivite pot contamina alimentele cu substanțe străine, microorganisme, reziduuri chimice ori substanțe de migrare.” Acesta a fost elaborat și publicat de către British Retail Consortium (BRC) împreună cu Institute of Packaging (IoP).[]

Eticheta și mențiunile legale

Conform legislației “furnizarea informațiilor referitoare la produsele alimentare urmărește asigurarea unui nivel ridicat de protecție a sănătății și intereselor consumatorilor, oferind consumatorilor finali o bază pentru a face o alegere în cunoștință de cauză și pentru a utiliza în mod sigur produsele alimentare, ținând seama în special de considerații de ordin sanitar, economic, ecologic, social și etic.”[41] Normele legislative aplicabile în cazul etichetării generale a produselor alimentare sunt []:

Hotărârea nr. 106/2002 privind etichetarea alimentelor

Ordinul nr. 1505/2006 privind abrogarea unor acte normative în scopul aplicării directe a regulamentelor și deciziilor comunitare

Ordinul nr. 295/2002 pentru aprobarea Normelor privind aditivii alimentari destinați utilizării în produsele alimentare pentru consum uman

Conform Regulamentului (UE) nr. 1169/2011 al Parlamentului European și al Consiliului din 25 octombrie 2011 privind informarea consumatorilor cu privire la produsele alimentare, pe etichetă trebuie menționate următoarele informații [41]:

Denumirea produsului alimentar – este denumirea sa legală. În absența unei asemenea denumiri, denumirea produsului alimentar este denumirea sa curentă sau, în cazul în care nu există o denumire curentă sau se indică denumirea descriptivă a produsului alimentar;

Lista ingredientelor – este precedată de un titlu sau de o mențiune corespunzătoare care conține cuvântul „ingrediente”. Lista respectivă cuprinde toate ingredientele din produsul alimentar, în ordinea descrescătoare a ponderii lor în momentul utilizării lor la fabricarea produsului alimentar;

Cantitatea din anumite ingrediente sau categorii de ingrediente care dau specificitate produsului;

Condiții de depozitare sau de folosire, atunci când acestea necesită indicații special;

Denumirea sau denumirea comercială și adresa producătorului ori ale ambalatorului sau ale distribuitorului; în cazul produselor provenite din afara Uniunii Europene, respectiv din import, se înscriu numele și adresa importatorului sau ale distribuitorului înregistrat in România;

Locul de origine sau de provenienta a produsului, dacă omiterea acestuia ar fi de natura să creeze confuzii în gândirea consumatorilor cu privire la originea sau provenienta reala a produsului;

O mențiune privind lotul, care sa permită identificarea datei ambalării.

Paletizarea și sistemul de transport.

Trecerea produselor alimentare prin canalele logistice impune siguranță, pe timpul depozitării și transportului. Avantajul principal al paletizării este eficiența manipulării produselor. Paleții sunt platforme rigide (în general, din lemn), pe care sunt așezate mărfurile, pentru Europa, dimensiunile standard sunt 1200x11200x1000x80 mm.[]

Lemnul utilizat la confecționarea paleților destinați produselor alimentare constituie totuși un mediu prielnic dezvoltării microorganismelor. Acesta fiind motivul pentru care sunt permanent monitorizați, dezinfectați și înlocuiți, după caz.

Conform standardelor, umiditatea lemnului din care sunt confecționați paleții trebuie să fie de: 12 – 18%, pentru depozite închise și 18 – 25%, pentru depozitarea în spații deschise.[35]

Certificare IFS  – International Food Standard

Activitățile logistice din industria alimentară sunt reglementate de standardul IFS Logistics, ce include operațiile de transport, depozitare, distribuție etc., îndiferent de calea pe care se realizează distribuția: pe șosea, calea ferată sau navală, sau condițiile speciale, ca în cazul produselor congelate sau refrigerate. Standardul face referire la activitățile logistice ce se desfășoară cu efectuarea unui contact fizic cu produsele (precum: transport, ambalarea produselor pre-ambalate, depozitare și/sau distribuție etc).[33]

Igiena întreprinderilor de alimentație publică

Inocuitatea produselor alimentare

Conform REGULAMENTULUI (CE) NR. 2073/2005 AL COMISIEI din 15 noiembrie 2005 privind criteriile microbiologice pentru produsele alimentare, “operatorii din sectorul alimentar responsabili cu fabricarea produsului efectuează studii în conformitate cu anexa II pentru a cerceta respectarea criteriilor pe întreaga durată de conservare. Această dispoziție se aplică în special produselor alimentare gata pentru consum care permit dezvoltarea de Listeria monocytogenes și care pot prezenta un risc pentru sănătatea publică legat de Listeria monocytogenes.”

Alți agenți care au efecte asupra inocuității produselor alimentare, ce au grade diferite de nocivitate și diferite posibilități de pătrundere în acestea, pot fi grupați astfel []:

Pesticidele: reprezentând totalitatea substanțelor chimice folosite în agricultură, dar și în medicină veterinară pentru combaterea diferitelor categorii de dăunători.

Metalele și metaloizii toxici: cei mai toxici sunt plumbul, cuprul, mercurul, staniul. Sursele de infestare cu metale toxice și metaloizi sunt poluarea apei, aerului și în consecință a alimentelor. Datorită folosirii la irigații a apelor reziduale poluate se realizează poluarea produselor vegetale. O altă sursă de poluare a apei sunt pulberile elaborate de industriile generatoare de energie. Alimentele de origine animală sunt poluate de regulă prin consumul de furaje poluate sau prin capacitatea lor selectivă de a concentra din mediu astfel de poluanți.

Micotoxinele: care sunt toxine produse de metabolismul unor mucegaiuri.

Etapele igienizării

Procesul de igienizare în cadrul unităților din industria alimentară are o importanță deosebită, deoarece el asigură, alături de controlul recepției materiilor prime, inocuitatea produselor. Este alcătuit din mai multe etape, după cum urmează: []

Pregătirea zonei pentru curățire. Se dezasamblează părțile lucrative ale echipamentului tehnologic și se plasează piesele componente pe o masă sau pe un rastel. Se acoperă instalația electrică cu o folie de material plastic.

Curățirea fizică. Se colectează resturile solide de pe echipamente și pardoseli și se depozitează într-un recipient.

Prespălarea. Se spală suprafețele murdare ale utilajelor, pereților și în final pardoseala, cu apă la 50 – 55˚C. Prespălarea se începe de la partea superioară a echipamentelor de procesare sau a pereților, cu evacuarea reziduurilor în jos, spre pardoseală.

Curățirea chimică (spălare chimică). Este operația de îndepărtare a murdăriei cu ajutorul unor substanțe chimice aflate în soluție, operația fiind favorizată de executarea concomitentă a unor operații fizice. Substanța de curățire se poate aplica și sub formă de spumă sau gel. Durata de acțiune a substanței de curățire cu suprafața respectivă trebuie să fie de aprox. 5 – 20 min.

Clătirea. Clătirea se face cu apă la 50 – 55˚C trebuind să fie executată până la îndepărtarea totală a substanței de curățire.

Controlul curățirii. Se face prin inspecția vizuală a tuturor suprafețelor și retușarea manuală acolo unde este necesar.

Curățirea “bacteriologică” sau dezinfecția se realizează prin aplicarea unui dezinfectant pe toate suprafețele, în prealabil curățite chimic și clătite, în vederea distrugerii bacteriilor. Înainte de începerea lucrului, a doua zi, se face o spălare intensă cu apă caldă (50 – 55˚C) și cu apă rece pentru îndepărtarea dezinfectantului.

Norme de igienă

Pentru asigurarea condițiilor igienice de fabricare și evitarea răspândirii maladiilor, îndeosebi a toxiinfecțiilor, operatorii din unitățile de producție trebuie să se supună regulamentelor de ordin sanitar. În acest scop, personalul angajat trebuie să aibă avizul medical favorabil și să prezinte la examenele medicale și de laborator periodice stabilite de instrucțiunile sanitar.

Personalul care manipulează, prepară, ambalează sau vine în contact cu utilajele tehnologice este obligat să respecte următoarele măsuri de igienă individuală pentru protecția sanitară a produselor [37]:

depunerea, la intrarea în producție, a hainelor de stradă, la vestiarele special amenajate în acest scop și îmbrăcarea echipamentului de protecție sanitară a alimentului (halat, bonetă, etc.);

trecerea prin baie sau dușuri, sau cel puțin spălarea mâinilor cu apă și săpun, urmată de dezinfecția cu apă clorinată (0,1%);

tăierea unghiilor scurt și strângerea părului sub bonetă sau basma albă;

spălarea mâinilor cu apă și săpun la chiuvetele instalate în acest scop, după folosirea grupului sanitara, după orice întrerupere a muncii, sau în caz de murdărire accidentală.

