Curs Ind Alimentara

\

TEHNOLOGIE GENERALĂ ÎN INDUSTRIA ALIMENTARĂ

Editura RISOPRINT Cluj-Napoca 2003

Referent ştiinţific: conf. univ. dr. DOREL MODORAN

2

INTRODUCERE Tehnologia generală în industria alimentară, studiază procesele tehnologice prin care materiile prime vegetale sau animale sunt transformate în alimente, care constituie produsele finite ale industriei alimentare. Procesul tehnologic cuprinde ansamblul operaţiilor fizico-mecanice şi al proceselor chimice şi biochimice dintr-un sistem industrial necesare pentru obţinerea unui produs cu caracteristici fizico-chimice şi organoleptice prestabilite. La obţinerea unui produs cu caracteristici date, contribuie atât operaţii fizice şi mecanice cât şi procese chimice şi biochimice legate într-o succesiune logică. Procesele tehnologice din industria alimentarã se clasifică în: 1. Procese de condiţionare a materiilor prime prin tehnologii de prelucrare ce nu transformã caracterul materiei prime: • -condiţionarea cerealelor; • -condiţionarea fructelor şi legumelor; • -colectarea şi condiţionarea laptelui de consum; • -tehnologia de abator a cãrnii. 2. Procese de prelucrare a materiilor prime prin metode fizico-chimice: -tehnologia produselor fãinoase; -tehnologia zahãrului; -tehnologia amidonului, a glucozei şi a dextrinei; -tehnologia uleiurilor vegetale; -tehnologia bãuturilor nealcoolice şi a apelor minerale. 3. Tehnologii de conservare a produselor alimentare: • -tehnologia conservelor din legume şi fructe; • -tehnologia conservelor din carne; • -tehnologia conservelor din peşte. 4. Tehnologia de prelucrare a produselor prin metode biotehnologice cu ajutorul enzimelor sau microorganismelor: -tehnologia spirtului; -tehnologia berii; -tehnologia vinului; -tehnologia fabricãrii produselor lactate fermentate; -tehnologia smântânii şi a untului; -tehnologia brânzeturilor; -tehnologia produselor de panificaţie; -tehnologia prelucrãrii tutunului. Ordonarea liniară a operaţiilor şi proceselor, de la intrarea materiilor prime în sistem până la ieşirea din sistem a produselor finite dorite, constituie fluxul tehnologic. Acesta se reprezintă grafic prin schema de principiu sau schema procesului tehnologic.

3

Industria alimentară este deosebit de complexă. Ea prezintă o serie de particularităţi care o deosebesc de alte ramuri industriale. Aceste particularităţi sunt legate atât de natura materiilor prime prelucrate, cât şi de produselor finite obţinute. Materiile prime sunt în majoritate produse de natură biologică, perisabile şi degradabile. Majoritatea materiilor prime se caracterizează printr-o labilitate mare. Sub acţiunea factorilor interni (echipament enzimatic propriu) şi a celor externi (factori de mediu: temperatură, prezenţa umidităţii, microorganisme), ele se depreciază, uneori foarte rapid. Producţia agricolă are caracter sezonier (se obţine în anumite perioade ale anului), şi este influenţată de tehnologia de cultivare, respectiv de creştere a diferitelor specii vegetale şi animale, de factori climatici. Materiile prime prelucrate în industria alimentară au de multe ori caracteristici fizice, chimice şi biochimice neomogene, care variază în timp în limite foarte largi ceea ce impune o continuă modificare a parametrilor de producţie. Din acest motiv, în unele subramuri ale industriei alimentare se practică încă de la începutul procesului tehnologic omogenizarea materiei prime, adică alcătuirea din două sau mai multe loturi cu indici calitativi diferiţi, a unei singure partide care să asigure o prelucrare uniformă din punct de vedere calitativ. Datorită caracterului sezonier al producţiei agricole şi a faptului că aceasta este uneori supusă deprecierii rapide, este necesar să fie prelucrată în timp scurt şi cu maximă eficienţă. În anumite cazuri prelucrarea se desfăşoară pe campanii când utilajele şi forţa de muncă sunt solicitate la maxim. În industria alimentară se prelucrează o varietate de materii prime prin procedee specifice, iar ca produse finite rezultă o gamă largă de produse alimentare. Procedeele de prelucrare pot fi: • -mecanice (sortare, măcinare, cernere, divizare, spălare, malaxare); • -fizice (prelucrare termică, distilare, rafinare); • -fizico-chimice (cristalizarea zahărului, rafinarea uleiului); • -biochimice (fermentare, prelucrare enzimatică, dezvoltare de biomasă). Produsele alimentare constituie produsele finite ale industriei alimentare şi sunt destinate alimentaţiei omului. Produsele alimentare trebuie să îndeplinească anumite condiţii condiţii şi să întrunească anumite calităţi: -să aibă proprietatea de inocuitate (salubritate); -să aibă valoare alimentară (nutritivă); -să aibă calităţi senzoriale (gust, miros, aspect, consistenţă, culoare); -să aibă calităţi de prezentare (ambalaj). Calitatea produselor alimentare Factorul cel mai important se referă la inocuitatea produselor alimentare. 1. Inocuitatea este calitatea produselor alimentare de a fi inofensive pentru organismul uman, adică lipsite de impurităţi, substanţe toxice, microorganisme 4

patogene şi toxine microbiene. Cauzele care afectează salubritatea alimentelor şi care transformă un produs alimentar într-unul care devine un pericol pentru sănătatea consumatorului sunt infecţiile alimentare şi toxicozele alimentare. Infecţiile alimentare au ca sursă animalele de la care provin materiile prime sau omul (personalul muncitor care prelucrează materiile prime). Toxicozele alimentare pot fi de natură nemicrobiană: substanţe toxice datorate poluării materiilor prime, substanţe provenite din procesul tehnologic, toxicoze datorate unor alimente convenţional comestibile (unele legume crude, cartofi încolţiţi, etc.), toxicoze datorate unor produse necomestibile (ciuperci otrăvitoare, seminţele unor plante otrăvitoare). 2. Valoarea nutritivă sau valoarea calorică alimentară este căldura degajată la arderea unui kg de substanţă când produşii de ardere sunt apa, dioxidul de carbon şi ureea şi se exprimă în kcal sau kJ. Raportarea se face uneori la 1g sau la 100 g de produs alimentar. Se mai foloseşte în loc de kcal, Cal, caloria mare. Organismul uman necesită energie pentru desfăşurarea proceselor metabolice şi a altor activităţi, iar această energie este asigurată prin aport alimentar. Valoarea calorică alimentară sau valoarea energetică a unui produs se calculează astfel: E= % lipide x 9,3 + % glucide x 4,1 + % proteine x 4,1

kcal

O raţie alimentară optimă este compusă din patru părţi glucide, o parte proteine şi o parte lipide (4/1/1). 3. Calităţile senzoriale ale alimentelor reprezintă însuşirile unui produs alimentar de a impresiona în mod plăcut organele de simţ ale omului prin aspect, miros, gust şi culoare astfel încât să determine alegerea şi consumarea cu plăcere a acestora. 4. Calitatea de prezentare a alimentelor se referă la estetica produselor alimentare. Pe ambalaje sunt prezentate unele caracteristici ale produsului: cantitate, valoarea energetică, conţinutul de grăsimi, de vitamine, etc. Ramuri ale industriei alimentare Industria alimentară este alcătuită din următoarele ramuri: -industria zahărului; -industria produselor zaharoase; -industria amidonului, glucozei şi dextrinei; -industria uleiurilor vegetale; -industria cărnii şi a produselor din carne; -industria laptelui şi a produselor lactate; -industria morăritului, panificaţiei şi a produselor făinoase; -industria valorificării fructelor şi a legumelor; -industria spirtului şi a băuturilor alcoolice; -industria berii; -industria vinului; -industria tutunului. 5

1.1. MATERII PRIME UTILIZATE ÎN INDUSTRIA ALIMENTARĂ Materiile prime prelucrate de industria alimentară sunt produse de natură biologică, în majoritate de origine animală şi vegetală, în care procesele biochimice nu încetează după recoltare, atât în perioada păstrării cât şi în timpul prelucrării. 1.1. Compoziţia chimică a alimentelor Pentru a se alege modul optim de conservare şi prelucrare a materiei prime folosite în industria alimentară este necesar să se cunoască proprietăţile acesteia: structura externă şi internă, proprietăţile fizice, compoziţia chimică şi însuşirile (caracteristicile) tehnologice. Cu toată diversitatea materiilor prime, ele au în comun compoziţia chimică întrucât toate conţin, în diferite proporţii, aceleaşi componente respectiv: apă, substanţe minerale, glucide, protide, lipide, vitamine şi enzime. Compoziţia chimică a alimentelor este reprezentată schematic în figura 1.1. Alimente

Apă

Substanţă uscată

Substanţe minerale

Substanţe organice - glucide - protide - lipide - vitamine - enzime - acizi organici - substanţe tanante - uleiuri eterice

Fig. 1.1. Compoziţia chimică a alimentelor 6

Apa este cel mai răspândit component din ţesuturile animale şi vegetale şi se găseşte în toate materiile prime utilizate în industria alimentară. În acelaşi timp apa constituie ea însăşi materie primă în industria alimentară. Apa poate fi

şi produs finit (ape minerale sau apă plată). Apa constituie mediul în care au loc toate reacţiile chimice şi enzimatice. Apa poate fi şi partener de reacţie, de exemplu în procesele de hidroliză, la maturarea materiilor prime alimentare, în procesele de conservare, etc. Apa se găseşte în materiile prime din industria alimentară în diferite proporţii : în fructe 75-90%, în legume 65-95%, în lapte 87%, în carne 50-80%, în cereale 12-17%. Conţinutul în apă al unor alimente este dat în tabelul 1.1. Tabelul 1.1. Conţinutul în apă al unor alimente şi materii prime pentru industria alimentară Aliment Apă, % Carne 65-70 Carne de peşte 63-80 Lapte 87 Lapte praf 4 Ouă 16-24 Fructe 90 Cereale 12-17 Legume 65-95 Margarină 4-5 Cafea prăjită 4-6 Cacao 2-6 Zahăr tos 0,2-2 În alimente apa se găseşte sub mai multe forme: a) apă liberă, care serveşte ca dizolvant sau ca mediu de dispersie; b) apă de hidratare, care este legată de molecule puternic polare (zaharuri, proteine) prin legături (punţi) de hidrogen sau care formează sfera de hidratare a ionilor; c) apa de îmbibare a structurilor geliforme; d) apă adsorbită pe particule solide prin forţe fizice (legături van der Waals); e) apă legată în materiale celulare care nu se poate îndepărta prin metode obişnuite de deshidratare (presare, stoarcere), deoarece procesul poate fi însoţit de descompunerea materialului (exemplu: cereale, fructe rădăcinoase, fibre musculare, seminţe oleaginoase). Apa legată nu dizolvă substanţele solubile. Determinarea umiditãţii materiilor prime şi a alimentelor Apa din materii prime şi alimente se determinã analitic prin douã grupe de metode: indirecte şi directe.

