Acest site foloseste cookies.
Prin navigarea pe acest site, va exprimati acordul asupra folosirii cookie-urilor.
Vezi mai multe detalii
close

Dubla omogenizare și microfiltrarea laptelui

Autor: Maria Demetriadluni, 30 septembrie, 2019

Laptele este un aliment universal și unic, transformat într-o varietate aproape de produse în conformitate cu procedeul care urmărește controlul unei materii prime foarte variabile produse în condiții nesterile și având compoziție care să permită un rapid creșterea ecosistemului microbian contaminant. Mai mult, pentru a asigura o siguranță igienică și completă consumatorilor, orice tehnologie trebuie să mențină cât de mult este posibilă proprietățile nutriționale și fiziologice ale numeroaselor componente ale laptelui (majore și minore). Totodată, ar trebui să fie ieftină, deoarece produsele lactate răspund adesea nevoilor de bază ale persoanelor și, în cele din urmă, trebuie să realizeze energie curată și să conducă la un consum minim de apă. În acest sens, vă prezentăm în această ediție a revistei noastre extrase din comunicarea cu titlul ”New technologies and innovation in milk processing”, susținută de cercetătorul francez Jean-Louis Maubois, de la INRA Rennes-Franța, la un simpozion de specialitate desfășurat în vara acestui an.

 

Tehnologii vechi și noi

 

În timp, au fost propuse numeroase tehnologii noi pentru controlul calității bacteriologice a laptelui colectat, pentru a livra lapte lichide sigure sau produse lactate transformate consumatorilor. Majoritatea dintre ele sunt încă în curs de dezvoltare sau au fost deja respinse din cauza investițiilor mari sau a costurilor de funcționare. Printre acestea se numără cele care folosesc mijloace noi pentru a realiza o creștere rapidă a temperaturii laptelui: încălzire ohmică, cu microunde sau infraroșu sau cele care realizează principiul non-termic: presiune înaltă și câmp electric pulsatoriu.

 

O îmbunătățire a vechiului proces de bactofugare, constând în punerea în linie a două echipamente, a cunoscut o utilizare comercială limitată, dar singura inovație care realizează un concept cu totul nou de salubrizare a laptelui, adică eliminarea specifică a microorganismelor contaminante de către modul de microfiltrare a membranei, în loc să le ucidă prin căldură, a cunoscut o dezvoltare industrială mare în majoritatea țărilor.

 

Mai mult, o descriere detaliată a utilizărilor efective ale microfiltrării membranei, mai precis, un nou proces patentat (Fauquant și colab., 2010), realizează salubrizarea directă a laptelui care conține grăsimi, în loc de salubrizarea separată a smântânei și a laptelui degresat. Pentru a realiza transformarea eficientă a laptelui în derivate lactate, au fost dezvoltate modalități inovatoare de eliminare a variațiilor naturale ale compoziției laptelui.

 

Tehnologul are acum posibilități de a ajusta nu numai conținutul materiei prime utilizate în grăsimi, în proteine ​​totale, în cazeină, în lactoză, dar chiar și în săruri minerale, prin utilizarea diferitelor tehnologii de membrană (ultrafiltrare, microfiltrare și nanofiltrare) . Îndepărtarea totală prealabilă a microorganismelor contaminante îi oferă, de asemenea, posibilitatea extraordinară de a adăuga la laptele utilizat fără activitate enzimatică bacteriană reziduală, un ecosistem controlat, capabil să realizeze fermentația optimă necesară, care vizează dezvoltarea calităților organoleptice cercetate.

 

În cele din urmă, noile tehnologii au permis, de asemenea, nu numai îmbunătățiri semnificative ale valorificării co-produselor precum zer și lapte, dar au deschis, de asemenea, noi căi pentru a propune consumatorilor numeroase produse lactate cu tehnologie funcționalități specifice (smântână, unt, brânză), sau răspunzând nevoilor nutritive specifice ale categoriilor de persoane (în special pulberi).

