Secție de Prelucrare a Laptelui în Vederea Obținerii de Lapte Praf cu Conținut Scăzut de Lactoză

UNIVERSITATEA “VASILE ALECSANDRI” DIN BACĂU

FACULTATEA DE INGINERIE

SPECIALIZAREA : INGINERIA PRODUSELOR ALIMENTARE

TEMA DE PROIECTARE

Să se proiecteze o secţie de prelucrare a laptelui în vederea obţinerii de lapte praf cu conţinut scăzut de lactoză cu o capacitate de 12 tone/an produs finit.

Capitolul I

Componenţii esenţiali ai laptelui

I.1.Laptele-materie primă

Este alimentul cel mai complex şi mai uşor asimilat de organism, constituind unul din alimentele de bază şi în nutriţia omului. Laptele este denumit şi ’’Sângele alb’’ prin valoarea sa hrănitoare. Are peste o sută de substanţe nutritive necesare vieţii omului (20 aminoacizi, 10 acizi graşi, 4 feluri de lactoze, 25 vitamine, peste 45 elemente minerale, proteine).

Proteinele conţin aminoacizi necesari creşterii şi menţinerii sănătăţii. Grăsimea în afară de rolul ei energetic constituie şi la formarea rezervelor de grăsime în organism. Important este faptul că substanţele nutritive din lapte se găsesc în proporţii optime, astfel că laptele este asimilat de organism mai bine decât orice alt aliment. Atât laptele cât şi produsele lactice măresc rezistenţa organismelor faţă de infecţii şi intoxicaţii , ridicând nivelul de sănătatate a populaţiei.

I.2.Compoziţia chimică a laptelui

În absenţa microorganismelor şi enzimelor libere, laptele este un aliment alcătuit din două faze total nemiscibile, dar aflate într-o stare de emulsie perfectă una în alta :

1.Faza apoasă, care conţine :

● proteine , substanţe bio-organice, dar comapatibile cu faza apoasă datorită gradului lor ridicat de hidratare precum şi grupările anorganice terminale electrolitice, ce le asigură starea coloidală şi prin urmare, compatibilitatea cu apa;

● zaharurile, compuşi organi solubili în apă;

●vitaminele hidrosolubile ;

●sărurile şi oligo-elementele minerale.

2.Faza organică constituită din materia grasă, emulgată în faza apoasă şi alcătuită din:

●gliceridele;

●steridele;

●acizii graşi;

●fosfolipidele dintre care lecitina, care asigură interferenţa dintre cele două faze;

●vitaminele liposolubile;

●pigmenţii.

Din punct de vedere chimic, laptele conţine următorii componenţi:

●apa;

●substanţa uscată negrasă;

●materia grasă.

Unele din aceste substanţe se găsesc în stare dizolvată într-o fază sau alta, iar altele sub formă de emulsie sau de suspensie coloidală, apa jucând rol de mediu de dispersie al acestora. Toate tipurile de lapte conţin practic aceiasi componenţi majori într-o distribuţie aproape similară care variază uşor în funcţie de specia animalului, de rasă în cadrul aceleiaşi specii de regimul alimentar precum şi de perioada de lactaţie.

I.3. Componenţii de bază a laptelui

I.3.1. Apa

Principalul component al laptelui este apa, care reprezintă peste 80% din masa totală a laptelui, proporţie ce variază în primul rând în funcţie de specia animalului. Apa este faza majoritară în care au loc cvasitotalitatea proceselor chimice, biochimice şi fizice. Tensiunea superficială a soluţiei apoase din lapte numite plasmă joacă un rol determinat în stabilitatea emulsiei de materie grasă şi a suspensiilor de proteine.

I.3.2.Substanţe azotate

Apa din lapte este faza de dispersie a ceea ce se numeşte, de regulă, substanţa uscată, care rezultă din eliminarea totală a apei din lapte, printr-o deshidratare integrală.