Echipamentul sanitar de protecție va fi purtat în exclusivitate la locurile de muncă, fiind strict interzisă utilizarea lui în afară acestora. Spălarea echipamentului se face în locuri anume stabilite pentru această operație, separat de echipamentul de protecție al semifabricatelor, iar schimbarea lui se va face de două ori pe săptămână și de câte ori este necesar.

Spațiile social-sanitare destinate personalului productiv se curăță (mătură, spală) în fiecare schimb de lucru, mobilierul vestiarelor se spală cu apă caldă (45 – 50 grade C) și săpun și se dezinfectează de câte ori este nevoie sau minimum o dată pe luna, iar băile, dușurile și spălătoarele se întrețin în permanență curate și echipate cu cele necesare utilizării lor (săpun, prosoape, grătare, etc.).

În vederea însușirii cât mai temeinice a tuturor regulilor de igienă de către personalul productiv, în sensul dobândirii unei educații sanitare, care să se reflecte în respectarea și aplicarea conștientă a normelor sanitare, se organizează în unități, în colaborare cu organele competente, cursuri speciale privind igiena produselor alimentare. Tot în acest scop se desfășoară o amplă propagandă prin mijloace vizuale și educative.

În cazul produselor de morărit (tartinele de orez), respectarea măsurilor igienico-sanitare este mai strictă decât a oricăror altor produse alimentare întrucât ele nu mai sunt supuse la operații de pregătire (spălare, opărire), care să înlăture bacteriile eventual conținute de acestea.

Materiile prime și auxiliare utilizate trebuie să corespundă prescripțiilor sanitare prevăzute de normativele în vigoare, pentru care, la primire, concomitent cu verificarea calității se face și controlul stării de igiena, insistandu-se asupra prezenței impurităților (corpuri străine, insecte, rozătoare etc.) sau a mirosurilor provenite de la eventualele tratări prealabile cu insecto-fungicide sau germicide.

Depozitarea materiilor prime și auxiliare se face luându-se toate măsurile pentru evitarea impurificarii lor și alterării lor, în care scop se folosesc spații special destinate acestui scop.

Pregătirea materiilor prime și auxiliare în vederea fabricației se va efectuă, de regulă, în încăperi separate, sacii vor fi periați la exterior pentru îndepărtarea impurităților înainte de golire și vor fi scuturați pe ambele fețe după golire.

Operațiile tehnologice care se desfășoară în sălile de fabricație propriu-zise se vor efectua cu respectarea următoarelor condiții igienico-sanitare [37]:

eliminarea depunerilor de praf rezultate din procesul tehnologic, prin folosirea instalațiilor de aspirație montate la punctele de formare a prafului;

eliminarea stagnării semifabricatelor și produselor în utilaje și mijloace de transport, pentru evitarea formării unor zone prielnice infectării și infestării;

prevenirea alterării produselor, prin aplicarea măsurilor tehnice și tehnologice corespunzătoare;

eliminarea permanență a deșeurilor neigienice rezultate în procesul de fabricație (măturătură de făină, resturi de aluat și produse finite degradate), pentru a nu formă focare de infecție și infestare datorită stagnarilor;

colectarea rebuturilor recuperabile, trierea acestora în vederea valorificării și depozitarea lor în condiții igienice, în funcție de destinație.

Întreținerea igienică a utilajelor și a spațiilor de lucru necesită grijă permanență din partea lucrătorilor direct productivi.

Curent, la sfârșitul fiecărui schimb și la întreruperea lucrului se efectuează următoarele operații [37]:

îndepărtarea reziduurilor și deșeurilor de pe utilaje și instalațiile care nu comportă oprirea fabricației;

curățirea utilajelor fixe, în măsură în care permit acest lucru, prin periere, ștergere cu cârpe ude sau prin operații specifice indicate în cărțile tehnice (curățirea sitelor la cernatoare, suprafeței de contact a matriței mașinilor de expandat, etc.);

curățirea și spălarea utilajelor transportabile și demontabile, în spațiile destinate igienizării;

curățirea pardoselilor în jurul locurilor de muncă și a spațiilor de depozitare.

Săptămânal se va efectuă, obligatoriu, în toate unitățile de producție, prin întreruperea lucrului, curățenie generală, constând în: [37]

curățirea de praf și păianjeni a pereților, ușilor, ferestrelor, luminătoarelor, gurilor de ventilație, radiatoarelor, cu peria sau cârpă udă;

spălarea pereților faianțați sau „uleiati” și a pardoselilor, folosind apă caldă la 45-50° C cu 1-1,5% sodă calcinată sau 1-2% detergenți anionici, după care se va face clatirea cu jeturi de apă și ștergerea cu cârpe;

curățirea instalațiilor de cernere, transport interfazic și depozitarea temporară a boabelor și crupelor de orez, prin desfacere, scuturare și periere în vederea eliminării posibilităților de infestare cu dăunători;

Ambalajele produselor trebuie întreținute, de asemenea, în cea mai bună stare de igiena. În această privință, este interzisă utilizarea ambalajelor în stare murdară sau deteriorată (se verifică rolele de folie înaintea montării pe fusurile mașinii de ambalat). [31]

Norme de securitate în muncă

Pentru ca muncitorii să își desfășoare din plin activitatea și să își pună în scopul producției întreaga lor capacitate de lucru, trebuie să aibă condiții corespunzătoare, astfel încât să fie prevenite accidentările și îmbolnăvirile profesionale. În vederea asigurării unor astfel de condiții s-au stabilit norme (reguli) specifice procesului tehnologic, respectiv fiecărui loc de muncă și s-a emis LEGEA securității și sănătății în muncă nr. 319 din 14 iulie 2006, modificată prin Legea nr.51/2012 și Legea nr.187/2012.

La depozitarea și pregătirea materiilor normele prevăd următoarele []:

Așezarea în stivă a materiilor prime și auxiliare se va face respectând înălțimea care asigură stabilitatea stivelor și nu necesită eforturi deosebite pentru manipulare. Astfel, sacii cu orez se vor așeza în stive cu înălțimea de cel mult 10 saci, corespunzător unei suprafețe a bazei de 10 saci așezați pe cel puțin două rânduri simultan (paralele).

Depozitarea, în ordine, a tuturor materiilor, descongestionarea căilor de acces, cât și rezervarea culoarelor de lățime corespunzătoare pentru efectuarea manipulărilor în condiții de strictă securitate a muncii. Manipularea trebuie făcută, pe cât posibil, prin mijloace mecanice, iar în cazul celor manuale se va ține seama de greutatea maximă pe care poate să o ridice o persoană.

Carucioarele-liză trebuie să funcționeze ușor, fără zgomot și să nu necesite eforturi mari din partea muncitorilor, pentru care roțile vor fi prevăzute cu rulmenți și bandaje de cauciuc.

La prepararea și prelucrarea amestecului se prevăd următoarele măsuri [38]:

Malaxoarele cu funcționare periodică vor fi utilizate numai cu apărătoarea împotriva accidentelor pusă, și după ce cuva s-a cuplat corect la sistemul de antrenare. Verificarea consistenței amestecului se face cu atenție, numai în zona de ieșire. Este interzisă oprirea cuvei cu mâna. Cuvele de malaxor se vor manipula numai prin împingere, cu excepția cazurilor când se scot din dispozitivul de fixare la malaxor.

La expandarea produselor se vor respecta următoarele norme:

Elementele mașinii de expandat care, în cazul exploatării incorecte, pot conduce la accidente de muncă, trebuie folosite cu cea mai mare atenție. Muncitorii care vor curăța suprafețele active ale matrițelor mașinii de expandat vor purta echipament de protecție adecvat și vor fi supravegheați de un șef de echipă. Reglarea temperaturii în cameră de expandat se va efectua de către muncitori însărcinați.

Ambalarea mecanizată a produselor se va face astfel încât să se evite blocarea spațiului din jurul mașinilor de ambalaje, produse ori alte obiecte. Muncitorii vor purta halatele și bluzele încheiate complet, iar mânecile strânse cu elastic sau nasturi și se vor evita apropierea de organele în mișcare ale mașinii, care ni pot fi protejate cu apărători. Manevrarea sulurilor de folie de ambalat și așezarea pe fusurile de întindere va fi cu atenție, de către minimum doi muncitori.

Transportoarele cu benzi pentru produse, lăzi, pachete se vor pune funcțiune respectându-se condițiile impuse de fluxul tehnologic, luându-se, prealabil, toate măsurile pentru primirea materialului transportat la locul de descărcare. Dispozitivele de protecție, apărătorile, îngrădirile, etc. ale benzilor de transport vor fi astfel fixate încât nu poată fi îndepărtate decât după oprirea instalației, ori construcția lor fie astfel concepută încât comande automat oprirea instalației caz de îndepărtare de la locul cuvenit.