7

Metodele indirecte se bazeazã pe cântãrirea produsului analizat dupã uscare. Uscarea se poate face în etuve termostatate încălzite electric, cu radiaţii infraroşii sau cu microunde (metode rapide şi moderne, deoarece aparatura

este automatizatã). Dar, prin uscare se pot pierde unii compuşi volatili prezenţi în alimente, cum sunt compuşii care dau aromã şi gust alimentelor, respectiv alcooli, acizi şi compuşi carbonilici cu punctul de fierbere mai mic decât al apei sau care dau amestecuri azeotrope cu apa. Totuşi, această metodã este simplã şi se foloseşte mult pentru determinarea în serie a umiditãţii alimentelor. Proba se cântãreşte la balanţa analiticã şi se usucã în etuvã la 105-110ºC sau 130-140ºC (în cazul cerealelor sau alimentelor termorezistente). Uscarea se conduce pânã la masă constantã, adicã pânã când douã cântãriri succesive la interval de 30 minute nu dau diferenţã de masã. m A% = a ⋅ 100 , m a = m p − mu mp mp - masa probei, mu - masa probei după uscare, ma – masa apei din probă Determinãrile directe se bazeazã pe dozarea directã a apei din probe. Se utilizeazã douã metode: distilarea azeotropă a apei şi determinarea apei prin titrare. Distilarea azeotropã a apei este realizată cu ajutorul unui solvent organic benzen, toluen sau heptan cu care apa formeazã azeotrop. Determinarea se face în aparatul Dean Stark format dintr-un vas de distilare, refrigerent şi dispozitiv de colectare (tub colector gradat). Metoda constã în dispersarea probei cântãrite la balanţa analiticã în solventul ales, urmată de distilare azeotropă şi condensarea vaporilor. Condensatul din tubul colector se separă în două straturi: apa şi solventul organic. Cantitatea de apă se măsoară volumetric cu ajutorul tubului colector gradat. Determinarea apei cu reactiv Karl Fischer Se folosesc 2 soluţii ce se amestecã cu 24 de ore înainte de utilizare: iod dizolvat în metanol anhidru şi dioxid de sulf lichid dizolvat în piridinã anhidrizatã. Apa din aliment se extrage în metanol, etanol, formamidă sau alt solvent anhidru. Extractul se dozeazã cu reactiv Karl Fischer. Reacţia principalã constã în oxidarea cantitativã a dioxidului de sulf de către iod în prezenţă de apã conform reacţiei: I2+SO2+2H2O=2HI+H2SO4 Acizii tari rezultaţi dau cu piridina C5H5N sãrurile corespunzãtoare, iodurã şi sulfat de piridiniu. 2HI + H2SO4 + 3C5H5N = 2[C5H5NH]+I- + [C5H5NH]+HSO-4 Punctul de echivalenţã se determinã colorimetric sau potenţiometric. 8

Apa în industria alimentară Apa folosită în industria alimentară ca apă tehnologică este apa potabilă. Una dintre caracteristicile importante ale apei este duritatea. Duritatea totală a apei reprezintă suma concentraţiilor ionilor de calciu 2+ Ca şi magneziu Mg2+ dizolvaţi în apă. Aceşti ioni provin din disocierea bicarbonaţilor de calciu sau de magneziu şi a sărurilor de calciu sau de magneziu ale acizilor minerali tari (HCl, H2SO4 etc.). Duritatea totală dT este suma dintre duritatea temporară dt şi duritatea permanentă dp: dT=dt+dp Duritatea temporară este dată de suma bicarbonaţilor de calciu şi magnezi, Ca(HCO3)2 şi Mg(HCO3)2. Aceştia sunt instabili termic, iar la 70-80oC se descompun formând depuneri de CaCO3 şi Mg(OH)2 numite "piatră de cazan". Ca(HCO3)2 → Mg(HCO3)2 →

CaCO3+H2O+CO2 Mg(OH)2+2CO2

Sărurile de Ca şi Mg ale acizilor tari sunt stabile termic, dar precipită la pH bazic şi la creşterea presiunii parţiale a CO2, Pco2 (cazul proceselor de fermentaţie alcoolică). Exprimarea durităţii se face convenţional în grade de duritate (od). În România se folosesc gradele germane de duritate. Un gradul german de duritate reprezintă duritatea echivalentă a 10 mg CaO/l de apă. 1od=10 mg CaO/l. Duritatea apei se poate exprima şi în mval/l (miliechivalenţi / l) relaţiile de transformare fiind: 1od=0,357 mval CaO/l 1mval/l=28 mg CaO/l=2,8 0d. În apa potabilã, concentraţii mult mai mari decât ionii Ca2+ şi Mg2+, au ionii Na+, K+ , Cl-, SO42- . În ansamblu, concentraţia tuturor ionilor trebuie sã asigure electroneutralitatea mediului conform relaţiei:

∑ zc Mc = ∑ za Ma zc, za -valenţa cationilor, respectiv a anionilor; Mc, Ma -concentraţia molarã a cationilor respectiv a anionilor. Alţi parametri importanţi ai apei potabile sunt alcalinitatea şi reziduul fix. Alcalinitatea totală a apei, notată T, se exprimã convenţional prin numãrul de mililitri de acid clorhidric 1N consumaţi pentru neutralizarea unui litru de apã în prezenţa indicatorului metil-oranj. Alcalinitatea totală T este conferită de baze libere, carbonaţi, bicarbonaţi sau fosfaţi. Alcalinitatea permanentă a apei, notată P, este datorată prezenţei bazelor libere sau a carbonaţilor şi se exprimă prin numărul de mililitri de acid clorhidric 9

1N necesari pentru neutralizarea unui litru de apă în prezenţa indicatorului fenolftaleină. Reziduul fix reprezintă cantitatea de substanţe organice şi anorganice dizolvate într-un litru de apă, stabile la temperatura de 105 ºC. Reziduul fix mineral reprezintă suma compuşilor anorganici dizolvaţi în apă, stabili la temperatura de 600 ºC. Reziduul fix organic se determină prin diferenţa dintre reziduul fix total şi reziduul fix mineral. Reziduul fix mineral al apei se poate determina rapid prin metoda conductometrică convertindu-se conductanţa apei în substanţe minerale total dizolvate. Pentru apa potabilă reziduul fix trebuie să fie de 100-800 mg / l. Substanţele minerale se găsesc în materiile prime şi în produsele alimentare sub formă de săruri ale acizilor organici sau anorganici, sau sub formă de combinaţii complexe. Substanţele minerale sunt puse în evidenţă prin analiza cenuşii (reziduu) la calcinarea alimentelor în regim termic controlat. Toate elementele chimice, cu excepţia celor organogene (C, H, O, N, S şi P), pot fi considerate constituenţi minerali. Elementele minerale se clasifică în elemente minerale de constituţie (Ca, P, Na, K, Mg, Cl, Fe) şi microelemente. Microelementele se clasifică în microelemente esenţiale, neesenţiale şi toxice. Microelementele esenţiale în număr de 15 intră în componenţa hormonilor, vitaminelor şi a enzimelor. Acestea sunt: Fe, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cr, V, Se, Si, F, I, As, B. Microelementele neesenţiale sunt prezente în alimente fără a avea implicaţii fiziologice de bază sau rolul lor nu este suficient de bine cunoscut. Acestea sunt: Li, Rb, Cs, Al, Au etc. Microelementele toxice sunt ioni ai metalelor grele (Sn, Pb, Cd, Hg, As). Glucidele sunt substanţe organice alcătuite din C, H, O ce constituie principala sursă de energie a organismului. Glucidele sunt substanţe cu funcţiuni mixte, ce conţin în molecula lor grupări carbonilice şi grupări hidroxilice. Glucidele constituie o clasă de substanţe naturale foarte răspândite în organismele vegetale şi animale. Ele formează cea mai mare parte a substanţei organice de pe pământ. Sub aspect cantitativ, predomină în regnul vegetal. Aproximativ 65% din substanţele ce alcătuiesc celulele şi ţesuturile vegetale sunt glucide. Animalele, cu excepţia unor nevertebrate conţin cantităţi mici de glucide, în medie 1-5%. În funcţie de complexitatea moleculei, glucidele se împart în: monoglucide, oligoglucide şi poliglucide. Monoglucidele sunt numite şi monozaharide sau monoze. Cele mai importante sunt hexozele: glucoza, fructoza, galactoza. Hexozele sunt fermentate de către drojdii în alcool şi CO2 . Monozaharidele se găsesc în stare liberă în fructe, legume, miere şi sub formă de combinaţii în celelalte categorii de glucide. 10

Oligoglucidele sau oligozaharidele sunt formate dintr-un număr mic de resturi de monoglucide (2-8). Cele mai răspândite oligoglucide sunt diglucidele sau dizaharidele: zaharoza, maltoza şi lactoza. Dintre trizaharide, cea mai cunoscută este rafinoza care însoţeşte zaharoza în sfecla de zahăr. Prin hidroliză puternic acidă se descompune în glucoză, galactoză şi fructoză. Monoglucidele şi oligoglucidele sunt substanţe cristaline, au gust dulce, sunt uşor solubile în apă şi greu solubile în alcool. Sub acţiunea enzimelor, glucidele fermentează. Aceste fermentaţii sunt aplicate în panificaţie, în industria produselor lactate, la fabricarea băuturilor alcoolice. La temperaturi ridicate, glucidele se descompun formând compuşi de culoare brună, procesul fiind numit caramelizare. În cazul zaharozei procesul simplificat poate fi redat prin ecuaţia: 3C12H22O11 C36H50O25 + 8H2O caramelen

În funcţie de felul glucidei, temperatura de încălzire şi durata de încălzire, se obţin produse diferite care formează amestecuri greu separabile. Caramelenul (C36H50O25) este un praf cafeniu, nehigroscopic, cu gust amar. Se topeşte la 2050C, este uşor solubil în apă şi dă soluţii de culoare cafenie. Caramelizarea glucidelor este larg utilizată la obţinerea diferitelor produse alimentare (obţinerea surogatelor de cafea, prăjirea cafelei) şi la colorarea unor produse (băuturi nealcolice, berea negră, romul). Poliglucidele sunt substanţe macromoleculare formate dintr-un număr mare de monoglucide unite prin legături glicozidice. Ele se găsesc în natură atât în regnul vegetal unde predomină, cât şi în cel animal. Poliglucidele au un rol fiziologic important. Ele servesc fie ca substanţe de rezervă (amidon, inulină, glicogen) fie ca substanţe de susţinere (celuloza, hemiceluloza). În mediu acid sau sub acţiunea unor enzime specifice, poliglucidele hidrolizează în mod treptat, formând produşi intermediari cu un grad de polimerizare din ce în ce mai mic (şi cu putere reducătoare din ce în ce mai mare). Prin hidroliza totală a poliglucidelor se obţin monoglucidele constituente. Dintre polizaharide, în industria alimentară, au o importanţă deosebită amidonul, celuloza şi glicogenul. Amidonul este foarte răspândit în regnul vegetal fiind principala substanţă de rezervă a multor plante. Amidonul se acumulează în seminţe, rădăcini, tuberculi. Celuloza este componentul principal al pereţilor celulari. În plante se găseşte în asociaţii cu alte substanţe ca hemiceluloză, lignină, substanţe pectice. Glicogenul este polizaharida de rezervă a animalelor care se acumulează în cantităţi importante în ficatul animalelor superioare. Hemicelulozele însoţesc celuloza în ţesuturile vegetale. Ele sunt substanţe complexe care dau prin hidroliză pentoze (L-arabinoză, D-xiloză), hexoze (D-glucoza, D-galactoză) şi acid D-galacturonic. Hemicelulozele au un grad mic de polimerizare 150-200. 11