Din eliminarea materiei grase din substanţa uscată, rezultă substanţa uscată negrasă, care în afară de substanţe minerale (săruri de Ca, Mg, K, etc.), mai conţine şi elemente organice specifice laptelui, printre care putem enumera următoarele :

●lactoza (dizaharid compus din glucoză şi galactoză) ;

●cazeina ;

●lactalbumina ;

●enzime libere ;

●urme de alţi compuşi.

Cea mai mare parte a substanţei uscate, grase sau negrase, poate fi obţinută prin coagulare, fie a laptelui normal, fie a laptelui smântânit şi formarea unei mase floculente, numită coagul. În masa substanţelor azotate, proteinele reprezintă în medie o proporţie de circa 95%.

Proteinele laptelui sunt substanţe macromoleculare formate din combinarea a circa 20 de aminoacizi elementari. Ele pot fi uşor separate din soluţie utilizând acid tricloracetic (ATCA) sau acid fosfotungtic şi pot fi precipitate cu o solutie concentrate de sulfat de amoniu.

In functie de starea lor de dispersiem proteinele din lapte pot fi clasificate in doua grupe :

1.Cazeina aflatăîin stare de suspensie coloidala şi care reprezinta 80% din totalul proteinelor ;

2.Proteinele zerului sau proteinele serice, solubile în apă şi anume :

●lactalbumina, în proporţie de 9-15% din masa proteinelor ;

●lactoglobulina, în proporţie de 3,3% din totalul proteinelor ;

●proteozopeptonele,îin proporţie de 3,7% (solubile in zer).

Această distribuţie a principalelor proteine fluctuează în limite foarte înguste în funcţie de sursa laptelui, raportul dintre diferitele proteine păstrându-se aproape constant.

Cele mai importante proteine din lapte pot fi clasificate în trei categorii, în funcţie de structura lor chimică :

1.Holoproteidele, care conţin numai α-aminoacizi (α-lactalbumina, β-lactoglobulina) ;

2.Fosfoproteidele, care conţin acidul fosforic în gruparea proteică (α-cazeina, β-cazeina);

3.Lipoproteidele, care conţin glucide drept grupare prostetică (K-cazeina), ele deosebindu-se prin structura şi compoziţia moleculară care le determină forma de dispersie în lapte.

I.3.3.Glucidele

Lactoza este un component al laptelui care determină sub acţiunea microorganismelor, toate procesele fermentative care au loc în lapte. Lactoza poate suferi o serie de procese fermentative de descompunere pentru a da naştere în funcţie de tipul de microorganisme implicate la acid lactic, acid propionic, acid butiric sau alcool.

Este principalul component glucidic al laptelui pe lângă urmele de galactoză şi glucoză, ce rezultă din procesul de hidroliză. Din punct de vedere chimic, lactoza este un dizaharid (dioză) format dintr-o moleculă de glucoză şi o moleculă de galactoză.

Lactoza este un glucid specific laptelui şi prin urmare singura sursa de galactoză pentru om, fiindu-i necesară în sintetizarea metabolică a galactocerebrozidelor, substanţe implicate în dezvoltarea sistemului nervos central şi a facultăţilor mintale, în special la copil. Cercetări riguroase au demonstrat că eliminarea galactozei din raţia nutritivă a sugarului şi înlocuirea ei cu zaharoză duce la tulburări de inteligenţă la copil.

Cu o putere de îndulcire de 6,25 ori mai mică decât cea a zaharozei, lactoza îi conferă laptelui un gust dulceag. Acest gust dulceag este mai pronunţat în zerul nefermentat, deoarece în lapte, acesta este mascat de prezenţa cazeinei. Laptele de vacă conţine în jur de 4,3-4,8% lactoza raportată la cantitatea totală de substanţă uscată.

În plus de procesele fermentative, lactoza poate suferi procesul de hidroliză enzimatică sau acidă cu formarea de glucoză şi galactoză. Se obţine astfel siropul de lactoză, caracterizat printr-un gust dulce mai intens şi utilizat în fabricarea îngheţatei. Prin convertirea glucozei se intensifică gustul de dulce, prin formarea fructozei. Toate aceste produse sunt destinate în special persoanelor cu intoleranţă de lactoză.