Locurile de livrare produselor vor fi prevăzute fie cu uși glisante, fie cu uși pivotante, ambele, fiind dotate cu sisteme de blocare acționate numai din interiorul depozitului. gurilor de livrare depozitelor neprevăzute cu rampe de încărcare, vor fi instalate bare opritoare , vederea creării unui spațiu de protecție mijlocul de transport de încărcare. [38]

Analize pe fluxul tehnologic

Standardele de calitate pentru orez

Conform Organismului Național de Standardizare – ASRO, în industria morăritului și crupelor (în mod special, prelucrarea orezului în vederea obținerii orezului decorticat – materie primă pentru tartinele de orez) se prevăd următoarele standarde de calitate aplicabile[]:

Cerințele de calitate pentru orezul brut alimentar, care se utilizează în vederea obținerii orezului decorticat, sunt specificate în SR 2323:2006. Materia primă cerealieră obținută în urma decorticării trebuie însă să îndeplinească condițiile prevăzute în standardul SR 1226:2007 (Decizia nr.788/2007), care se referă la orezul decorticat, șlefuit, obținut prin prelucrarea mecanică a orezului brut alimentar.

Condițiile de conservare a semințelor de cereale sunt prezentate în SR 6534:2008.

Determinarea conținutului de apă și de proteine. Metoda prin spectroscopie în infraroșu apropiat pe boabe întregi – SR EN 15948:2015.

Determinarea conținutului de grăsime brută și de grăsime totală prin metoda de extracție Randall – SR EN ISO 11085:2016.

Determinarea caracteristicilor biometrice ale boabelor de orez – SR EN ISO 11746:2012.

Determinarea rezistenței la extrudare a boabelor de orez după coacere – SR EN ISO 11747:2013.

Determinarea conținutului de azot total prin combustie conform principiului Dumas și calculul conținutului de proteine brute – SR EN ISO 16634-2:2016.

Determinarea conținutului de azot și calculul conținutului de proteină brută pentru cereale și leguminoase. Metoda Kjeldhal – SR EN ISO 20483:2014.

Determinarea conținutului de cenușă prin calcinare – SR EN ISO 2171:2010.

Eșantionare – SR EN ISO 24333:2010. Acest standard specifică cerințele pentru eșantionarea dinamică sau statică, cu mijloace manuale sau mecanice, a cerealelor și produselor din cereale, pentru evaluarea calității și stării lor.

Determinarea masei a 1000 boabe – SR EN ISO 520:2011.

Determinarea conținutului de amiloză din orez. Metodă de referință – SR EN ISO 6647-1:2015 și Metode de rutină – SR EN ISO 6647-2:2015 ver.eng.

Determinarea umidității – SR EN ISO 712:2010 – metodă de referință practică pentru determinarea umidității cerealelor și produselor din cereale.

Determinarea masei volumice. Partea 1: Metoda de referință – SR EN ISO 7971-1:2010. Descrie metoda de referință pentru determinarea masei volumice, denumită "masă hectolitrică" a cerealelor sub formă de boabe.

Determinarea densității în vrac a cerealelor, denumită "masă per hectolitru". Metoda practică – SR EN ISO 7971-3:2010. Se aplecă cerealelor sub formă de boabe, cu ajutorul instrumentelor manuale sau automate, mecanice, electrice sau electronice de măsurare.

Măsurarea temperaturii semințelor depozitate în vrac – SR ISO 4112:2002.

Depozitarea cerealelor și leguminoaselor. Partea 1: Recomandări generale pentru păstrarea cerealelor – SR ISO 6322-1:2005. Partea 2: Recomandări practice – SR ISO 6322-2:2002. Partea 3: Combaterea atacului de dăunători – SR ISO 6322-3:2002.

Specificațiile pentru orez – SR ISO 7301:2012. Acest standard stabilește cerințele minime de calitate pentru orez (Oryza sativa L.). Se aplică pentru următoarele tipuri: orez brut și orez șlefuit, tratat termic sau nu, destinat consumului uman direct. Nu se aplică pentru alte produse derivate din orez, nici pentru orezul cerat (orez amidonos).

Metodele psiho-senzoriale (organoleptice)

Conform standardelor pentru orez, examenul organoleptic prevede etapele [39]:

Aspectul: Aspectul cerealelor se stabilește prin examinarea formei, mărimii, culorii, luciului și uniformității boabelor. Pentru determinarea aspectului se întind pe o suprafață curată 100 g boabe și se observă cu ochiul liber și prin pipăit, următoarele :

dacă boabele sunt de același soi sau varietate;

dacă forma și mărimea boabelor sunt aproximativ aceleași;

dacă boabele sunt bine dezvoltate, pline, bine coapte, sănătoase;

dacă există boabe zbârcite, alterate, atacate, încolțite;

Mirosul: Cu ajutorul examinărilor se stabilește dacă mirosul este normal și caracteristic sau dimpotrivă are miros de stătut, încins, mucegai. Se determină prin încălzire umedă. În acest scop se introduc într-un pahar 5 – 10 boabe întregi sau măcinate peste care se toarnă apă încălzită la o temperatură de 60 – 70 ˚C; se acoperă paharul cu o sticlă de ceas și se lasă în repaus 3 – 4 minute. După scurgerea lichidului de deasupra se cercetează mirosul boabelor.

Gustul: Se stabilește dacă gustul este caracteristic produsului sau dimpotrivă, dacă este amar, acru, rânced, iute, etc. Boabele de cereale au în general gustul slab-dulceag; acesta se apreciază prin mestecarea a circa 2 g boabe macinate sau încălzite la 60 – 70 ˚C.

Culoarea: Se observă dacă culoarea corespunde sau nu cu cea caracteristică soiului respectiv. Pentru a determina culoarea boabelor de cereale, acestea se întind pe o hărtie neagră sau albastră și se examinează la lumina zilei cu ochiul liber.

Metodele fizice de analiză

Metodele fizice de analiză au ca scop cercetarea proprietăților fizice ale cerealelor.

Determinarea umidității: Se poate realiza prin două metode. Prima metodă este metoda uscării la etuva în care, probă se obține din cereale mărunțite la o morișcă de laborator, după uscare la 130 ±30˚ C timp de o oră, se răcește în exicator și se cântărește. Se fac două determinări paralele pentru aceeași probă de cereale. Iar cea de-a doua metodă este metoda ce utilizează umidometrul. Se pot utiliza mai multe tipuri de umidometre (Hygromatic, Viching 5, Electronica etc.). Umidometrul Electronica folosit în laborator, este dotat cu mai multe semidiscuri pentru diferite produse, pe care sunt înscrise și cantitățile de probă care se analizează în funcție de umiditate.[]

Determinarea sticlozității: Metoda se bazează pe examinarea cu ochiul liber a boabelor de grâu secționate cu farinotomul. Farinotomul este un apărat de laborator, folosit la secționarea boabelor, format din trei discuri cu mânere. Discul inferior este prevăzut cu orificii și este perforat, cel intermediar este un disc ascuțit, iar cel superior este prevăzut cu 50 alveole în care se întroduc boabele ce urmează a fi secționate.[40]

Determinarea masei hectolitrice se realizează cu ajutorul balanței hectolitrice. Se calculează masă hectolitrică corespunzătoare greutăților de pe platan și se face media aritmetica a două determinări, dacă diferență dintre ele nu depășește 0,5 kg/hl. [40]

Determinarea infestării: Infestarea cerealelor cu dăunători de hambar sau de câmp este data de numărul exemplarelor vii sau moarte și a larvelor lor, aflate într-un kilogram de boabe. Pentru determinarea infestării se ia un kilogram de boabe, se cerne prin site specifice, se întind produsele trecute prin site pe o suprafața neagră. Numărătoarea exemplarelor se face fie cu ochiul liber, fie cu lupă. [40]

Determinarea conținutului de boabe întregi, spărturi, pulbere se face la orez prin cernerea a 100 g probă prin sita cu ochiuri rotunde cu diametru de 2 mm și apoi prin sita cu ochiuri cu diametru de 1 mm. Se exprimă conținutul de boabe întregi și de spărtură procentual. [40]

Determinarea masei a 1000 de boabe: Pentru determinare, se ia o cantitate de cereale corespunzătoare pentru aproximativ 5000 de semințe, se înlătură impuritățile, se cântăresc și se numără. Rezultatul exprimă media aritmetică a două determinări paralele. Atunci când se utilizează masa relativă a 1000 de semințe, trebuie avută în vedere și umiditatea lor. Pentru determinarea masei absolute a 1000 de semințe se determină umiditatea cerealelor. [40]

Determinarea masei specifice se poate face cu ajutorul picnometrului. Picnometrele sunt vase din sticlă sau cuarț de diferite capacități, între 5 – 50 cm3, de mare precizie. Pentru determinare se cântăresc la balanța analitică 2-3 g de probă, care se întroduc în interiorul picnometrului. [40]

Determinarea conținutului de impurități se face prin cernerea acestora prin ciurul a cărui orificii depind de cereală analizată și prin alegerea impurităților cu o pensetă. Impuritățile, separate pe categorii, se cântăresc la o balanța tehnică. [40]

Metodele chimice

Analiza chimică poate fi calitativă când se identifică numai substanțele componente și cantitativă când se stabilește și proporția în care acestea se găsesc în proba de analizat. Din această categorie fac parte: determinarea conținutului de apă; determinarea conținutului de glucide; determinarea conținutului de lipide; determinarea conținutului de vitamine; determinarea conținutului de săruri minerale, precum și determinarea conținutului de contaminanți.