 

Utilizarea efectului Joule

 

Utilizarea încălzirii indirecte pentru uciderea agenților patogeni și a majorității florei microbiene banale, adică pasteurizarea (72 C – 20 s), sau pentru sterilizarea laptelui prin tratament UHT (145 C – 5 s), este clasică în industria produselor lactate de mai multe decenii. Încălzirea directă prin injecție cu abur pentru producția de lapte UHT este mai puțin folosită, din cauza creșterii costului energiei, în ciuda impactului său mai mic asupra calităților nutriționale ale proteinelor din lapte.

 

Utilizarea efectului Joule, pentru o încălzire internă, prin rezistența electrică a laptelui, a cunoscut o anumită dezvoltare industrială. Această încălzire obișnuită duce la o rată de încălzire rapidă și uniformă. Conversia energetică ar trebui să fie foarte eficientă, iar costul de întreținere ar trebui să fie scăzut, dar această tehnologie necesită investiții inițiale mari și ajustarea parametrilor electrici, atunci când variază compoziția lichidului lactat tratat.

 

Rezultatele publicate, legate de compararea cu tratamentul termic clasic, nu indică nicio diferență în denaturarea proteinelor din zer, precum și eliberarea acizilor grași liberi, dar o inactivare mai rapidă a unor microorganisme: D65  C/min, pentru E. coli, a fost găsit nivelul 0,86, în loc de 3,5 ± 0,2 și D75 C/min, pentru Staphylococcus thermophilus 3.09, în loc de 3,30 ± 0,42, probabil, deoarece acest tratament induce un efect de electroporație ușoară (Pereira și Vicente (2010).

 

Încălzirea laptelui cu microunde a fost studiată, de asemenea, deoarece permite realizarea pasteurizării și chiar tratamentul UHT al produsului după ce a fost ambalat (cu toate acestea, a fost necesară o grosime limitată), dar această tehnologie nu a dat rezultate satisfăcătoare: conduce la o încălzire neuniformă, costuri ridicate de energie și niciun efect letal asupra drojdiilor (Pereira și Vicente, 2010).

 

La rândul ei, tehnica de înaltă presiune are a dat naștere unui interes profund pentru industria alimentară, datorită efectului său non-termic revendicat, evitând daunele aromei, culorii, gustului și conținutului de vitamine. Propunerea a fost abandonată,  din cauza dificultăților de a construi instalații la un cost rezonabil și de a controla creșterea interioară a temperaturii la presiunea utilizată (250 – 400 MPa). Mai mult, studiile conexe au arătat o întrerupere parțială a micelelor de cazeină, modificări ale echilibrului mineral și modificarea cristalizării grăsimilor din lapte.

 

O altă tehnică fizică încercată pentru eliminarea microorganismelor în lichidele alimentare, este câmpul electric pulsatoriu, care este foarte utilizat în ingineria genetică, pentru promovarea schimburilor de ADN prin electroporarea în celulele bacteriene. Reducerile zecimale publicate la diferite specii frecvent întâlnite în lapte, prezintă unele discrepanțe (intervalul 2 – 4), probabil, ca urmare a efectului ucigător care variază cu stadiul fiziologic de dezvoltare a culturii de testare adăugate.

 

Mircofiltrarea, performantă, dar…

 

Propusă la sfârșitul anilor ’80, microfiltrarea (MF) a introdus un concept complet nou în tehnologia produselor lactate, pentru oferirea consumatorului de lapte lichid cu o calitate bacteriologică și igienică ridicată. Într-adevăr, toate celelalte tehnologii, termice și non-termice, inactivează microorganismele contaminante, dar lasă în lapte celule moarte cu potențialul lor enzimatic capabil să modifice componentele laptelui, în timp ce MF elimină celulele bacteriene, precum și celulele somatice. Doar enzimele cu lapte endogen pot limita în termen de valabilitate laptele MF.

 

Utilizările actuale ale MF pentru producerea de lapte lichid au fost descrise în multe lucrări (Saboya și Maubois, 2017; Carvalho și Maubois, 2010; Maubois, 2011). MF se aplică pe laptele degresat la o temperatură cuprinsă între 37 C și 52 C. Dacă membrana MF are o dimensiune medie a porilor de 1,4 µm, reducerile zecimale observate pe microflora banală sunt cuprinse între 3,5 și 4,5, chiar mai mari, dacă laptele este puternic contaminat. Cu o membrană MF cu o dimensiune medie a porilor de 0,8 µm, se ajunge la sterilitatea comercială (reducerea zecimală a sporilor Clostridium botulinum mai mare de 12), (Lindquist, 2018; Saboya și Maubois, 2010).