Conţinutul în glucide pentru diferite produse alimentare este redat în tabelul 1.2. Tabelul 1.2. Conţinutul în glucide al unor produse alimentare Produsul Cantitatea de glucide (g) la 100g produs Crupe, fãinã, paste fãinoase, biscuiţi 70-75 Pâine, cornuri, chifle 40-45 Leguminoase 50-55 Cartofi 18-20 Struguri, prune, mere, pere, cireşe 12-18 Miere de albine 70-80 Zahãr 100 Bomboane, caramele 80-90 Ciocolatã 50-60 Dulceaţã, gem, jeleu 55-75 Proteinele sau protidele sunt compuşi macromoleculari formaţi din aminoacizi. Proteinele sunt compuse din C, H, O, N, iar unele conţin şi S, P, Fe, Cu. Proteinele sunt cele mai importante substanţe din organismele vii, ele sunt constituenţii principali ai celulelor şi ţesuturilor. Proteinele îndeplinesc şi importante funcţii biologice în organism. Proteinele sunt substanţe universal rãspândite în naturã fiind prezente în toate organismele vegetale şi animale. În regnul animal proteinele reprezintã 65-70% din materia uscatã a organismului, în plante 2-35%, iar în microorganisme 80-90%. Corpul omului adult conţine 62% proteine, 7,7% lipide, 1,9% glucide. Elementul principal şi caracteristic pentru proteine este azotul care se gãseşte în proporţie medie de 1,6%. Prin dozarea azotului organic total (N) se poate determina indirect cantitatea de proteinã brutã din produsul cercetat cu ajutorul formulei:

Proteină brută = N ⋅

100 = 6,25 N 16

In grupa proteinelor sunt cuprinse, în mod convenţional, toate substanţele naturale care prin hidrolizã totalã elibereazã aminoacizi. -Proteine globulare -Holoproteine -Proteine fibrilare Proteine -Heteroproteine sau proteide

12

-Fosfoproteine -Cromoproteine -Nucleoproteine -Glucoproteine -Lipoproteine

Holoproteinele sau protidele simple dau prin hidroliză numai aminoacizi. Denumirea de holoproteide derivă de la cuvântul grecesc holos care înseamnă acelaşi fel. În funcţie de importanţa biochimicã şi fiziologicã pe care o au în organismul uman, aminoacizii se clasificã în aminoacizi esenţiali şi neesenţiali. Aminoacizii esenţiali sunt: fenilalanina, izoleucinã, leucinã, metioninã, histidinã, treoninã, triptofan, valina, argininã, lizinã şi nu pot fi sintetizaţi de organismul uman. Aceşti aminoacizi trebuie sã fie conţinuţi în alimentaţia zilnicã. Spre deosebire de aminoacizii esenţiali, aminoacizii neesenţiali pot fi sintetizaţi de organismul uman. Dupã proporţia de aminoacizi esenţiali, proteinele se clasificã în: -proteine complete care conţin toţi aminoacizii esenţiali în cantitãţi suficiente pentru organismul uman (proteinele din ouã, carne, lapte, brânzeturi); -proteine parţial complete, cu conţinut mic de aminoacizi (proteinele din cereale şi leguminoasele pentru boabe); -proteinele incomplete, din compoziţia cãrora lipsesc anumiţi aminoacizi esenţiali (proteinele din legume). Din totalul caloriilor necesare organismului uman, 13-16% este constituit din proteine. În condiţii normale, un organism adult are nevoie de 1,2-1,5g proteine pentru 1 kg corp pe zi. În tabelul 1.3. sunt prezentate principalele produse alimentare şi materii prime furnizoare de proteine: Tabelul 1.3. Conţinutul în proteine al unor produse alimentare şi materii prime Produsul Cantitate de proteine (g) la 100 g produs Carne (mamifere, pãsãri, peşte) 15-22 Salamuri, cârnaţi, şuncã 10-20 Lapte de vacã 35 Brânzeturi 15-30 Ouă de gãinã 14 Crupe, fãinã, paste fãinoase 9-22 Pâine 7-8 Fasole, mazãre 20-25 Soia 30-33 Nuci 17 Heteroproteinele sau proteidele sunt formate din douã componente: o componentã proteicã şi o componentã neproteicã numitã grupare prosteticã. Dupã natura grupãrii prostetice proteidele se împart în: - fosfoproteine care au ca grupare prosteticã un rest al acidului fosforic; - glicoproteinele ce conţin ca grupări prostetice glucide; 13

- lipoproteinele ale cãror grupãri prostetice sunt respectiv lipide; - cromoproteinele care au ca grupare prosteticã un pigment colorat; - metaloproteinele ce conţin ca grupare prosteticã metale ca Fe, Cu, Mg, Mn, Zn, Ca; - nucleoproteine având ca grupare prosteticã acizi nucleici. Lipidele sunt o grupă de substanţe având funcţii importante în organismele vii. Ele constituie o importantă sursă de energie, fiind combinaţiile organice cu cel mai ridicat conţinut caloric. Ele furnizează prin oxidarea lor 9,3 kcal pentru 1g de lipide. Lipidele sunt componente ale structurii celulare. Ele participă în combinaţie cu proteidele la alcătuirea membranelor celulare, a mitocondriilor. Lipidele servesc ca vehiculanţi şi loc de depozitare a vitaminelor liposolubile A, D, E, K. Din lipide se sintetizează în organism unele vitamine şi hormoni. Proprietatea comună a lipidelor este insolubilitatea lor în apă şi solubilitatea în solvenţi organici (eter etilic, cloroform, benzen, tetraclorură de carbon). Clasificarea lipidelor Din punct de vedere al rolului lor în organism, lipidele se clasifică în lipide de rezervă şi lipide de constituţie. Din punct de vedere chimic lipidele sunt esteri ai alcoolilor cu acizii graşi. După criteriul chimic clasificarea lipidelor este următoarea:

-Simple

-Gliceride -Ceride -Steride

Lipide -Complexe

-Glicerofosfolipide Fosfatide -Gliceroaminofosfolipide (lecitină) -Sfignolipide (conţin în moleculă aminoalcooli)

Lipidele simple sunt compuşi ternari, formaţi din C, H, O. Atunci când alcoolul cu care are loc esterificarea este glicerina (glicerol), ele se numesc gliceride. Alcoolul din componenţa ceridelor este un alcool alifatic superior, iar steridele sunt esteri ai acizilor graşi cu sterolul. Acizii graşi din componenţa gliceridelor pot fi saturaţi sau nesaturaţi. Ei conţin în molecula lor un număr par de atomi de C cuprins între 4 şi 32.

14

Uleiurile vegetale sunt constituite în principal din gliceride în care predomină acizii graşi nesaturaţi cu 18 atomi de C: -acidul oleic cu o dublă legătură; -acidul linoleic cu două duble legături; -acidul linolenic cu trei duble legături. Acumularea gliceridelor, care sunt de regulă lipide de rezervă, se face în seminţele oleaginoase sau în embrionii cerealelor şi în stratul subcutanat al animalelor. Principalele produse alimentare furnizoare de lipide sunt prezentate în tabelul 1.4. Tabelul 1.4. Conţinutul în lipide a unor produse alimentare şi materii prime Cantitatea de lipide (g) la 100g Produsul produs Ulei, untură, unt topit, seu Unt, margarină Slănină Smântână Brânzeturi grase Carne (porc, oaie, raţă, gâscă) Carne (vită, găină, curcă) Peşte gras (somn, morun, nisetru) Mezeluri Nuci, arahide Ciocolată, halva Măsline Dovleac (seminţe) Floarea soarelui (miez-seminţe) Castane Porumb Grâu, secară, orz Mazăre, fasole boabe Morcovi, varză albă Tomate Citrice

100 65-82 70-75 20-35 20-30 10-30 5-25 15-20 20-40 40-55 20-35 35-50 47,4 32,3 7 3-5 2 2 0,2 0,21 0,2-0,6

Acizii organici se găsesc atât în materiile prime vegetale cât şi în cele de origine animalã. Acizii organici mai răspîndiţi în regnul vegetal sunt: acidul acetic, acidul oxalic sub formă de săruri, acidul succinic, acidul malic, acidul tartric, acidul citric. Acizii organici mai des întâlniţi în materiile prime de origine animală sunt acizii graşi şi acidul lactic. 15

Vitaminele sunt substanţe organice necesare în desfăşurarea proceselor vitale indispensabile organismului. Alături de enzime şi hormoni fac parte din grupul biocatalizatorilor. Rolul lor în procesele fiziologice este analog catalizatorilor în procesele chimice. Vitaminele sunt foarte răspîndite în regnul vegetal unde sunt sintetizate, dar se găsesc şi în materiile prime alimentare de origine animală. Sursa principală de vitamine pentru organismul uman o constituie alimentele unde vitaminele se pot găsi fie sub formă activă, fie sub formă de provitamine care în organism sunt transformate în vitamine active. Unele vitamine sunt produse şi de flora intestinală. Datorită sensibilităţii vitaminelor faţă de unii agenţi cum sunt căldura, lumina, oxigenul, ele se distrug parţial în timpul procesului tehnologic de fabricare a produselor alimentare. Din acest motiv este necesară “vitaminizarea” unor produse alimentare finite (de exemplu pâinea albă). Vitaminele sub formă de extracte se adaugă şi unor alimente sărace în anumite vitamine pentru a le mări valoarea nutritivă (de exemplu margarina). În funcţie de caracterul solubilităţii lor, vitaminele se clasifică în două mari grupe: -vitamine liposolubile (solubile în grăsimi), din care fac parte vitaminele A, D, E, F, K; -vitamine hidrosolubile (solubile în apă), care cuprind vitaminele grupului B şi vitamina C: B1 - tiamina sau aneurina; B2 - riboflavina; B6 - piridoxina; B12 - ciancobalamină; C - acidul ascorbic; H - biotina, este necesară pentru activitatea normală a unor microorganisme (de exemplu drojdiile); PP – niacina sau vitamina antipelagroasă; Acid folic – acid pteroilglutamic; Acid pantotenic – vitamina B3; Acid para-aminobenzoic – vitamina H´ sau vitamina H2. Vitamina C se distruge uşor în prezenţa razelor ultraviolete, a urmelor de Cu, Ag, Fe. Enzimele sunt substanţe cu structură complexă produse de organismele vii. Ele au rol de biocatalizatori în reacţiile biochimice din organismele vii, dar pot acţiona şi în afara acestora în condiţii de pH, temperatură şi tărie ionică asemănătoare. Produsele alimentare pot suferi modificări sub acţiunea enzimelor proprii sau a celor aparţinând microorganismelor. Enzimele pot fi grupate în următoarele clase principale: -hidrolaze; 16

-transferaze; -liaze; -ligaze (sintetaze); -oxireductaze; -izomeraze. Enzimele sunt holoproteine sau heteroproteine. Viteza reacţiei enzimatice este influenţată de: temperatură, pH, prezenţa activatorilor şi inhibitorilor în mediul de reacţie, concentraţia substratului, natura şi concentraţia enzimei. 1.2. Materii prime vegetale 1.2.1. Cereale Cerealele sunt plante din familia Graminee. Ele sunt cultivate pentru seminţele lor bogate în amidon. Ca materii prime în industria alimentarã sunt utilizate urmãtoarele cereale: grâul, secara, porumbul, orzul, orezul, ovãzul, meiul şi hrişca. Cerealele ocupã pe glob cele mai mari suprafeţe dintre toate plantele de culturã. Astfel, 50% din suprafaţa arabilã a Terrei este cultivatã cu cereale. Fructul cerealelor este o cariopsã (fruct uscat indehiscent) care poate fi pãstrat în condiţii corespunzãtoare, perioade îndelungate de timp, de ordinul anilor. Grâul este cereala principalã din industria morãritului. Porumbul este folosit în industria morãritului, amidonului, spirtului şi a berii. Orzul este folosit la fabricarea malţului pentru bere şi a sladului pentru spirt. Sladul este un amestec biologic complex care se obţine din cereale, în special, din orz încolţit. În general toate cerealele au trei pãrţi componente principale: învelişul bobului, endospermul şi embrionul. Proporţia pãrţilor anatomice principale în seminţele de grâu, secarã, porumb şi orz este redatã în tabelul 1.5. Tabelul 1.5. Proporţia părţilor anatomice principale în cereale Cereale Înveliş, % Endosperm, % Embrion, % Grâu 14-18 79-84 2-4 Secarã 20-25 71-77 2,5-4 Porumb 5-11 81-84 8-14 Orz 27-30 56-69 2,6-3 Calitatea cerealelor se caracterizeazã prin: • proprietãţile (caracteristicile) fizice;