Conform REGULAMENTUL (CE) NR. 1881/2006 AL COMISIEI din 19 decembrie 2006 de stabilire a nivelurilor maxime pentru anumiți contaminanți din produsele alimentare, orezul este încadrat în categoria “2.1.12 – Porumb și orez care urmează a fi sortate sau supuse altui tratament fizic înaintea consumului uman sau a utilizării ca ingrediente în produse alimentare”.[]

Conform REGULAMENTUL (CE) NR. 2073/2005 AL COMISIEI din 15 noiembrie 2005 privind criteriile microbiologice pentru produsele alimentare “produsele alimentare nu trebuie să conțină microorganisme sau toxine sau metaboliți ale acestora în cantități care prezintă un risc inacceptabil pentru sănătatea umană”. “Având în vedere nivelurile scăzute de contaminare a toxinelor Fusarium constatate în orez, nu se propun niveluri maxime pentru orez sau produse pe bază de orez”.[41]

Conform REGULAMENTUL (CE) NR. 1333/2008 AL PARLAMENTULUI EUROPEAN ȘI AL CONSILIULUI din 16 decembrie 2008 privind aditivii alimentari, partea D, orezul și tartinele obținute din orez se încadrează în categoria “06. Cereale și produse pe bază de cereale” mai exact “06.7. Cereale preparate în prealabil (prefierte) sau prelucrate”. Astfel conținuturile de aditivi admise sunt prezentate în tabelul următor.[41]

Tabelul 6.1. Conținutul maxim admis de contaminanți conform Regulamentului (CE) NR. 1881/2006 []

(17) În scopul aplicării nivelurilor maxime pentru deoxinivalenol, zearalenon, toxina T-2 și toxina HT-2, stabilite la punctele 2.4, 2.5 și 2.7, orezul nu este inclus în categoria „cereale”, iar produsele pe bază de orez nu sunt incluse în categoria „produse pe bază de cereale”. (45) Nivelul inferior al concentrațiilor este calculat plecând de la ipoteza că toate valorile pentru cele patru substanțe sub limita de cuantificare sunt zero. (50) Sumă de As(III) și As(V). (51) Orez, orez decorticat, orez albit și orez prefiert, astfel cum este definit în Standardul Codex 198-1995.

STAS-urile utilizate pentru stabilirea conținuturilor de contaminanți sunt : [34]

SR EN 13806:2003 – Produse alimentare. Determinarea microelementelor. Determinarea mercurului prin spectrometrie de absorbție cu vapori reci (CVAAS) după digestia sub presiune

SR EN 14082:2003 – Produse alimentare. Determinarea microelementelor. Determinare plumb, cadmiu, zinc, cupru, fier și crom prin spectrometrie de absorbție atomică (SAA) după calcinare

SR EN 14083:2003 – Produse alimentare. Determinarea microelementelor. Determinare plumb, cadmiu, crom și molibden prin spectrometrie de absorbție atomică cu cuptor de grafit (GFAAS) după digestie sub presiune

SR EN 14084:2003 – Produse alimentare. Determinarea microelementelor. Determinare plumb, cadmiu, zinc, cupru și fier prin spectrometrie de absorbție atomică (SAA) după digestie cu microunde

Tabelul 6.3. Conținuturile de aditivi admise conform Regulamentului (CE) NR. 1333/2008 []

Conținutul de pesticide poate fi verificat cu ajutorul metodelor moderne de analiză prin cromatografie de gaz sau cromatografie de lichide de înaltă performanță. Substanțele analizate din orez precum și nivelele maxime admise conform legislației în vigoare (partea A din anexa I la REGULAMENTUL (CE) NR. 396/2005 – orezul are codul 500060) sunt redate în tabelul 6.2.[41]

Tabelul 6.2. Nivelurile maxime admise de pesticide conform Regulamentului (CE) NR. 396/2005 []

STAS-urile utilizate pentru stabilirea conținuturilor de pesticide sunt următoarele: [34]

SR EN 15637:2009 ver.eng. – Alimente de origine vegetală. Determinarea reziduurilor de pesticide prin LC-MS/MS după extracție cu metanol și purificare cu pământ de diatomee (kiselgur)

SR EN 15662:2009 ver.eng. – Alimente de origine vegetală. Determinarea reziduurilor de pesticide prin GC-MS și/sau LC-MS/MS după extracție/partiție cu acetonitril și purificare prin metoda dispersivă SPE-QuEChERS

SR EN 16619:2015 – Analiza produselor alimentare. Determinarea conținutului de benzo[a]piren, benz[a]antracen, crisen și benzo[b]fluoranten în produsele alimentare prin cromatografie de gaze cuplată cu spectrometrie de masă (GC-MS)

SR CEN/TS 16621:2016 – Analiza produselor alimentare. Determinarea conținutului de benzo[a]piren, benzo[a]antracen, crisen și benzo[b]fluoranten în produsele alimentare prin cromatografie de lichide de înaltă performanță cu detectare prin fluorescență (HPLC-FD)

SR EN 12393-1:2014 ver.eng. – Alimente de origine vegetală. Metode multireziduu pentru determinarea reziduurilor de pesticide prin GC sau LC-MS/MS. Partea 1: Generalități

SR EN 12393-2:2014 ver.eng – Alimente de origine vegetală. Metode multireziduu pentru determinarea reziduurilor de pesticide prin GC sau LC-MS/MS. Partea 2: Metode de extracție și purificare

SR EN 12393-3:2014 ver.eng. – Alimente de origine vegetală. Metode multireziduu pentru determinarea reziduurilor de pesticide prin GC sau LC-MS/MS. Partea 3: Determinare și teste de confirmare.

Metode de determinare a micotoxinelor

Aflatoxine

Aflatoxinele sunt metaboliți fungali înrudiți (20). Cromatografic s-au separat 4 compuși: B1, B2, G1 si G2. Aflatoxina B1 este cea mai toxică, având puternic efect carcinogenic, inducănd cancer hepatic la majoritatea animalelor. Din punct de vedere chimic, aflatoxinele conțin un nucleu cumarinic legat de un bifuran sau o pentanonă (Fig. 8.2.).[]

Restul compușilor până la 20 sunt fie produși de transformare (hidroxilare) a aflatoxinelor, desemnați sub diferite indicative: M1 și M2 (observați prima dată în lapte), GM1 și GM2 (derivații hidroxilați ai aflatoxinei G1), fie derivați hidroxilați produși direct de mucegai, mai rari: B2a,G2a etc. Epoxidul derivat de la aflatoxina B1 este cel mai toxic derivat (Fig. 8.1.).[45]

Factorii favorizanți producerii de aflatoxine sunt: umiditatea crescută a recoltelor (0,84 – 0,86 %), temperaturile mari, efectele mecanice din timpul recoltării, infestarea cu insecte, recoltare în condiții de ploaie, acumularea de umiditate în timpul stocării.[]

Conținutul în aflatoxine poate fi redus prin următoarele procedee[46]:

procesarea materiilor prime;

biocontrol și inactivare microbiană;

degradare structurală prin tratament chimic;

chemosorbție.