 

După cum s-a arătat, salubrizarea smântânei utilizate pentru standardizarea grăsimilor din lapte se face prin tratament termic (95 C – 20, până la 60 s pentru laptele crud sau pasteurizat ESL). Apoi, smântâna astfel tratată este amestecată cu laptele degresat MF iar amestecul este omogenizat și ambalat. Datorită îmbunătățirii gustului și aromei, comparativ cu laptele clasic tratat termic, și, de asemenea, creșterea marcată a duratei de valabilitate comercială, această nouă varietate de lapte lichid emis din tehnica MF, a cunoscut o dezvoltare mare în aproape toate țările din lume. În Canada, reprezintă chiar peste 50% din totalul pieței.

 

”Filiera franceză”

 

Cu toate acestea, grupul nostru de cercetare nu a fost pe deplin mulțumit să igienizeze laptele conținând, atât MF de lapte degresat, cât și încălzirea separată a cremei necesare pentru standardizarea grăsimilor. În consecință, a fost cercetată o modalitate de a elimina microorganismele contaminante din grăsimi care conțin lapte, numai de MF, găsită în cele din urmă după multe studii și brevetul completat recent.

 

Această prelegere evidențiază faptul că, pentru unul dintre procedeele propuse, laptele integral brut este în primul rând omogenizat de două ori, astfel încât dimensiunea medie a globulelor adipoase nou formate și distribuția lor gaussiană să permită transferul lor prin membrana MF. Dacă membrana MF folosită are o dimensiune medie a porilor de 0,8 um, etapa de presiune de omogenizare este de 2 X 800 bari, pentru a obține 95% din globulele de grăsime nou formate, cu un diametru mai mic de 0,3 µm.

 

Pentru a evita efectele nocive ale căldurii asupra componentelor laptelui, etapele de omogenizare și MF ale procesului se fac la 50 C – 55 C, dar dacă laptele steril este produs prin utilizarea unei membrane de dimensiuni de pori de 0,8 µm, se va inactiva căldura laptelui endogen. Enzimele se realizează prin același tratament ușor, utilizat în procesul  96 C – 6 s (Lindquist, 2018). Așa cum s-a descris în brevet (Fauquant și colab., 2009), experimentele la scară pilot au arătat fezabilitatea producerii de lapte semi-degresat industrial, având o durată de valabilitate la temperatura camerei de 6 luni.

 

Această tehnologie poate fi aplicată și la alte lichide lactate care conțin grăsimi. De exemplu, poate realiza o salubrizare ”blândă” a alimentelor lichide pentru sugari și, astfel, evitarea efectelor nocive ale tratamentului UHT asupra valorii nutriționale și a funcționalității fiziologice a proteinelor din zer majore și minore. De asemenea, va fi soluția de a elimina microflora contaminantă din lichidele lactate care conțin grăsimi parțial omogenizate, cum ar fi untul sau zerul din brânză.

Dezvoltarea produselor probiotice din carne
Autor: Cristina Gavrilut  /   vineri, 28 iunie 2019

Dezvoltarea produselor funcționale din carne sunt din ce în ce mai mult o preocupare pentru tehnologii din întreaga lume. În cadrul acestei categorii, produsele prebiotice din carne reprezintă o adevărată provocare dar ele sunt și o sursă de promisiuni, pentru viitor. Iată, deci, câteva considerente despre aceste produse, ele fiind...

Procese de obținere a lactatelor fără lactoză
Autor: Maria Demetriad  /   vineri, 28 iunie 2019

Procentul persoanelor care manifestă o capacitate scăzută de digerare a lactozei variază în funcție de țară și de continent; de exemplu, de la 98-100% dintre adulții din Asia de Sud-Est, la doar 1% în Țările de Jos. În orice caz, lactatele fără lactoză au în prezent un succes deosebit în rândul consumatorilor, inclusiv în...