17

• compoziţia chimicã; • proprietãţile tehnologice de mãciniş şi panificaţie; • comportarea în timpul pãstrãrii în diferite condiţii. Caracteristicile fizice ale cerealelor sunt următoarele: -masa hectolitricã (masa unui volum de 1hl) exprimată în kg/hl; -greutatea a 1000 boabe (masa acestora exprimatã în g); -masa specificã (densitatea); -sticlozitatea; -duritatea. Compoziţia chimicã a boabelor de cereale depinde de soiul lor, de gradul de maturitate la recoltare, gradul de umplere a bobului şi este influenţată de umiditatea şi compoziţia solului, cantitatea şi calitatea îngrãşãmintelor folosite, clima etc. Compoziţia chimicã a principalelor cereale este redatã în tabelul 1.6. Tabelul 1.6. Compoziţia chimicã a boabelor pentru principalele cereale (%) Subst. Subst. Produsul Umiditate Amidon Celulozã proteice Lipide minerale Grâu Secarã Porumb Orz

12-16 12-16 12-20 10-17

58-76 57-62 60-70 56-63

2 2,5 2,2 5

7-25 7-16 5-16 10-13

1,6-2,5 1,6-2,5 4-5 1,6-2,5

1,68-2 1,79-1,9 1,2-1,8 2,5

Umiditatea nu trebuie sã depãşeascã 14%, deoarece în caz contrar, în timpul conservãrii apar o serie de procese biochimice datorate accelerãrii respiraţiei însoţitã de procese enzimatice complexe, care duc la alterarea masei de boabe. Amidonul este principalul constituient al bobului. Endospermul este format din celule mari, poliedrice, cu pereţii subţiri, pline cu granule de amidon, înconjurate de substanţe proteice. Amidonul se compune din douã substanţe amilopectina 80% şi amiloza 20%. Substanţele proteice cele mai importante din cereale sunt gliadina şi glutenina, deoarece genereazã gluten. Glutenul este ca o masã elasticã şi vâscoasã care comunicã aluatului capacitatea de reţinere a gazelor ce se formeazã prin fermentarea acestuia precum şi alte însuşiri de panificaţie. Lipidele sunt acumulate în procent mai mare în embrion şi în stratul aleuronic situat la exteriorul endospermului. În boabele de cereale se gãseşte un complex enzimatic format din amilaze, fosfataze şi lipaze. Cereale conţin vitaminele B1, B6, PP, E, acid pantotenic. Înainte de depozitare, cerealele trebuie sã fie precurãţate deoarece corpii strãini, având umiditatea mai mare decât cerealele, îngreuneazã uscarea acestora şi faciliteazã infecţiile cu microorganisme. Dacã cerealele au umiditate mai mare 18

decât 14% (uneori umiditatea poate ajunge la 20%), ele trebuie uscate artificial pentru a se asigura conservabilitatea lor. Pentru uscare se folosesc diferite tipuri de uscãtoare cu aer cald cu funcţionare continuã prevãzute cu zone de preîncãlzire, uscare, şi rãcire, în care boabele nu trebuie sã depãşeascã temperatura de 50-550C, iar durata de uscare este de 60-90 min. La depozitarea cerealelor trebuie sã se ţinã seama cã acestea sunt organisme vegetale vii, a cãror produse de respiraţie (vapori de apã şi cãldurã) stimuleazã accelerarea procesului de respiraţie. La creşterea umiditãţii cu numai 2-3%, respiraţia creşte mult, iar la creşterea temperaturii cu 100C, respiraţia se accelereazã de circa 5 ori. Principalele procese care au loc în timpul pãstrãrii cerealelor sunt: - respiraţia; - postmaturaţia; - germinarea; - autoîncãlzirea; - încingerea. Acestea pot fi evitate prin condiţionarea cerealelor înainte de depozitare şi prin îndepãrtarea cãldurii degajate şi a CO2 în timpul depozitãrii. La întreprinderile de morãrit şi la fabricile de malţ depozitarea cerealelor se face în silozuri de beton. 1.2.2. Plante oleaginoase Sunt denumite plante oleaginoase plantele ale căror seminţe sau fructe (măsline) au un conţinut ridicat de lipide (ulei). Ele constituie materia primă pentru fabricarea uleiurilor vegetale, şi sunt cultivate, în principal pentru acest scop. Principalele plante oleaginoase sunt: floarea soarelui, inul pentru ulei, ricinul, rapiţa, susanul, muştarul negru, iar în zonele tropicale şi subtropicale măslinul, cocotierul, palmierul de ulei. Se obţin uleiuri vegetale şi din specii de plante din alte grupe fitotehnice cum sunt : soia, arahidele, bumbacul, porumbul (din germeni), macul, dovleacul, nucul, viţa de vie etc. Uleiurile vegetale se obţin prin presare sau extragere cu solvenţi selectivi. Materialul care este supus presării se macină în prealabil şi se încălzeşte

pentru a mări fluiditatea uleiului şi pentru a coagula substanţele proteice. Prin încălzire are loc ruperea şi distrugerea structurilor celulare a celulelor purtătoare de ulei. Presarea se face în prese de diferite tipuri. Materialele rămase după prersare se numesc turte de presă, iar cele rămase după extracţia cu solvenţi se numesc şroturi. Uleiurile vegetale se împart în două grupe: uleiuri alimentare şi uleiuri tehnice (industriale). 19

Uleiurile alimentare se obţin din: soia, floarea-soarelui, rapiţă, arahide, bumbac, cocotier, palmier, măslin, porumb, susan.

Soia

20

Soia

Rapiţă

21

Palmier pentru ulei (palm oil)

Uleiurile alimentare obţinute din plantele oleaginoase se folosesc în alimentaţie sau se utilizează în industria conservelor, la fabricarea margarinei, la obţinerea de lecitină. Uleiurile alimentare sunt folosite în industria săpunurilor şi în industria vopselelor. Uleiurile industriale se obţin din seminţe de in, ricin, rapiţă, măslin. Uleiurile industriale sicative, care au un conţinut ridicat de acizi graşi polinesaturaţi (de exemplu acid linolenic cu trei duble legături) se folosesc pentru obţinerea de vopseluri, lacuri, culori pentru pictura în ulei, cerneluri tipografice etc. Alte uleiuri industriale, nesicative, cum sunt cele de ricin se utilizează ca uleiuri de ungere a organelor de maşini în mişcare. În general, toate seminţele oleaginoase se compun din două părţi distincte: miezul şi coaja. Miezul cuprinde embrionul, două cotiledoane, iar la unele seminţe (ricin, in) un endosperm. Calitatea seminţelor oleaginoase este definită de masa hectolitrică, compoziţia chimică, proprietăţile tehnologice şi comportarea în timpul depozitării. Masa hectolitrică a seminţelor de floarea soarelui este cuprinsă între 42-45 kg/hl, a boabelor de soia între 71-75 kg/hl, iar a seminţelor de rapiţă între 64-68 kg/hl.

Compoziţia chimică a unor seminţe oleaginoase cultivate la noi în ţară este prezentată în tabelul 1.7.

22

Tabelul 1.7.

Produsul Floarea soarelui Soia Rapiţă Inul pentru ulei

Compoziţia chimică a seminţelor oleaginoase Glucide inclusiv Substanţe proteice, celuloză, Umiditate, Ulei, % % % %

Substanţe minerale, %

9-11

43-48

18-20

23-33

2-3

11-15 6-8 9-11

16-20 33-44 35-40

30-36 25-28 25-27

23-29 21-26 24-29

3-6 3-5 3-4

Uleiurile vegetale conţin acizi graşi saturaţi şi nesaturaţi (acid oleic, acid linolic şi linolenic). Germenii de porumb reprezintă 10-12% din masa boabelor şi conţin 4550% (cei recuperaţi din industria amidonului, unde au fost supuşi spălării) sau 18-30% (cei proveniţi din industria morăritului). Seminţele de dovleac sunt conţinute în fructul dovleacului reprezentând 2-3% din masa acestuia şi se compun din 65-75% miez, 25-35% coajă. Conţinutul în ulei este 33-36%. Celulele diferitelor materii prime oleaginoase au forme şi dimensiuni diferite, dar în principiu structura şi compoziţia sunt asemănătoare. Celula este înconjurată de o membrană, iar în interiorul ei se găseşte oleoplasma, granule de proteine (aleuron), nucleul şi alte componente. Oleoplasma este formată din citoplasma propriu-zisă şi din ulei dispersat omogen sub formă de incluziuni ultramicroscopice. Încălzirea seminţelor oleaginoase are loc mult mai uşor decât la cereale datorită conţinutului mare de substanţe nesaturate, care favorizează oxidarea nebiologică. De aceea umiditatea de echilibru la care trebuie păstrate seminţele oleaginoase este mai mică decât la cereale şi depinde de conţinutul în ulei al acestora conform relaţiei:

U = 14 ⋅

100 − C (%) 100

De exemplu: pentru seminţele cu un conţinut în ulei C=30%, umiditatea de păstrare calculată cu această relaţie este de 9,8%. După recoltarea plantelor oleaginoase, se îndepărtează resturile vegetale, seminţele mici şi seci şi se usucă la umiditatea de păstrare, luându-se măsuri de protejare împotriva umezeli.

23

1.2.3. Sfecla de zahăr Sfecla de zahăr este o plantă bienală din care se extrage zahăr. Pentru fabricarea zahărului se folosesc rădăcinile din primul an de dezvoltare a plantei. Rădăcina sfeclei de zahăr are forma conică sau cilindrică alungită, este albă şi are pe suprafaţă asperităţi. Masa rădăcinii variază între 200-2000g. La maturitate sfecla de zahăr conţine circa 75% apă şi 25% substanţă uscată reprezentată de zaharoză (în medie 17,5%), celuloză şi hemiceluloză (3,5%), substanţe pectice (2,4%), substanţe azotate (1,25%) şi substanţe minerale (0,1-1%).