Aflatoxinele pot produce la oameni hepatomegalie, hepatită, ciroză și cancer hepatic.[45]

STAS-ul utilizat pentru stabilirea conținuturilor de aflatoxine conform ASRO este SR

EN 14123:2008 – Produse alimentare. Determinarea aflatoxinei B1 și a sumei aflatoxinelor B1, B2, G1 și G2. Metoda prin cromatografie de lichide de înaltă performanță cu derivatizare postcoloană și purificare pe coloană de imunoafinitate. [34]

Fig. 8.1. Formarea epoxidului derivat de la aflatoxina B1 [45]

Fig. 8.2. Separarea cromatografică a aflatoxinelor G1, G2,B1 și B2 utilizând LC-MS/MS (cromatografie de lichide de înaltă performanță cuplată cu spectrofometru de masă la concentrații de 5, 1.5, 5 și 1.5 ng/mL) []

Prelucrarea probelor

Micotoxinele prezintă un real pericol și este obligatoriu ca manipularea probelor să se facă cu grijă și să se lucreze în condiții care să împiedice contaminarea materialelor și a atmosferei. În plus, anumite mucegaiuri care produc aceste substanțe sunt ele însuși toxice (exemplu: Aspergillus flavus și Aspergillus parasiticus pentru care s-au diagnosticat trei tipuri de simptome la om: infecție, alergie și toxicoză).[48]

Personalul din laborator trebuie să fie familiarizat cu reglementările privind securitatea. Gestionarea riscurilor de laborator trebuie să cuprindă trei puncte: []

identificarea sursei periculoase și a efectelor posibile asupra sănătății în cazul nefolosirii echipamentului adecvat;.

punerea la punct a metodelor de manipulare a toxinelor și microorganismelor;

înțelegerea sensului responsabilității pentru a permite aplicarea măsurilor de securitate.

Manipularea mucegaiurilor: Se păstrează în eprubete, plăci Petri. Este recomandată manipularea eșantioanelor în cabine securizate biologic. De altfel, personalul trebuie să poarte în permanență echipamente care să ii asigure siguranța.[48]

Manipularea produselor mucegăite: Trebuie să se evite cât mai mult inhalarea particulelor toxice pe timpul analizelor. [48]

Analiza eșantioanelor test: Securitatea manipulării ține de minimizarea contaminării atmosferice cu vapori toxici și particule de praf. Trebuie folosit echipamentul de pipetare mecanic pentru evitarea contactul direct cu toxinele pure sau în soluție. După utilizare, toate suprafețele de lucru și echipamentele folosite trebuie să fie obligatoriu.[48]

Decontaminarea laboratorului se realizează prin spălarea sticlăriei de laborator și suprafețele care au intrat în contact cu toxinele cu soluție de NaClO 0,5%. [48]

Metode calitative

În această partea a lucrării vom trata metodele care, în general, sunt folosite ca metode rapide de detecție a micotoxinelor așa cum sunt ele prezentate în lucrarea Overview of analytical methods for mycotoxin contamination conform FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations).[]

Metodele calitative folosesc fluorometria cu lumină UV pentru a determina concentrația molară a soluției. Pentru interpretarea corectă a măsurilor realizate, ne vom folosi de două legi care descriu absorbția luminii de materie:

Legea lui Lambert: (7.1.)

Legea lui Beer: (7.2.)

în care: A = absorbanța sau densitatea optică a soluției;

I = intensitatea luminii emise

I0 = intensitatea luminii transmise

C = concentrația substanței absorbante

ε = coeficeintul molar de absorbție al substanței absorbante (absorbtivitate molară)

În practică se procedează astfel pentru un spectofotometru UV monofascicol: se reglează valoarea zero a absorbanței față de o probă martor (solventul folosit). Cuva ce conține proba este apoi plasată în spectrofotometru și se citește valoarea absorbanței. Fiecare micotoxină are o lungime de undă caracteristică (Tabelul 8.1.).

Tabelul 8.1. Parametrii spectrofotometrici pentru diferite micotoxine [49]

Metode imunologice

Se cunoaște faptul că micotoxinele sunt molecule non antigene cu masă moleculară mică. Recunoașterea imunologica este bazată pe complementarismul spațial al grupelor specifice al antigenelor cu cei doi anticorpi. Anticorpii sunt reactivul cheie în testul immunologic și trebuie să fie obligatoriu corect preparat și caracterizat. Caracteristicile utile pentru selecționarea unui anticorp convenabil sunt: constanța de afinitate, specificitatea și randamentul.[49]

Se cunosc trei tipuri de teste imunologice:

Testele ELISA. Acestea se bazează pe reacția antigen-anticorp. Godeurile de microtitrare sunt acoperite cu anticorpi captură, direcționați împotriva anticorpilor anti-micotoxina. În fiecare godeu, atât pentru standard, cât și pentru probă, se adaugă conjugatul enzimatic și anticorpii anti-micotoxină. Micotoxina liberă și conjugatul enzimatic concurează pentru siturile de legare ale anticorpilor de acoperire ai godeurilor (metodă imunoenzimatică competitivă). Conjugatul enzimatic nelegat este îndepărtat în faza de spălare. Se adaugă substrat/cromogen, observându-se virarea culorii de la roșu la albastru. Adăugarea reactivului de stopare al reacției determină modificarea culorii albastre în galben. Citirea probelor se realizează la 450 nm. Absorbanța este invers proporțională cu concentrația micotoxinei din probă.[]

Pentru un eșantion de orez se determină toxina 3-acetyl desoxynivaleol, care se extrage cu un amestec metanol:apă 6:4 (v/v), se diluează cu un tampon, limita de detecție este de 1 mg/kg.

Fig. 8.5. Kiturile RIDADSCREEN® ELISA pentru determinarea micotoxinelor [50]

Metode de imunoafinitate. Coloanele de imunoafinitate sunt obținute în urma adsorbție de anticorpi pe un suporți inerți, care pot fi: tuburi de microtitrare, membrane, bile de sticlă. Prelevarea micotoxinelor se face prin anticorpi imunospecifici. După ce impuritățile din cartuș au fost spălate, micotoxinele sunt desorbite în metanol și transferate pe coloană în fază inversă pentru a fi separate (determinarea se face în UV). Printre avantajele metodei amintim: creșterea selectivității, posibilitatea prelevării din volume mari și asocierea cu alte tehnici analitice. Această tehnică este foarte rapidă (10 – 15 minute) și nu presupune manipularea de către un personal calificat.[]

Metode cantitative

Teste kit. Testele kit permit determinarea conținutului de micotoxine în laboratoare nespecializate. Acestea funcționează după principiile a două metode: metoda cromatografiei în strat subțire (TLC) și metoda imunologică. Testele kit TLC sunt avantajoase pentru că se poate fi folosit un singur test pentru determinarea mai multor micotoxine. În schimb cele bazate pe metodele imunologice au timpi de răspuns mult mai reduși, sunt mai rapide.[]

Cromatografie în strat subțire (TLC). În cazul cromatografiei în strat subțire avem o limită de detecție pentru dozarea aflatoxinelor de 2 ppb. În cazul furnizării unui răspuns pozitiv este urmată de un test ELISA.

Principiul metodei: Se realizează extracția micotoxinelor cu ajutorul solvenților organici și se separă prin cromatografie în strat subțire. Micotoxinele separate sunt puse în evidență cu ajutorul luminii ultraviolete (lungimile de undă de 254 nm și 366 nm). Spoturile acestora se compară cu cele ale substanței etalon pentru confirmarea prezenței micotoxinelor ( prin reacții de derivatizare).

HPLC (high performance liquid chromatography). Este o metodă de referință și poate realiza cuantificarea compusului de analizat aflat în cantități foarte mici (ng). În cazul metodei HPLC dezvoltate limita de detecție poate ajunge până la 0,02 ppm, în timp ce limita de cuantificare este de 0,06 ppm. HPLC este o metodă folosită pentru analiza numeroaselor micotoxine ca: zearalenona, ochratoxina A, fumonisina B1, vomitoxina și alfatoxinele.

Astăzi cel mai des folosită este cromatografia cu lichid de înaltă performanță cu fază inversă (RP-HPLC). Totuși trebuie specificat faptul că în cazul folosirii RP-HPLC fluorescența aflatoxinelor B1 și G1 scade.

Ansamblul cromatografic HPLC este un sistem compus dintr-un modul de separare și unul de detecție.

Modulul de separare – constă din două sisteme: un sistem de administrare a solventului (compus din 4 pompe și o valvă de realizare a gradientului) și un sistem de administrare a probei (compus din autosampler cu 5 carusele a câte 24 flacoane și un injector automat).

Modulul de detecție – este un detector performant UV/VIS, cu două canale, destinat aplicațiilor HPLC și operează în domeniul 190 – 700 nm.

Proba de la care se pleacă este reprezentată de cereale măcinate. Fiind o probă solidă, trebuie să se facă extracția prealabilă a compusului de analizat.

Deoarece extractul este foarte complex este necesară realizarea unei separări prealabile, care are rolul de a înlătura eventuali interferenți, dar și de a proteja coloana cromatografică.

Pentru separare se poate optata pentru utilizarea a două tipuri de coloane: coloane de iminoafinitate (care leagă micotoxina la trecerea acesteia prin coloană de anticorpul specific aflat în umplutura coloanei) sau coloane multifuncționale (care lasă să treacă micotoxina prin coloană în timp ce compuși de interferență sunt reținuți în umplutura coloanei).

