Modelare și automatizare în industria alimentară - pasteurizarea

Introducere

Industria laptelui ocupă un loc deosebit în industria alimentară a sectorului agro-industrial. Laptele este un produs alimentar excelent si din el se prepară un sortiment foarte variat de produse alimentare, însă pentru a avea materie primă în cantităti suficiente producătorul de lapte-materie primă trebuie sustinut de stat si gospodării industriale. Fabricarea produselor lactate reprezintă un proces tehnologic complex care include diferite operatii tehnologice bazate pe metode chimice, fizice, microbiologice, biochimice si de actiune asupra materie prime.

Laptele si produsele lactate , datorită compozitiei lor chimice si gradului înalt de asimilare, ocupă un loc important în alimentatia ratională a omului, fiind si sursele cele mai accesibile de proteine de origine animală. Calitătile nutritive excelente ala laptelui ca produs alimentar se cunosc din vremuri străvechi. Filosofii antici au numit laptele „ izvorul sănătătii” , „sucul vietii”, „sînge alb”, iar marele fiziolog rus Pavlov l-a numit „hrană remarcabilă creată de însăsi natura”.

Pasteurizarea laptelui.

Prin aceasta operatie se urmareste distrugerea, sub actiunea temperaturii, a microorganismelor aflate in stare vegetativa, inactivarea pentru o anumita perioada a celor sporulante si prelungirea duratei de pastrare a laptelui. Intrucit germenii patogeni se gasesc in stare vegetativa, sub actiunea pasteurizarii la temperaturi de 65-900 C si sunt practic distrusi in totalitate, asigurîndu-se obţinerea unui lapte salubru. Astfel la temperatura de 750 C, aproape toţi germenii patogeni sunt distruşi în 2-12 secunde. Cu cît temperatura este mai ridicată, cu atît scade timpul necesar distrugerii microorganismelor, deci şi durata de contact a laptelui cu agentul de încălzire. În funcţie de valoarea temperaturii şi durata de contact a laptelui cu reagentul termic, pot fi utilizate următoarele metode de pasteurizare:

• pasteurizarea joasă (sau de durată), care se realizează la temperatura de 63-650 C, timp de 30 min. Este o metodă lentă, care necesită consum de energie termică. Se aplică cu rezultate bune în pasteurizarea laptelui destinat fabricării brînzeturilor.

• Pasteurizarea înaltă( rapidă sau HTST-temperatură înaltă, timp scurt), care se realizează la 72-740 C, cu o durată de 15 sec. Este folosită în producţie, deoarece permite mecanizarea şi automatizarea operaţiei tehnologice.

• Pasteurizarea instantanee(tip flash sau fulger) prevede încălzirea laptelui la 80-900 C, pe o durată de timp sub 10 sec, urmată de o răcire bruscă. Acest procedeu se aplică în special laptelui cu o calitate mediocră.

Influenta incalzirii asupra laptelui

• Actiune asupra proprietatilor senzoriale : poate sa apara aroma de incalzit, de fiert, de caramelizat si de ars. Pana la 800C sunt neinsemnate. In contactul cu aerul laptele incalzit formeaza o pelicula care se datoreste precipitarii proteinelor zerului ce inglobeaza si grasime. Pelicula nu se formeaza la laptele omogenizat si pasteurizat ;

• Substantele proteice si in special proteinele serice sunt sensibile la actiunea caldurii. Denaturarea lor incepe la 650C si se intensifica o data cu cresterea temperaturi si cu prelungirea duratei sale de actiune. Rezistenta la caldura in ordine crescatoare, a proteinelor serice este urmatoarea : globule imune < serualbumina < β – lactoglobulina < α lactuoalbumina. La incalzire mai puternica din proteinele serice se formeaza grupari sh libere, compusi sulfurati si are loc formarea complexului dintre k/cazeina si β-lactoglobulina. La cazeina se pot produce :

a. Defosforilari ;

b. Ruperea legaturi peptice ;

c. Dezaminari.

• Grasimea laptelui este termostabila, ea nu si modifica compozitia la temperaturi de pasteurizare. Singurul efect al pasteurizarii asupra grasimi din lapte este pierderea treptata a proprietati de separare a acesteia in paralel cu cresterea temperaturii. La temperaturi de ~1000C structura globulelor de grasime este modificata si apar picaturi de grasime care plutesc la suprafata ;

• Se formeaza si concentratii mai mai de metil-cetone si lactone care determina aparitia defectului de gust de nuca de cocos in laptele sterilizat. Lactoza se descompune partial la ~ 700C cu formarea unor acizi in special formic si lactic ceea ce influenteaza aciditatea laptelui. La temperaturi < 1000C lactoza reactioneaza cu gruparile – NH2 ale aminoacizilor dand produsi colorati (inbrunarea laptelui). Lactoza → hidroximetilfurfurol → acid levulic → acid formic;