Radacina de sfecla de zahăr

1.2.4. Legumele şi fructele Legumele şi fructele constituie materia primă principală pentru industria conservelor vegetale. Legumele şi fructele provin de la mai multe familii de plante. Părţile comestibile ale legumelor pot fi: -fructele: tomatele, pătlăgelele vinete, ardeii, castraveţii, dovlecei; -păstăi: fasole verde; -tuberculi: cartofi; -frunze: varză, salată, pătrunjel, spanac, lobodă, mărar, ştevie; -inflorescenţă: conopida; -bulbi: ceapa, usturoiul; -rădăcini: morcovi, pătrunjel, ţelină, sfeclă roşie, ridiche. Legumele şi fructele se aseamănă din punct de vedere al compoziţiei. Ele au conţinut ridicat de apă (72-95%), conţin glucide cu moleculă mică, celuloză, acizi organici (malic, citric, tartric şi oxalic) şi sunt sărace în proteine şi în lipide. Legumele şi fructele mai conţin substanţe minerale, vitamine, arome (uleiuri eterice), pigmenţi. 24

Fructele sunt împărţite în următoarele grupe în funcţie de structura lor: • grupa speciilor cu seminţe sau seminţoase (pomoidae), caracterizată prin fructe cărnoase, cu mai multe seminţe în lojele (căsuţa) fructului: măr, păr, gutui, păducel; • grupa speciilor de fructe cu sămburi tari sau sâmburoase, la care fructele sunt drupe cărnoase şi au un singur sâmbure: prun, cireş, vişin, cais, piersic, corcoduş; • grupa speciilor cu fructe bace: care au fructe cărnoase, cu miez zemos în care sunt incluse seminţele: agrişe, coacăze roşii, coacăze negre, afine, struguri; • grupa speciilor cu fructe poliachene: căpşuni, mure, fragi, zmeură care sunt compuse din calciu, receptacul, seminţe. În tabelele 1.8. şi 1.9. este redată compoziţia chimică medie a unor legume şi fructe: Tabelul 1.8 Compoziţia chimică medie şi valoarea energetică a unor legume Produsul

Apă %

Zaharur i solubile %

Ami-don %

Celuloză, %

Protide, %

Lipide %

Aciditate %

Subst. min. %

Val. energetică, kcal/100g produs

Mazăre verde Fasole păstăi Tomate Morcovi Cartofi Ardei gras Vinete Ceapă Sfeclă Varză albă Conopidă Spanac Salată

83

5,3

6,4

1,1

6,7

0,5

1,1

0,7

62,2

88,8

0,3

5,8

1,4

2,4

-

-

0,7

31,2

94,0 86 77 92,2 91,3 87 82 93

2,8 5,3 1,2 3,1 6,2 9,8 4,3

0,3 0,7 15 2,9 0,4

0,8 1,5 1,0 1,8 1,2 1,0 1,1 0,7

0,8 1,2 2,0 1,2 0,6 1,4 1,6 1,4

0,5 0,1 0,2 0,17 0,1 0,2

0,5 0,1 0,2 0,17 0,1 0,2

0,7 1,0 1 0,5 0,5 0,6 1,1 0,8

16,5 34,6 83,6 20,3 21,4 44,8 41,2 24,4

91 93 94

2,3 0,1 0,1

0,9 -

1,0 0,9 0,5

2,4 2,3 1,4

-

-

0,9 1,8 0,9

25,3 24 17

Legumele conţin caroten (excepţie fac vinetele, ceapa), vitaminele C, B1, B2, B5. Legumele şi fructele pot fi păstrate în stare proaspătă sau pot fi conservate prin diferite procedee.

25

Tabelul 1. 9. Compoziţia chimică medie şi valoarea energetică a unor fructe Produsul

Apa %

Mere Pere Gutui Caise Piersici Prune Cireşe Vişine Căpşuni Coacăze albe Coacăze roşii Coacăze negre Zmeură Mure Agrişe Afine

* Zaha- ** ruri so- Acidilubile tate % %

77,87,5988,5 16,4 79,19- 8,2385,5 15,22 77,43- 7,2887,21 12,90 79,48,488,7 15,2 79,40- 5,4288,70 12,93 86,6- 9-16,05 91,4 73,51- 7,7086,85 16,82 75,46,3489,2 13,8 77,83- 4,5588,55 9,70 87,27- 5,9092,25 7,14 81,32- 7,1685,51 9,30 81,05- 5,3984,22 9,30 84,40- 4,5085,90 6,50 88,00- 2,9088,10 7,10 84,908,789,20 9,50 85,75,688,2 12,1

0,161,27 0,10,59 0,310,66 0,561,86 0,291,40 0,392,07 0,491,37 1,022,41 0,701,34 2,112,37 1,402,80 1,643,20 0,901,60 1,002,20 2,102,30 1,3-1,6

Protide % 0,180,72 0,240,63 0,310,66 0,731,5 0,401,37 0,221,07 0,541,41 0,7-1,9 0,361,23 0,941,53 1,041,51 1,411,74 0,851,40 0,851,10 0,850,90 0,80,85

Subst. pectice %

Subst. tanante %

Subst. minerale %

0,231,14 0,140,71 0,731,13 0,3-0,88

0,060,31 0,070,26 0,190,44 0,030,26 0,020,39 0,060,25 0,060,30 0,180,21 0,120,20 0,260,36 0,300,60 0,590,91 0,130,30 -

0,10,42 0,140,54 0,280,50 0,280,93 0,310,75 0,230,65 0,190,62 0,370,59 0,310,70 0,460,86 0330,68 0,400,78 0,58

-

0,49

-

0,37

0,270,72 0,350,95 0,060,39 0,050,29 0,100,51 0,390,47 0,400,61 0,580,93 0,500,90 0,401,60 0,5-0,6

0,50

Val. energ. Kcal/ 100g 46-84 51-83 56,4483,69 36,886,4 34,0776,42 52,6105,9 43,1698,40 46,788,6 24,4950,44 49,1667,16 59,9668,40 55,1275,80 40,0041,10 38,2043,00 45,9051,00 37,838,9

* -exprimat ca zahăr invertit **-exprimat ca acid malic

1.2.5. Strugurii Strugurii sunt fructele viţei de vie. Se cultivă soiuri de struguri pentru vin şi pentru consum direct sau conservare. Strugurii sunt formaţi din boabe 93-97% şi ciorchini 3-7%. Boabele sunt formate din: pieliţă şi miez. Pieliţa, la rândul ei, 26

este formată din două părţi principale: respectiv cuticula, partea exterioară a bobului care protejează bobul şi epiderma care permite fenomenul de transpiraţie a bobului. Miezul este format din: -epicarp, situat în partea periferică a bobului, unde strugurele acumulează zaharuri; -mezocarp, situat în partea centrală, unde se localizează cea mai mare parte de zaharuri; -endocarpul, unde sunt localizate seminţele. Pieliţa conţine 80% apă, restul fiind format din: -tanin 0,5-4%; -celuloză 4%; -substanţe extractive neazotoase 20%; -substanţe azotoase 2%; -lipide 0,1%; -cenuşă (substanţe minerale) 0,5-1%. Miezul conţine: 60-90% apă; 5-21% glucide; 0,2-0,6% substanţe minerale; 0,5-2,5% acizi organici (malic şi tartric); 10-40% substanţe extractive azotoase; 0,4% substanţe azotoase. Cantitatea de miez şi concentraţia lui în zaharuri depinde de soiul de viţă, climă, sol, mod de cultură, timpul de recoltare etc. În medie din 100 kg struguri rezultă: 65-75 litri must; 15-25 kg tescovină (din pieliţe,seminţe); 3-7 kg ciorchini.

27

1.2.6. Tutunul

Plantatie de tutun

Tutunul se cultivă pentru frunze destinate industriei produselor pentru fumat (ţigarete, ţigări foi, tutun pentru pipă). Din frunzele de tutun se extrage acidul nicotinic (vitamina PP) şi acid citric (10-15% substanţă, uscată). Frunzele de tutun conţin atât compuşi organici ( 80% din substanţa uscată) cât şi compuşi minerali. Compuşii organici sunt reprezentaţi de: -zaharuri solubile 2-27%, care prin ardere formează acizi organici, aldehide, fenoli şi alte substanţe care îmbunătăţesc aroma şi gustul tutunului; -celuloză (7-8%), are rol important în întreţinerea arderii; -compuşi azotaţi formaţi din albumine (8%) şi alcaloizi (0,3-5%); - nicotina, este cel mai important dintre alcaloizi. Aceasta se găseşte în toate organele plantei cu excepţia seminţelor.

28

Formula nicotinei

-acizi organici, se găsesc în proporţie mică în frunzele verzi, dar proporţia lor creşte în urma procesului de fermentare până la 12-16%; -răşini şi uleiuri eterice în proporţie de 2-16%, respectiv 0,1-1%, imprimă aromă tutunului. Calitatea tutunului este apreciată după mai multe criterii, subiective şi obiective. Criterile obiective sunt însuşirile frunzelor uscate şi combustibia. Criterile subiective sunt aroma, gustul şi acţiunea narcotică. Combustia este criteriul care apreciază cât de bine, uniform şi fără flacără arde tutunul. La o ardere bună, cenuşa este albă. Cenuşa este un amestec de substanţe minerale şi organice, incomplet arse sau condensate ca produşi de piroliză. Aprecierea combustiei ţigaretelor se poate face prin determinarea randamentului de ardere pe baza relaţiei: m R = 100(1 − 1 ) m m1 - cantitatea de substanţă organică incomplet arsă din scrum; m - cantitatea de substanţe organice din tutun. 1.2.7. Hameiul Hameiul se cultivă pentru inflorescenţele plantelor femele utilizate la fabricarea berii pentru a-i, conferi aroma şi gustul specific. Compoziţia chimică a conurilor de hamei la maturitate tehnologică este: 75-80% apă, 20-25% substanţă uscată, din care 10-20% compuşi azotaţi, substanţe proteice (polipeptide, aminoacizi), 20-25% substanţe extractive neazotate (zaharuri, dextrine, lignine, pectine), 8-12% celuloză, 5-10% cenuşă, 2-8% tanin, 8-25% substanţe amare şi răşini, 0,2-0,5% ulei volatil. Pentru industria berii prezintă importanţă substanţele amare, răşinile, uleiul volatil şi taninul. Acizii amari deţin un rol important în fabricarea berii dând gustul, spuma şi efectul conservant, antiseptic. Taninul are un rol important în limpezirea berii şi imprimarea culorii caracteristice.

29

1.2.8. Plante medicinale aromatice Plante medicinale aromatice conţin substanţe odorante şi sunt folosite în industria cosmetică, alimentară, farmaceutică. În industria alimentară, unele plante medicinale şi aromatice sunt folosite pentru colorarea, aromatizarea şi obţinerea unor gusturi plăcute ale alimentelor. Coriandrul conţine în fruct ulei volatil 0,2-1,7% folosit în aromatizarea mezelurilor şi a băuturilor. Chimionul se cultivă pentru fruct care conţine 3-7% ulei volatil cu întrebuinţare în industria alimentară şi în medicină. Fenicul conţine în fruct 2-7% ulei volatil folosit pentru aromatizarea băuturilor şi a bomboanelor. Anasonul are aceleaşi utilizări ca şi feniculul. Menta se cultivă pentru partea aeriană (frunze), care în stare uscată conţine 0,2-3,5% ulei volatil folosit în industria alimentară, farmaceutică şi cosmetică. Angelica se cultivă pentru partea subterană care conţine ulei volatil cu miros plăcut şi gust aromat. 1.3. Materii prime de origine animală 1.3.1. Carnea Carnea este unul dintre cele mai importante alimente de origine animală atât prin valoarea sa nutritivă cât şi prin amploarea consumului. Se foloseşte carnea următoarelor animale: bovine, porcine, ovine, păsări, vânat. Carnea reprezintă ţesutul muscular şi ţesuturile cu care acesta vine în legătură naturală: ţesut conjunctiv, cartilaginos, osos, adipos, vase şi nervi, la păsări fiind inclusă şi pielea. Partea principală a cărnii o formează ţesutul muscular, care reprezintă 4050% din masa corpului animal. După structură, ţesutul muscular poate fi: ţesut muscular striat (musculatura scheletului), ţesut muscular neted (musculatura organelor interne). Din punct de vedere tehnologic, cea mai mare importanţă o are ţesutul muscular striat. Acesta este format din celule cilindrice sau prismatice alungite avînd lungimea de 40-50 mm şi grosimea 20-50 µm. Compoziţia chimică medie a cărnii este următoarea: 72-75% apă şi 1822% protide; 0,5-3,5% lipide; 0,8-1,8% substanţe minerale; 1,2% glicogen şi produşi de hidroliză ai acestuia; 1,6% azot neproteic şi 0,1% vitamine şi enzime. Conţinutul în apă al cărnii depinde de vârsta animalului şi de starea lui de îngrăşare, variind între 48-79%. La animalele tinere conţinutul de apă este mai ridicat decât la cele bătrîne, iar la animalele îngrăşate conţinutul de apă al ţesutului muscular este mai scăzut decît la cele cu constituţie slabă sau medie.