În selectarea metodei HPLC și a condițiilor inițiale se pornește de la proba de analizat. Caracteristicile chimice ale compusului de analizat indică abordarea unei cromatografii cu fază normală sau cu fază inversă.

Contribuția autorului

Bilanț de materiale

Considerații teoretice

“Bilanțul de materiale reprezintă o analiză sintetică a modificărilor cantitative înregistrate de către materiile prime și materialele supuse prelucrării, fiind definit de către principiul conservării materiei”: []

(8.1.)

unde: Mi – reprezintă cantitatea de materiale intrate; Me – cantitatea de materiale existente; M 'e – cantitatea de materiale ieșite; Mr – cantitatea de materiale rămase; Mp – cantitatea de materiale pierdute.

Relația de mai sus este forma generală a unui bilanț de materiale, care definește o operație, un utilaj sau un proces tehnologic. Mărimile care intervin în această relație se exprimă în unități de masă pentru operații sau procese discontinue, respectiv în debite masice pentru operații și procese continue.

Bilanțurile de materiale pot fi totale, globale sau generale, când se referă la întregul proces tehnologic și ține cont de toate materiile prime, materiale și utilități ce intervin pe întreaga instalație, respectiv parțiale, când se referă la un component sau un grup de componente din instalație, o parte din instalație, un utilaj sau o parte a acestuia.[53]

Fig. 9.1. Graficul circulației materialelor

Bilanțurile se pot întocmi sub formă tabelară sau grafice cu circulația materialelor (diagrama Sankey). O imagine mai sugestivă asupra circulației materialelor o oferă reprezentarea grafică a bilanțului (Fig. 9.1.), în care Qs este cantitatea sau debitul de material ce intră în proces; Q1,Q2 – cantitățile sau debitele de materiale și utilități ce intră în proces; Qp – cantitatea sau debitul de produse rezultate din proces; Qs1, Qs2 – cantitățile sau debitele de produse secundare sau deșeuri ieșite din proces.

Consumul specific reprezintă cantitatea de materii prime și/sau de materiale necesare pentru realizarea unei unități de produs. În general, consumurile specifice se stabilesc pentru întreaga linie de fabricație, se referă la un singur material sau un grup de materiale având aceiași structură ori proveniență sau la utilități, unitățile de măsură fiind cele gravimetrice (kg/kg, t/t). Randamentul unui utilaj sau instalație indică efectul obținut, adică produse sau utilități alimentare rezultate în urma prelucrării unei unități de materie primă și/sau de material, mărimea acestuia caracterizând calitatea tehnologiei utilizate. Randamentul se exprimă în t/t când se referă la cantități, respectiv în lei/t când se referă la rezultate valorice sau utilități.[53]

Calculul bilanțului de materiale

Implementarea sistemului HACCP

Standardul ISO 22000:2005 este Standardul Internațional care stabilește cerințele pentru un Sistem de Management al Siguranței Alimentelor.

PRP (Programe Preliminare) reprezintă condițiile și activitățile de bază care sunt necesare pentru a menține un mediu igienic pe tot parcursul lanțului alimentar adecvat pentru producția, manipularea și furnizarea de produse sigure pentru consum uman (GMP, GHP).

Elementele cheie ale acestui standard internațional sunt:[]

Sistemul de management (Integrarea responsabilității pentru siguranța alimentelor în managementul calității)

Comunicarea interactivă (Reglementarea și facilitarea comunicării cu furnizorii, clienții, utilizatorii finali si autorități – nu numai în momente de criză)

HACCP și programe de preliminare (programe preliminare PRP)

Validare și verificare (Toate măsurile trebuie să fie analizate în funcție de adecvarea lor pentru a asigura succesul asumat anterior, în timpul și după punerea lor în aplicare. Testele trebuie să fie documentate).

Certificare FSSC 22000: Acest standard include o schemă completă de certificare pentru sistemul de management pentru siguranța alimentelor bazată pe standardele ISO 22000, ISO 22003 și PRPs specifice. Standardul a fost dezvoltat pentru certificarea sistemului de management al siguranței alimentelor al organizațiilor din sectorul de procesare al produselor de origine animală, produselor de origine vegetală, producția ingredientelor utilizate în industria alimentară, a aditivilor, vitaminelor ori a ambalajelor utilizate în industria alimentară. Schema de certificare FSSC 22000 este recunoscută integral de Global Food Safety Initiative (GFSI).[54]

Principiile HACCP

Metoda HACCP (Managementul riscurilor și punctelor critice de control) a fost prezentată în public la Conferința Națională pentru Protecția Alimentelor din 1971, fiind ulterior adoptată de către FDA (Food and Drugs Administration) pentru inspecția întreprinderilor din industria alimentară civilă.[]

Comisia Codex Alimentarius încurajează implementarea metodei HACCP la nivelul agenților economici și reglementarea acesteia printr-un cadru legislativ adecvat în statele membre. În acest sens, s-a adoptat, în România, Hotărârea (HG) nr. 924/2005 privind aprobarea Regulilor generale pentru igiena produselor alimentare, care face obligatorie implementarea sistemului HACCP.

Conceptul HACCP este o abordare sistemică a realizării siguranței pentru consum a produselor alimentare ce constă în aplicarea a șapte principii de bază:[54]

Evaluarea riscurilor asociate cu obținerea și recoltarea materiilor prime și ingredientelor, prelucrarea, manipularea, depozitarea, distribuția, prepararea culinară și consumul produselor alimentare.

Determinarea punctelor critice prin care se pot ține sub control riscurile identificate.

Stabilirea limitelor critice care trebuie respectate în fiecare punct critic de control.

Stabilirea procedurilor de monitorizare a punctelor critice de control.

Stabilirea acțunilor corective ce vor fi aplicate atunci când, în urma monitorizării punctelor critice de control, este detectată o deviație de la limitele critice.

Organizarea unui sistem eficient de păstrare a înregistrărilor care constituie documentația planului HACCP.

Stabilirea procedurilor prin care se va verifica dacă sistemul HACCP funcționează corect.

“Este indicat ca analiza riscurilor să fie efectuată în faza de proiectare a produsului și a procesului tehnologic de fabricație pentru a defini punctele critice de control înainte de începerea fabricației.” [55]

Controlul de calitate

Controlul de calitate în fabrica de procesare a orezului în vederea producerii tartinelor de orez este un proces de muncă laborios. Orice rupere înseamnă pierderi de venituri, de aceea întreținere nivelurilor de umiditate și parametrilor mașinii de expandat sunt critice. Umiditate pe tot parcursul procesului este monitorizată în mod constant. Umiditatea mediului ambiant (natural) pot afecta producția; într-o zi uscată, umezeala în exces poate crește umiditatea orezului folosit în producție. Produsul finit poate absorbi umezeala, dar acest lucru este evitat prin ambalarea în câteva minute.

Fig. 10.1. Tartine de orez []

Mașinile de expandat sunt curățate la fiecare oră. Dacă formele sau orezul colectează umezeala, tartinele produse se vor lipi de forme și devin fragile și se rup. Pentru că acestea sunt sortate individual de către un operator, tartinele de orez deteriorate pot fi înlăturate înainte de a ajunge la mașina de ambalat. Odată ce sunt gata de comercializare, au o durată de viață extrem de lungă (de peste un an) în care să își păstreze gustul și textura. Dacă tartinele de orez au prins umiditate și nu mai sunt crocante, ele poate fi rapid reîmprospătate acasă prin reîncălzire într-un prăjitor de pâine. Chiar și celor proaspete li se îmbunătățește aroma dacă sunt încălzite.

Metodele de analiză aplicate conform legislației în vigoare, precum si STAS-urile aferente sunt următoarele:[39]

Determinarea conținutului de acizi grași din produsele alimentare. Metoda prin cromatografie de gaze (GC): SR EN ISO 5508:2002; SR EN ISO 15304:2003; SR EN ISO 15304:2003/AC:2005; SR ISO 15885:2008;

Determinarea conținutului de aflatoxine totale prin metoda ELISA din materii prime agricole; Cereale și produse din cereale: Metoda ELISA – Veratox for Aflatoxin HS (cod 8031); Metoda ELISA – RIDASCREEN FAST Aflatoxin (cod R5202); Metoda ELISA – RIDASCREEN Aflatoxin Total (cod R4701);

Determinarea conținutului de azot total și calculul conținutului de substanțe proteice;

Determinarea cenușii totale și a cenușii insolubile în acid clorhidric;

Determinarea umidității și a substanței uscate;

Determinarea conținutului de fibră dietetică totală, fibră dietetică insolubilă și fibră dietetică solubilă: Metoda AOAC 991.42, Metoda AOAC 991.29.