30

Ţesutul muscular conţine vitamine din grupul B şi enzime dintre care amintim enzime glicolitice, proteolitice şi lipaze. Elementele minerale prezente în carne sunt P, K, Fe, Ca, Mg, Na, urme de Mn, Cu, Zn, Al. Carnea de peşte diferă puţin în privinţa compoziţiei chimice de carnea de mamifere sau păsări. Compoziţia medie a cărnii de peşte este: -apă 68-85%; -protide 15-22%; -lipide 0,3-31%; -vitaminele A,B; -substanţe minerale 0,5-1,2%. 1.3.2. Laptele Laptele este un component de bază al alimentaţiei omului, în special a copiilor. Laptele constituie materia primă pentru industria laptelui. Este prelucrat în special laptele de vacă, dar şi cel de oaie, bivoliţă. Laptele este un sistem coloidal complex de lipide şi proteine într-o soluţie apoasă de săruri, lactoză, vitamine şi enzime. Unele componente ca lactoză, săruri, vitamine hidrosolubile sunt dizolvate în apă, substanţele proteice se găsesc sub formă coloidală, iar lipidele sunt emulsionate sub formă de globule sferice avînd diametrul 0,1-10 µm. Laptele de vacă conţine 87-89% apă; 4,5-5,2% glucide (lactoză); 3,64,25% lipide; 3,4% protide; 0,8-0,95% substanţe minerale, enzime şi vitamine. Laptele conţine vitamina A, B2, B6, E, K, D3 şi în cantităţi mici vitamina C şi B1. Laptele proaspăt este slab acid având pH-ul 6,3-6,8. În industria laptelui, aciditatea se măsoară în grade Thörner notate °T care reprezintă volumul soluţiei NaOH 0,1N, exprimat în cm3, necesar pentru neutralizarea a 100cm3 lapte în prezenţa fenolftaleinei ca indicator. Laptele proaspăt de vacă sau de capră are o aciditate cuprinsă între 1519°T, laptele de oaie maxim 24°T, iar laptele de bivoliţă are aciditatea maximă 21°T. Prin bogăţia în factori nutritivi şi apă, laptele constituie un mediu de cultură bun pentru dezvoltarea microorganismelor, fiind un aliment perisabil. Asupra laptelui acţionează în special microorganisme ca spreptococi sau lactobacili, care provoacă fermentaţia lactică prin care lactoza este transformată în acid lactic. Metabolizarea lactozei începe cu hidroliza acesteia de către lactază, enzimă elaborată de aceşti germeni, rezultând galactoză şi glucoză. Galactoza este apoi convertită în glucoză şi transformată cu concursul mai multor sisteme enzimatice în stadiul de acid lactic care imprimă aciditatea laptelui. Lipidele din lapte sunt mai ales trigliceride care reprezintă 98% din totalul lipidelor, fosfolipide, steride (în special colesterol şi lecitină). 31

Substanţele proteice din lapte sunt cazeina, lactalbumina şi lactoglobulina. Cazeina se găseşte în lapte în proporţie de 2,7% sub formă de cazeinat de calciu. Cazeina este o fosfoproteidă ce conţine în moleculă toţi aminoacizii esenţiali în proporţii echilibrate, având o mare valoare nutritivă. În lapte, cazeina se află sub formă coloidală fiind precipitată cu acizi, săruri, (sulfat de magneziu, clorură de calciu) sau cu enzime. Soluţia care rămîne după separarea cazeinei este zerul care conţine lactalbumina şi lactoglobulina. Sărurile minerale se găsesc în lapte sub forma fosfaţilor de calciu, potasiu, magneziu, a citraţilor de sodiu, magneziu, calciu şi a clorurilor de sodiu, calciu, potasiu. Enzimele din lapte sunt amilaza, proteaza, catalaza, lipaze, esteraze. 1.3. 3. Ouăle Din punct de vedere nutritiv, ouăle sunt alimente valoroase şi concentrate. Ele ocupă un loc important în alimentaţia omului, fiind în acelaşi timp materie primă în industria alimentară (în industria produselor făinoase şi a biscuiţilor). Oul este format din următoarele părţi componente : 10% coajă; 59% albuş; 30% gălbenuş, 1% membrane cochiliene. Coaja este acoperită la suprafaţă de o membrană fină numită cuticulă. Cuticula are rol de protecţie, împiedicând pătrunderea microorganismelor în ou şi evaporarea intensă a apei din albuş. Coaja propriu-zisă este formată din carbonat de calciu şi magneziu impregnată cu fibre de proteină. Coaja este strabătută de aprox 7500 de pori, care asigură schimbul de aer. Sub coajă se află membranele cochiliane care sunt două foiţe separate printr-un strat de aer, care la capătul rotund formează camera de aer. Oul conţine două sisteme coloidale diferite: • un sistem apos ovoalbuminic (albuşul oului);albuşul se prezintă ca o masă transparentă, de consistenţă slab gelatinoasă şi fliantă. La oul proaspăt se disting trei straturi de albuş de consistenţă diferită: la exterior, un strat subţire şi fluid; la mijloc un strat mai dens şi mai dezvoltat, iar la interior , stratul intern care înveleşte gălbenuşul. Din stratul mijlociu se formează îngroşările spiralate numite şlaze. • unul lipoproteic cu conţinut scăzut de apă (gălbenuşul). Ouăle conţin apă, substanţe proteice, lipide (trigliceride, fosfolipide, colesterol), substanţe minerale (P, S, K, Na, Cl, Ca, Mg, Fe, Cu, Mn, I) şi vitamine A, B2, B6, B12, D, E şi K. Compoziţia chimică a ouălor pentru diferite specii de păsări este prezentată în tabelul 1.10. 32

Specia Găină Albuş Gălbenuş Raţă Gâscă Curcă

Tabelul 1.10. Compoziţia chimică a ouălor pentru diferite specii de păsări Subst. Subst. Valoare Masa unui ou, Apa, Protide, Lipide, neazo- mine- energetică, g % % % tate, rale, kcal/100g % % 58,1 72,5 13,3 11,6 1,5 1,1 91 86,5 11,6 0,2 0,9 0,8 49 16,7 31,6 1,9 1,5 72,6 70,1 13 14,5 1,4 1,0 131 161 70,4 13,9 13,3 1,3 1,1 136 83,2 72,6 13,2 11,7 1,7 0,8 131

Caracteristicile calitative ale ouălor Principalele caracteristici pe baza cărora se apreciază şi se stabileşte valoarea comercială a ouălor destinate pentru consum sunt: • masa; • aspectul şi integritatea cojii; Masa ouălor de găină variază în funcţie de rasă, vârsta şi individ. În funcţie de masa lor ouăle se clasifică în: o ouă mari, cu masa peste 50 g; o ouă mici, cu masa peste 40 g până la 50 g inclusiv; o ouă foarte mici de 40 g şi sub 40 g. Din punct de vedere al aspectului şi al integrităţii cojii, ouăle de consum trebuie să aibă coaja întreagă, curată, fără fisuri sau spargeri. În funcţie de prospeţime ouăle se clasifică în:
ouă foarte proaspete , cu o vechime maximă de 5 zile de la ouat;
ouă proaspete cu o vechime maximă de 10 zile în perioada 31 martie +15 septembrie şi maxim 20 de zile în restul anului;
ouă conservate;
ouă vechi sau defecte, improprii pentru consumul uman. Metode de conservare a ouălor Conservarea ouălor cu coajă se poate face prin următoarele metode: -refrigerare la 0-2 ºC şi umiditate de 85 % (maxim 6 luni); -conservare în apă de var (4-5 luni) ; -conservare în soluţie de silicat de sodiu 3,5-10% (10 luni); - congelare la -15 ºC se pot păstra 6 luni, iar la -18 ºC un an ???. -astuparea porilor cu grăsime sau cu uleiuri minerale (6 luni). Conţinutul ouălor se poate conserva prin congelare sau uscare. 33

Uscarea este cea mai bunã metodã de conservare a conţinutului ouălor întrucât prezintă urmãtoarele avantaje: -ouăle pot fi manipulate şi depozitate fãrã costuri mari deoarece au masã şi volum mic; -se pãstreazã o perioadã mare de timp; -pot fi dozate cu precizie. Dezavantajele produselor de ouã uscate constau în pierderea aromei de ou proaspãt. Se poate supune uscãrii albuşul şi gãlbenuşul separat sau împreunã. Tehnologia produselor uscate din ouã include urmãtoarele operaţii: -spãlarea ouãlor în apã cu 100-200 ppm clor activ; -spargerea ouãlor şi separarea albuşului de gãlbenuş dacã acestea se usucã separat; -filtrarea produselor pentru îndepãrtarea cojilor, a membranelor, şlazelor; -omogenizarea; -pasteurizarea; -dezahararea (îndepãrtarea glucozei), operaţie necesară în cazul albuşului, realizată prin fermentare dirijatã cu microorganisme (bacili sau drojdii) sau prin tratare cu enzime glucoz-oxidazã şi catalazã; -uscarea prin pulverizare într-un uscător turn în curent de aer cald; -răcirea la temperatură mai mică de 30°C prin transport pneumatic sau prin amestecarea pulberi cu CO2; -ambalarea ermetică, de regulă sub atmosferă de CO2 . 1.4. Materii auxiliare pentru prepararea produselor alimentare Calitatea şi compoziţia produselor alimentare sunt determinate, în principal, de materiile prime principale (fãinã, lapte, carne etc.). Dar, în procesele tehnologice de obţinere a produselor alimentare se mai folosesc o serie de materii auxiliare (grãsimi, condimente, coloranţi, arome etc.) cu pondere mai puţin însemnatã ce contribuie la obţinerea şi definitivarea însuşirilor produsului alimentar. Materiile auxiliare pot fi utilizate atât la prepararea produselor alimentare (sarea comestibilã, substanţe gelifiante, uleiul vegetal) cât şi la îmbunãtãţirea însuşirilor organoleptice ale produselor alimentare (condimente, coloranţi, arome, acizi alimentari). Materiile auxiliare sunt folosite şi pentru condiţionarea şi stabilizarea produselor (dioxidul de sulf, substanţe decolorante, materiale filtrante, substanţe conservante).

34

2. TEHNOLOGIA CONSERVÃRII LEGUMELOR ŞI FRUCTELOR Consumul fructelor şi al legumelor se poate face în stare proaspãtã sau acestea sunt supuse unor procedee de conservare pentru a împiedica alterarea lor. 2.1. Pãstrarea în stare proaspãtã a fructelor şi legumelor O primã etapã a procesului de valorificare a legumelor şi fructelor este depozitarea acestora, respectiv introducerea şi menţinerea lor în spaţii de pãstrare special amenajate. Alegerea metodei de depozitare depinde de proprietãţile fizico-chimice şi fiziologice ale produsului şi de timpul de depozitare. În funcţie de comportarea lor în timpul depozitãrii, legumele şi fructele sunt de douã tipuri: materii prime cu duratã scurtã de depozitare, de 2-20 zile (cãpşuni, cireşe, vişine, caise, tomate, ardei etc) şi materii prime cu duratã lungã de depozitare de 30-300 zile (mere, nuci, ceapã, usturoi, cartofi, rãdãcinoase etc.). Factorii care influenţeazã pãstrarea în stare proaspãtã a legumelor şi a fructelor sunt: temperatura de pãstrare, umiditatea relativă a aerului din spaţiul de păstrare, compoziţia atmosferei, ventilaţia, igiena depozitelor, lumina. Alegerea temperaturii de păstrare trebuie astfel făcută, încît să se reducă la minim respiraţia aerobă, responsabilă de consumarea substanţelor de rezervă. Umiditatea relativă a aerului din spaţiul de păstrare trebuie să fie de 8595%, astfel încât să se reducă la minim pierderile prin respiraţie şi transpiraţie şi să nu se favorizeze dezvoltarea microorganismelor. Atmosfera din spaţiile de depozitare poate contribui la prelungirea duratei de păstrare a legumelor şi a fructelor dacă se reduce conţinutul de oxigen şi creşte conţinutul de CO2 ceea ce are ca efect reducerea intensităţii respiraţiei. Lumina intensifică activitatea metabolică a legumelor şi fructelor şi de aceea depozitarea acestora se face la întuneric. Depozitarea temporară a legumelor şi fructelor în procesul de industrializare trebuie să fie cât mai scurtă sau chiar să fie suprimată, dacă este posibil. O metodă modernă de tratare a fructelor pentru mărirea duratei de conservare este iradierea cu radiaţii ultraviolete. Ca sursă de radiaţii ultraviolete se folosesc lămpile cu vapori de mercur de joasă şi înaltă presiune. Instalaţia de iradiere a fructelor este formată dintr-o bandă transportoare deasupra căreia sunt instalate lămpi bactericide (lămpi cu vapori de mercur cu efect bactericid) cu o putere de 300 W/m2. Păstrarea legumelor şi a fructelor se realizează în diferite tipuri de depozite: cu izolare termică simplă, depozite cu incinte climatizate în funcţie de condiţiile de păstrare specifice pentru diferite legume şi fructe.

35

2.2. Pregătirea legumelor şi fructelor pentru prelucrare Pentru majoritatea procedeelor de conservare aplicate în industria conservelor vegetale, operaţiile de pregătire (condiţionare) a materiei prime sunt aceleaşi: recepţia, sortarea, spălarea, calibrarea, sortarea calitativă, trierea, curăţirea, divizarea, opărirea, aburirea, fierberea, prăjirea. În funcţie de modul de conservare a legumelor sau a fructelor este necesar să se parcurgă toate aceste etape de pregătire sau doar o parte din ele. Recepţia cuprinde controlul cantitativ şi calitativ al legumelor şi fructelor. Sortarea are rolul de a elimina din masa produselor, exemplarele necorespunzãtoare, cu grad de coacere diferit faţã de celelalte produse, exemplarele zdrobite, alterate sau cu defecte. Dupã sortarea calitativã şi dupã calibrare (sortare dupã dimensiuni) se obţine un produs omogen din punct de vedere dimensional. Calibrarea este necesarã pentru ca urmãtoarele operaţii (curãţire, divizare), ce se executã mecanic sã fie aplicate unor materii prime dintr-o anumitã clasã de mãrime, formã, greutate. Acest lucru uşureazã prelucrarea ulterioarã. Calibrarea materiilor prime, corespunzãtor indicatorilor de calitate se realizeazã prin diferite metode: manual; dupã culoare, în instalaţii cu celule fotoelectrice; dupã proprietãţile aerodinamice, în curent de aer. Spãlarea legumelor şi a fructelor urmãreşte îndepãrtarea impuritãţilor (pãmânt, praf, nisip), reducerea microflorei şi îndepãrtarea urmelor de pesticide. S-a constatat cã o bunã spãlare are o eficienţã asemãnãtoare cu tratarea termicã la 100ºC timp de 2-5 minute. De modul în care este realizatã spãlarea depinde într-o mãsurã apreciabilã calitatea produsului finit. Spãlarea se poate realiza prin imersare, prin duşuri, prin frecarea produselor între ele şi de organele de transport. Pentru fructele cu texturã moale, spãlarea se face numai prin stropire. Pentru a asigura o bunã eficacitate a spãlãrii, se recomandã ca operaţia sã decurgã în contracurent, astfel ca, în faza finalã a procesului, produsul sã vinã în contracurent cu apa cât mai curatã. Pentru îmbunãtãţirea operaţiei se pot adãuga substanţe detergente cu condiţia ca faza de clãtire sã fie cît mai intensã. Apa de spãlare poate avea temperatura de circa 50ºC (în cazul bãilor de imersie) iar presiunea apei la duşuri poate fi de 10-20 atm. Pentru îndepãrtarea impuritãţilor vegetale uşoare se folosesc procedee de flotaţie. Procedeul de spãlare se alege în funcţie de tipul legumei pentru a evita pierderile de substanţe solubile cu valoare nutritivã mare (vitamine, sãruri minerale, zaharuri etc.). Datoritã diversitãţii materiei prime folosite în industria conservelor de legume şi fructe s-a construit o gamã mare de maşini de spãlat. Pentru produsele impurificate cu pãmînt, ca de exemplu rãdãcinoasele, se recomandã maşini de spãlat cu tambur care permit o frecare suplimentarã. 36

Produsele frunzoase (spanac) la care aderã o cantitate mare de nisip, se spalã în maşini cu debit mare de apã, în mod obişnuit în 2-4 etape. Curãţirea. Aceastã operaţie are drept scop îndepãrtarea pãrţilor necomestibile sau greu digerabile ale materiei prime, obţinîndu-se produse cu grad ridicat de finisare. Curãţirea se poate executa: -mecanic; -termic; -chimic; -manual. Curãţirea mecanicã se realizeazã cu diferite utilaje în funcţie de caracteristicile legumelor ce urmeazã a fi prelucrate. Uneori curãţirea mecanicã este însoţitã de operaţia de spãlare, prin care se îndepãrteazã pãrţile necomestibile desprinse din legume. Curãţirea termicã se poate realiza pe cale umedã (opãrire sau aburire) sau pe cale uscatã (arderea cojii). Curãţirea umedã se realizeazã prin tratarea materiei prime (cartofi, morcovi, sfeclã) cu abur sub presiune (10 atm.) până când se atinge o temperaturã ridicatã (100-200°C) timp de câteva secunde, urmatã de o trecere bruscã la presiunea atmosfericã şi spãlare cu duşuri reci puternice. Curãţirea termicã uscatã constã în carbonizarea pieliţei fructelor sau a legumelor, iar resturile sunt eliminate prin stropire cu apã a materiei prime. Arderea se poate realiza la flacãrã directã sau în cuptor electric. Acest procedeu este numit şi curãţire prin flambaj. Curãţirea prin tratare la temperaturi reduse este bazatã pe faptul cã, prin trecerea produsului pe suprafeţe rãcite, la - 30°C ...- 40°C, se realizeazã o desprindere uşoarã a peliţei de pulpa fructului. Curãţirea prin procedeul crioenzimatic constã în imersarea fructelor sau a legumelor într-o soluţie de saramurã rãcitã la -12°C, timp de 30-40 secunde. Se congeleazã numai pieliţa şi un strat de celule vecin cu ea. Microcristalele de gheaţã strãpung pieliţa, favorizând desprinderea ulterioarã. Produsul este apoi imersat în apã la 30-40°C. Astfel se realizeazã decongelarea stratului şi activizarea enzimelor pectolitice care hidrolizeazã substanţele pectice şi provoacã desprinderea pieliţei. Curãţirea chimicã se realizeazã prin fierberea foarte scurtã (30-180 secunde) într-o soluţie diluatã de hidroxid de sodiu 3-7%. Are loc desprinderea uşoarã a pieliţei de pulpã fie prin rãcire bruscã fie printr-o prelucrare mecanicã. Excesul de alcalii se îndepãrteazã prin spãlare. Divizarea se face dupã spãlare şi curãţire. Pentru divizare se folosesc diferite tipuri de agregate pentru tãierea în felii, cuburi, tãieţei, maşini de rãzuit, zdrobitoare etc. Divizarea este importantã pentru operaţiile tehnologice ulterioare (opãrire, aburire, fierbere, prãjire, deshidratare) deoarece durata tratamentului termic este invers proporţionalã cu suprafaţa produsului care creşte prin divizare. 37

Opãrirea este o încãlzire de scurtã duratã (1-5 min) în apã la temperatura de 85-98ºC. Opãrirea se poate realiza şi cu abur, în acest caz pierderile de substanţe nutritive, sãruri minerale şi vitamine sunt mai mici. Opãrirea se aplicã fructelor sau legumelor ca operaţie preliminarã conservãrii acestora prin congelare, deshidratare, sterilizare termicã. Avantajele opãririi sunt urmãtoarele: -opãrirea asigurã inactivarea enzimelor, contribuind la pãstrarea proprietãţilor organoleptice iniţiale; -prin opãrire se îndepãrteazã aerul şi gazele din ţesuturi, ceea ce contribuie la reducerea presiunii interne din recipientele de conservare prin sterilizare; -în urma opãririi are loc reducerea numãrului de microorganisme, se eliminã gustul şi mirosul nedorit al unor legume (varzã, conopidã), se fixeazã culoarea unor produse vegetale, se înmoaie textura permiţînd o aşezare mai bunã a produselor în recipientele de pãstrare (cutii, borcane etc.); -prin opãrire sunt îmbunãtãţite procesele de osmozã care intervin în operaţiile ulterioare. Dar, prin opãrire se pierd cantitãţi mari de substanţe hidrosolubile cu valoare nutritivã ridicatã, sãruri minerale, vitamine, glucide. Aceste pierderi cresc o datã cu durata şi temperatura de opãrire. Parametrii procesului de opãrire (durata şi temperatura apei) trebuie stabilite pentru fiecare produs în parte în funcţie de starea materiei prime şi de procedeul de conservare aplicat. Pentru fiecare produs existã o duratã optimã de opãrire. O supratratare determinã o creştere a pierderilor de substanţe solubile în apa de opãrire şi distrugerea pereţilor celulari. Parametrii optimi de lucru la opãrirea unor legume şi fructe sunt redaţi în tabelul 2.1.

Legume Ardei gras Conopidã Fasole pãstãi Spanac Morcov

Tabelul 2.1. Parametrii optimi la opãrirea unor legume şi fructe Fructe TemperaDurata, Tempera- Durata, turã, Minute turã, minute °C °C 90 3 Caise 80-85 2 100 2 Prune 100 1 90-95 2-5 Corcoduşe 90 1,5 85 90

3-4 2-4

Mere felii Gutui felii

100 100

5-20 5-20

Produsele cu suprafaţã mare sau cele divizate înregistreazã pierderi mai mari decât produsele cu suprafaţã micã. De exemplu, pentru spanac pierderile de glucide şi substanţele minerale sunt de circa 50%, pentru varzã albã pierderile de