Etapele implementării sistemului HACCP

Identificarea riscurilor

Evaluarea riscurilor se realizează în două etape: evaluarea tipului de produs în funcție de riscurile asociate acestuia și evaluarea riscurilor în funcție de severitate.[]

Pentru evaluarea riscurilor ce pot apărea în timpul prelucrării, transportului, depozitării și consumului alimentului este importantă cunoașterea rețetei de fabricație (materiile prime și ingredientele utilizate). Trebuie evaluat dacă există posibilitatea contaminării cu microorganisme periculoase a materiilor prime și ingredientelor, dacă vreunul dintre ingrediente are însușiri toxice sau conține substanțe toxice; dacă ingredientele utilizate sunt în concentrație prea mare sau prea mică raportat la scopurile destinate; dacă valoarea pH-ul produsului previne dezvoltarea sau inactivează microorganismele periculoase; dacă valoarea indicelui aw din produs previne dezvoltarea microorganismelor etc.[57]

Riscul este definit de NACMF (National Advisory Committee on Microbiological Criteria of Foods) ca fiind „orice element de natură biologică, fizică sau chimică ce poate constitui o amenințare la adresa sănătății consumatorului”.  Este necesară efectuarea unei liste care să cuprindă riscurile cu probabilitatea cea mai mare de producere a unor leziuni sau afecțiuni la consumator. La efectuarea unei analize de risc trebuie diferențiate aspectele legate de siguranță de cele privitoare la calitate. Procedeul de analiză a riscurilor cuprinde două etape: identificarea factorilor de risc și evaluarea factorilor de risc.[]

Prin analiza riscurilor și identificarea măsurilor corective se ating trei obiective [55]:

identificarea riscurilor și măsurilor de control;

posibilitatea identificării modificărilor necesare în cadrul procesului tehnologic;

constituirea bazei de stabilire a punctelor critice de control.

Unui produs alimentar îi pot fi asociate trei categorii de riscuri: riscuri biologice; riscuri chimice; riscuri fizice, după cum urmează: [58]

Riscuri chimice. Alături de multitudinea substanțelor de poluare din mediu, în industria alimentară se utilizează substanțe chimice care pot fi toxice la o anumită concentrație. Datorită toxicității lor, o serie de substanțe chimice nu sunt admise în alimente de legislația sanitară a anumitor țări, iar pentru altele au fost stabilite limite maxime admisibile.

De asemenea, trebuie acordată importanță maximă substanțelor chimice folosite pentru dezinfecția și igienizarea utilajelor și a spațiilor din industria alimentară. Este necesară folosirea substanțelor autorizate pentru unități de alimentație, cu respectarea concentrațiile prescrise, a timpului de contact și aplicarea unei clătiri corespunzătoare.

Riscuri fizice. Factorii fizici de risc sunt reprezentați de orice particulă sau corp fizic care nu se găsește în mod normal într-un aliment și care poate provoca rănirea consumatorului (tăieturi la nivelul gurii, înecare etc.). O serie de factori fizici de risc prezintă importanță atât prin periculozitatea pe care o prezintă acele corpuri străine, cât mai ales prin faptul că ele pot fi ușor detectate și observate cu ochiul liber. În general, prin respectarea unor bune practici de lucru aceste riscuri fizice pot fi prevenite cu ușurință .

Determinarea punctelor critice de control

Pentru determinarea punctelor critice de control se vor studia pe rând toate etapele procesului tehnologic, începând cu obținerea materiilor prime și terminând cu depozitarea și distribuirea produsului finit, din punct de vedere al riscurilor identificate. Dacă riscul poate fi redus, prevenit sau eliminat prin exercitarea unei anumite forme de control în etapa respectivă, aceasta este un Punct Critic de Control – CCP (engl. Critical Control Point). În practica HACCP, unii specialiști fac referire la două tipuri de puncte critice de control: CCP1, care asigură eliminarea riscului; CCP2, care reduce riscul, dar nu îl elimină complet.[55]

Tabel 10.1. Identificarea clasei de control [58]

în care:

1 – Monitorizarea discontinuă 1/săptămână (se regăsesc în PRP)

2 – Monitorizarea discontinuă 2-3/săptămână (se regăsesc în PRP)

3 – Monitorizarea discontinuă/continuă, la începutul, la trecerea dintre schimburi sau la sfârșitul programului (se regăsesc în Planul HACCP)

4 – Monitorizarea continuă în funcție de proces (se regăsesc în Planul HACCP)

Monitorizarea punctelor critice de control

Există cinci modalități principale de monitorizare a unui punct critic de control []:

Observarea vizuală este simplă, dar dă rezultate rapide, fiind astfel foarte utilă. Observarea vizuală poate avea ca obiect materiile prime, igiena lucrătorilor, tehnicile de igienă și dezinfecție și procesele de prelucrare.

Aprecierea senzorială poate fi o metodă foarte utilă de verificare a prospețimii unor produse alimentare (lapte, carne, pește). Aspectul, gustul sau mirosurile neplăcute pot constitui un indiciu rapid a scăpării de sub control a unor parametrii (de exemplu scăparea de sub control a timpului sau temperaturii în timpul depozitării sau transportului).

Testele chimice sunt mijloace de monitorizare utile – mai ales dacă se pot efectua prin metode rapide.

Determinări fizico-chimice (măsurarea timpului, a temperaturii, a pH-ului, a densității optice) pot constitui, de asemenea, mijloace utile în monitorizarea punctelor critice de control.

Păstrarea înregistrărilor este o parte integrantă a monitorizării și, într-un program de monitorizare proiectat corespunzător, trebuie să fie organizată cât mai simplu posibil Existența acestor înregistrări oferă produsului și procesului o caracteristică foarte importantă, trasabilitatea.

Stabilirea măsurilor de corecție

Atunci când apare o deviație de la limitele critice stabilite, măsurile corective trebuie luate imediat, trebuie corectată cauza care le-a determinat pentru asigurarea faptului că CCP-urile sunt sub control și trebuie păstrate înregistrările cu acțiunile corective aplicate atunci când a apărut deviația de la limitele critice inițiale. Acțiunile corective trebuie să demonstreze că CCP-urile au fost aduse sub control.[55]

Atunci când funcția de monitorizare sesizează o situație care este înafara limitelor critice trebuie avut în vedere:[57]

decizia care se ia atunci când există posibilitatea apariției unui pericol identificat.

activitatea ce trebuie executată pentru a preveni reapariția pericolului și păstrarea înregistrărilor ce descriu rezultatul acțiunii corective aplicate CCP-urilor.

Este obligatorie înregistrarea tuturor măsurilor de corecție.

Verificarea programului HACCP

Conform celui de al șaptelea principiu al metodei HACCP, verificarea este o etapă foarte importantă pentru desfășurarea cu succes a planului HACCP și are ca scop confirmarea faptului că acesta este respectat întocmai. Verificarea sistemului HACCP se fac pentru prima dată la implementarea planului HACCP, iar apoi la intervale de timp bine stabilite. De asemenea verificarea se face ori de câte ori intervine o modificare de rețetă, de echipament, de proces tehnologic, etc.[58]

Tabel 10.3. Chestionar de validare a Planului HACCP [58]

NU

DA

DA

NU Nu este PCC – STOP(*)

DA

NU

DA NU Nu este PCC – STOP(*)

DA NU

Nu este PCC – STOP(*)

Fig. 10.2. Arborele decizional PCC (Codex Alinorm 97/13) [57]

SCHEMĂ FLUX TEHNOLOGIC

NU

NU

DA NU

DA

DA

ANALIZA ȘI EVALUAREA PERICOLELOR

DETERMINAREA PUNCTELOR CRITICE DE CONTROL

PLANUL HACCP

PLANUL DE ACȚIUNI NECESARE ÎN CAZUL ÎN CARE SE DEPĂȘESC LIMITELE CRITICE

PLANUL DE RETRAGERI

PLANUL DE ACȚIUNI CORECTIVE

Analiza microbiologică a orezului

Evidențierea mucegaiurilor producătoare de aflatoxine

Analiza a fost realizată conform procedurii utilizate într-o unitate de producție a tartinelor de orez. Metoda are la bază principiul inoculării sporilor de mucegai prelevați din alimentele alterate sub forma culturilor pure, utilizându-se medii de cultură optime pentru metabolizarea aflatoxinelor cu determinarea ulterioară din punct de vedere calitativ sau semicantitativ a micotoxinelor cu ajutorul cromatografie în strat subțire și a luminii UV la lungimea de undă specifică de 365 nm.

Modul de lucru: Plăcile Petri sunt inițial umplute cu mediul HARA cu agar necesar dezvoltării culturilor de microorganisme producătoare de aflatoxine. Mediul Hara este constituit din următoarele substanțe în cantitățile aferente astfel:

(NH4)H2PO4 – 10 g

K2HPO4 – 1 g

MgSO4·7 H2O – 0,5 g

KCl – 0,5 g

FeSO4·7H2O – 0,01 g

Zaharoză – 30 g

HgCl – 25×10-4g

Glucoză – 0,5 g

Agar – 20 g

Se prelevează cu ajutorul ansei spori ai culturii de mucegaiuri, care se inoculează apoi în centrul plăcilor. Acestea sunt incubate la temperatura de 28°C o perioadă de 5 – 7 zile, reprezentând condițiile necesare pentru formarea aflatoxinelor. Prin intermediul expunerii la radiațiile ultraviolete care au o lungime de undă λ = 365 nm, se poate evalua caracterul toxicogen al mucegaiurilor pe seama prezenței unei zone fluorescente în jurul coloniei (precum în Fig.12.1.).

Fig. 12.1. Coloniile speciei Aspergillus cultivate pe Mediu HARA incubate la 25°C

timp de 7 zile observate fără lumină UV

Fig. 12.2. Coloniile speciei Aspergillus cultivate pe Mediu HARA incubate la 25°C

timp de 7 zile observate cu ajutorul luminii UV

Fig. 12.3. Mucegaiuri toxicogene [45]

Analiza calitativă

Pentru această analiză sunt realizate medii de cultură, astfel : un mediu lichid cu compoziția conform Tabelului 11.2. și un mediu solid din cereale ce urmează a fi analizate. Cerealele (câte 30g) se fierb împreună cu apa distilată (1L) timp de 30 minute, amestecul obținut este filtrat și se completează cu apă distilată până la 1 L. În pahare Erlenmeyer sunt repartizate probe de câte 100 mL din fiecare mediu, apoi se sterilizează 20 minute la 121°C.

Tabel 12.1. Compoziția mediului lichid

Pregatirea inocului

Timp de 7 zile au fost cultivate mucegaiurile la temperatura de 25°C care au sporulat. Suspendarea sporilor s-a realizat în apă distilată cu un conținut de 0,005 % agent Tween 80. S-a efectuat numărarea sporilor cu ajutorul camerei Thoma s-au numărat. Suspensia pentru inoculare (107 spori) s-a obținut în urma diluțiilor decimale.

Inocularea

Mediile proaspăt preparate au fost inoculate cu suspensie (107 spori) și agitate timp de 10 minute cu scopul repartizării sporilor în tot volumul mediului de cultură. S-a realizat termostatarea acestora în regim staționar timp de 14 zile la temperatura de 28°C (Fig. 12.3.).

Extracția cu cloroform

După ce au fost termostatate probele timp de 14 zile, li se adaugă câte 100 mL chloroform și sunt supuse agitării timp de 24 ore la temepratura de 25°C și o tirație a centrifugii de 200 rot/min. Cloroformul adăugat este apoi separate cu ajutorul pâlniilor de separare. Această etapă se efectuează de două ori, extractele obținute în cele două etape sunt amestecate, iar apoi amestecul este supus analizei prin cromatografie în strat subțire. De asemenea, a fost efectuată o examinare în lumină UV a probelor (Fig. 12.3.).

Fig. 12.3. Probele obținute în urma extracției

Fig. 12.4. Probele obținute în urma extracției observate în prezența luminii UV

Pentru cromatografia în strat subțire sunt necesare: camera de vizualizare în ultraviolete cu filter de 254 nm și 366 nm; plăci pentru cromatografie în strat subțire cu strat de silicagel 60 G de 0.3 mm grosime sau plăci sticlă preparate în laborator cu dimensiunile de 200×200 mm sau 100×200 mm; tanc pentru developare sau cameră cromatografica în formă de U (vas paralelipipedic din sticlă); Shaker; rotavapor; seringă Hamilton 10 μl; cilindri gradați de 50 ml, 100 ml, 250 ml; șablon pentru aplicarea spoturilor pe placă.

Reactivi: cloroform:sulfat de sodiu anhidru; aflatoxine B1; amestec de acetone:apă în proporție de 85:15 (V/V); amestec alcool metilic:apă în proporție de 85:15 (V/V); sistem de solvenți de developare toluen:acetat de etil:acid formic în proporție de 6:3:1(V/V/V); clorură de metilen:acetone în proporție de 98:2; amestec eter etilic:eter de petrol în proporție de 20:30.

Prepararea sistemului de cromatografie în strat subțire

Plăcile de sticlă s-au spălat bine cu detergent, s-a clătit bine cu multă apă curentă, apoi cu apă distilată și s-a uscat. Înainte de întinderea absorbantului s-a șters cu tampon de tifon cu alcool sau acetonă, apoi cu tifon curat și uscat. Pe plăcile astfel pregătite s-a aplicat amestecul absorbant cu ajutorul dispozitivului de aplicat absorbantului pe placă. Pentru a obține plăci cu strat absorbant bine fixat s-a substituit 20 ml amidon 10 %. Grosimea stratului adsorbant aplicat pe placă trebuie să fie de 0.3 mm.

Plăcile s-au lăsat să se usuce la temperature camerei în poziție orizontală timp de 1…2 h. Apoi sunt activate prin introducere în etuvă, la 110°C, timp de 1 h, după care s-au scos imediat, sau s-au putut păstra într-un exsicator cu clorură de calciu. Dacă s-au ținut mai mult înainte de întrebuințare trebuie activate din nou.

Aplicarea spoturilor pe placa cromatografică

Placa cromatografică pregătită, s-a așezat pe o suprafață plană, s-a marcat linia de start la 2 cm de la marginea plăcii și linia până la care trebuie să migreze solventul la 15 cm față de linia de start.

Reziduul rămas la evaporare s-a reluat cu solvent de spotulare din care s-a luat 10 μl cu o micropipeta și s-a aplicat pe placa cromatografică sub formă de spoturi rotunde cu diametrul de 5 mm.

Pe o placă s-au putut aplică maximum opt spoturi la o distanță de minim 1 cm față de marginile laterale. Din soluțiile etalon de micotoxine cu concentrația de 1 mg/ml și din probă de analiză s-a aplicat cu o microseringa spoturi de 10 μl soluție pe placă cromatografica în cele 5 poziții posibile astfel:

în poziția 1 se aplică 10 μl soluție de aflatoxina B1 (soluția etalon Ridasreen cu o concentrație de aflatoxine totale de 4050 ppt achiziționat de la firma Diamedix. S.R.L.;

în pozițiile 2, 3, 4 și 5 se aplică 10 μl soluție din prima probă de analiză.

Developarea

În tancul de developare s-a introdus amestecul de solvenți de developare până la o înălțime de max 5 mm. Partea interioară a tancului s-a căptușit cu hârtie de filtru care să îmbibe cu solvenții de developare pentru a asigura o atmosferă saturată cu vaporii developantului și pentru a evita evaporarea acestuia de pe placă în timpul developării. După executarea acestor operații tancul s-a închis, s-a lăsat 20…30 minute pentru săturarea atmosferei cu vapori. După care s-a introdus placa cromatografica cu capătul pe care s-au aplicat spoturile în sistemul de solvenți de developare din tanc. S-a închis etanș cu capacul și s-a lăsat la developat până când frontul solventului a atins linia marcată la 15 cm de linia de start.

S-a scos placa, și s-a uscat la temperatura camerei timp de câteva minute.

Identificarea micotoxinelor

Placa cromatografică s-a examinat la lampă U.V (Fig.12.5.), s-au încercuit zonele cu fluorescență asemănătoare cu cea a etaloanelor și s-a pulverizat o soluție de derivatizare. După pulverizare, placa cromatografică s-a introdus în etuva timp de 2 – 3 minute la o temperatură de 60°C. Dacă fluorescență a suferit modificări similare celor din etaloane s-a confirmat prezența micotoxinei în proba analizată. Tipurile de micotoxine, raportul zonelor de fluorescență asemănătoare etaloanelor și culoarea fluorescenței în ultraviolete sunt redate în tabelul 12.4..

Raportul zonelor de fluorescență asemănătoare cu cele ale etaloanelor (Rt) se calculează cu formula:

Rt = d1/d2 (10.1.)

în care : d1 – distanța dintre linia de start și centrul zonei fluorescente a micotoxinei, mm;

d2 – distanța dintre linia de start și linia până la care a migrat frontal solventul,mm;

Derivatizarea și confirmarea micotoxinelor

Pentru confirmarea unei micotoxine, se stabilește pe placa cromatografica zona asemănătoare cu cea a etalonului micotoxinei respective și se pulverizează cu soluție de derivatizare. După pulverizare zona probei și cea a etalonului au aceeași culoare careacteristică micotoxinei.

Tabel 12.4. Caracteristici de identificare a micotoxinelor prin cromatografie în strat subțire

Concluzii

Bibliografie