38

substanţã uscatã sunt de 31%, la conopidã 25%. Opãrirea legumelor sau a fructelor se face în cazane cu manta (cazan duplicat) sau în opãritoare continue. Apa folositã în procesul de opãrire trebuie sã aibã duritatea de cel mult 8°d şi sã aibã un conţinut mic de fier. În prezenţa fierului din apã, apar procese de îmbrunare datoritã reacţiei acestuia cu fenolii vegetali. Sãrurile de fier şi de cupru catalizeazã degradarea vitaminei C şi procesele de oxidare a grãsimilor. Rãcirea legumelor şi a fructelor dupã opãrire este necesarã pentru a se evita înmuierea excesivã a ţesuturilor şi dezvoltarea microorganismelor remanente. Rãcirea se efectueazã cu apã rece la temperatura de circa 30 °C sau cu aer. Aburirea constã în încãlzirea legumelor sau a fructelor folosind aburul ca agent termic. Operaţia de aburire este folositã înaintea congelãrii sau a uscãrii. Este o operaţie prin care are loc un tratament termic mai puţin intens care realizeazã inactivarea enzimelor, dar nu şi modificarea consistenţei produselor. Aburirea legumelor sau a fructelor se realizeazã în instalaţii continue, pe benzi transportoare. Fierberea are drept scop înmuierea legumelor sau a fructelor în vederea prelucrãrii lor ulterioare. Durata fierberii depinde de tipul legumelor sau a fructelor, de stadiul de maturitate, gradul de mãrunţire şi de operaţiile ulterioare. Alte procedee de inactivare a enzimelor folosesc aerul cald pentru tratarea legumelor şi a fructelor. În acest caz are loc şi o deshidratare. Când nu se doreşte deshidratarea produselor, aerul cald este saturat cu vapori de apã. Inactivarea enzimelor se mai poate realiza prin încãlzirea legumelor sau a fructelor cu curenţi de înaltã frecvenţã, urmatã de o rãcire imediatã. Prãjirea se aplicã legumelor şi fructelor prin imersarea acestora în ulei fierbinte. Prin prãjire se îmbunãtãţeşte calitatea legumelor datoritã formãrii unei coloraţii specifice şi a unui gust plãcut. Prãjirea face sã creascã valoarea alimentarã datoritã evaporãrii apei şi îmbibãrii cu grãsimi a ţesuturilor. Prãjirea determinã şi o reducere importantã a microflorei. Operaţia de prãjire are loc la temperatura de 130-160 °C. Durata de prãjire este de 10-20 minute şi depinde de urmãtorii factori: felul şi dimensiunile legumelor, cantitatea de apã de evaporat, temperatura uleiului. În timpul prãjirii, datoritã temperaturii ridicate, are loc evaporarea apei din produs, reducerea volumului şi a greutãţii sale. Reducerea greutãţii produselor este de 40-70%, iar grãsimea (uleiul) este absorbit de produs în proporţie de 10-12%. În timpul prãjirii, uleiul suferã o serie de transformãri degradative care, dupã o folosinţã îndelungatã, pot duce la schimbarea proprietãţilor fizicochimice şi senzoriale, reducerea valorii alimentare şi chiar la efecte nocive. Transformãrile grãsimilor în timpul prãjirii sunt determinate de oxidarea termicã a acizilor graşi. În primul stadiu se formeazã peroxizi care se descompun uşor, rezultând aldehide, cetone, diverse substanţe oxidate şi condensate. Se formeazã atât produşi volatili cât şi substanţe polimerizate. Cantitatea acestora depinde de 39

temperatura de prãjire, durata procesului, prezenţa aerului şi a metalelor grele, natura grãsimii şi a produsului prãjit. Pentru a evita degradarea înaintatã a uleiului care influenţeazã negativ calitatea produsului, se recomandã înlocuirea periodicã a uleiului din instalaţie. Nu se recomandã înlocuirea parţialã a uleiului, deoarece produsele de descompunere din uleiul degradat accelereazã degradarea uleiului proaspãt adãugat. Prãjirea legumelor se face atât în instalaţii de prãjire continue cât şi în cele discontinue. Legumele prãjite se rãcesc în aer liber prin menţinerea lor în tãvi perforate în care are loc şi eliminarea uleiului în exces. 2.3. Conservarea legumelor şi fructelor prin refrigerare Refrigerarea constã în rãcirea produselor la temperaturi superioare punctului de congelare. Refrigerarea implicã utilizarea de temperaturi scãzute fãrã formarea de gheaţã în produse. Scãderea temperaturii împiedicã sau încetineşte desfãşurarea principalelor modificãri care au loc în produsele alimentare. Acţiunea temperaturilor scãzute se manifestã atât prin reducerea vitezelor de reacţie în produsele alimentare cât şi direct asupra unor agenţi modificatori. Agenţi modificatori pot fi agenţi biologici (microorganisme) sau agenţi biochimici (enzime). Refrigerarea fructelor şi a legumelor are urmãtoarele efecte favorabile: -reducerea intensitãţii respiraţiei; -reducerea sau oprirea proceselor de maturare; -frânarea atacului microorganismelor. Refrigerarea are drept scop prelungirea duratei de pãstrare a legumelor şi fructelor prin micşorarea metabolismului acestora şi prin încetinirea acţiunii agenţilor modificatori. Conservarea prin refrigerare se face parcurgând urmãtoarele faze: -tratamente preliminare; -rãcirea (refrigerarea propriu-zisã); -depozitarea în stare refrigeratã; -reîncãlzire parţialã; -valorificare. Tratamentele preliminare pentru refrigerare constau în: sortare, calibrare, spãlare, dezinfectare, ambalare etc. Pentru depozitare în stare refrigeratã se folosesc spaţii frigorifice în care temperatura, umiditatea aerului şi intensitatea de circulaţie a aerului sunt menţinute constante, la anumite valori care diferã în funcţie de specie, soi, duratã de depozitare, destinaţie. Condiţiile de depozitare pentru conservarea legumelor şi a fructelor prin refrigerare sunt prezentate în tabelul 2.2.

40

Tabelul 2.2 Condiţii de depozitare a legumelor şi a fructelor pentru conservarea prin refrigerare Condiţii de depozitare Legume, fructe Punct de Temperaturã, Umiditatea Durata de congelare, °C relativã a depozitare, °C aerului, zile % Fasole verde 0,7 0-7 85-95 7-20 Conopidã 0,8 0-1,5 85-90 20-50 Ceapã 0,8 -2-1,5 65-75 120-27o Tomate coapte 0,6 0-7 85-90 7-28 Vinete 0,5 7-10 85-90 10 Caise 1 -1-3 80-90 7-28 Cãpşuni 1 -0,5-1,5 85-90 1-5 Mere 1,5 -1-5 80-95 60-240 Struguri 1 -1-0 85-90 20-150 2.4. Conservarea legumelor şi fructelor prin congelare Congelarea constã în rãcirea la -25...-40°C în încãperi sau instalaţii de congelare rapidã. Procesul tehnologic al conservãrii fructelor şi a legumelor prin congelare cuprinde urmãtoarele operaţii principale: -tratarea preliminarã; -congelarea; -depozitarea. Comportarea la conservare a legumelor şi a fructelor variazã în funcţie de mulţi factori: soiul acestora, gradul de maturitate, tratarea preliminarã, condiţiile de congelare şi depozitare. Anumite legume nu se pot conserva prin congelare (salatã) sau se conservã nesatisfãcãtor (tomatele, unele soiuri de cãpşuni). Tratarea preliminarã a fructelor şi a legumelor în vederea congelãrii cuprinde operaţiile de sortare, curãţare şi tratamente antienzimatice. În unele cazuri, dupã sortare are loc şi o divizare a produsului. Tratamentele antienzimatice pentru legume constau în opãrirea acestora. Pentru unele dintre acestea (ceapã, pãtrunjel, mãrar, ardei gras) se poate renunţa la opãrire pentru a se evita diminuarea aromei naturale puternice. Tratarea antienzimaticã se executã numai la unele fructe şi constã în opãrire (mere, pere), imersare în soluţii acide (caise, piersici, mere, pere), adaos de zahãr cristalizat sau sub formã de sirop, adaos de acid ascorbic în siropul de zahãr în care se imerseazã unele fructe (caise, piersici, mere, pere). Zahãrul accentueazã aroma specificã a fructelor şi se adaugã o parte la 3-5 pãrţi fructe. Zahãrul se dizolvã parţial în sucul extras din fructe datoritã osmozei. 41

Congelarea poate fi realizatã în flux discontinuu (în şarje), semicontinuu şi continuu. Din punct de vedere al sistemului de preluare a cãldurii de la produs, congelarea se poate realiza: -în curent de aer; -prin contact cu suprafeţe metalice; -prin contact cu agenţi care se evaporã la preluarea cãldurii (azot lichid, bioxid de carbon lichid). Durata congelãrii depinde de natura produsului, a ambalajului, de grosimea produsului. Procedeul de congelare este de ordinul minutelor sau a orelor (30 secunde pânã la 10 ore). În funcţie de felul produsului şi de destinaţia sa, ambalarea se poate face înainte de congelare sau dupã congelare. Dupã congelare, produsele sunt depozitate la temperaturi cuprinse între -15 şi -25°C, iar durata de pãstrare depinde de temperatura de pãstrare şi de tipul produsului. 2.5. Conservarea produselor vegetale prin acidifiere Conservarea prin acidifiere a produselor vegetale se poate realiza prin: -acidifiere naturalã; -acidifiere artificialã; -acidifiere mixtã. 2.5.1. Conservarea prin acidifiere naturalã Se aplicã în mod obişnuit legumelor şi într-o proporţie mai micã fructelor. Legumele care se pot conserva prin acidifiere naturalã sunt: varza, castraveţii, pãtlãgele roşii nematurizate (gogonele), pepenele roşu, ardeii, morcovii. Acidifierea naturalã are loc prin transformarea zaharurilor (glucidelor) din legume în acid lactic sub influenţa bacteriilor lactice, conform următoarei reacţii globale: C6H12O6

2CH3

CH

COOH + 28 kcal

OH În realitate transformãrile care au loc în cursul procesului de fermentaţie lacticã sunt mult mai complexe, iar la procesul respectiv participã concomitent diferite tipuri de bacterii lactice. Varza muratã conţine 2-4% glucide necesare fermentaţiei lactice şi 3060 mg vitamina C la 100g produs. Procesul tehnologic cuprinde urmãtoarele operaţii: -recepţia cantitativã şi calitativã; -sortarea; -pãstrarea câteva zile pentru înmuierea ţesuturilor;

42

-curãţirea de foile exterioare; -îndepãrtarea coceanului (o parte din cocean se mãrunţeşte şi se pune în saramurã); -tocarea verzei; -fermentaţia în bazine cu saramurã 2-5,5% ; -tasarea verzei în bazine pentru realizarea mediului anaerob de fermentare şi favorizarea difuziei externe a sucului celular. Datoritã imersãrii verzei în soluţia de NaCl, are loc plasmoliza foilor de varzã şi eliberarea sucului celular. Prin creşterea valorii nutritive a zemii apar condiţii favorabile pentru fermentaţia lacticã. Procesul fermentativ se poate realiza cu ajutorul florei spontane prin autoînsãmânţare. La scarã industrialã, pentru prevenirea unor acidente de fermentare şi obţinerea unui produs având calitatea constantã, se procedeazã la însãmânţare folosind lichid în stadiul iniţial de fermentare (aciditate de maxim 0,3% acid lactic) prelevat dintr-o partidã anterioarã. Aciditatea maximã este de 1,5-2 acid lactic, pH-ul de 4,1, temperatura de fermentare este de 20…25°C la început, iar apoi scãzutã la 14…18°C. În timpul fermentãrii saramura este recirculatã periodic de jos în sus cu ajutorul unor pompe pentru a uniformiza procesul de fermentare (pritocirea verzei). Dupã fermentare, varza poate fi lãsatã în bazine sau este trecutã în butoaie, borcane etc. Varza muratã are un conţinut bogat de vitamine: -vitamina C 50-600 mg/kg, -β caroten 15 µg/100g, -vitamina B1 (tiaminã) 0,34 mg/kg, -vitamina B2 (riboflavinã) 0,42 mg/kg, -acid nicotinic 1,1mg/kg. Varza muratã se poate depozita la temperaturi sub 10°C, timp de 4…5 luni. Castraveţi muraţi Se recomandã pentru murare castraveţi de culoare verde închis şi formã cilindricã, fără gust amar şi cu un conţinut de 1,5-2,2% zaharuri necesare fermentaţiei lactice. Procesul tehnologic de conservare a castraveţilor prin acidifiere naturalã cuprinde urmãtoarele operaţii: -sortarea pe mãrimi; -spãlarea; -înţeparea pentru înlesnirea pãtrunderii saramurii; -aşezarea în recipiente (butoaie, borcane); -turnarea saramurii de concentraţie 6% NaCl. La saramurã se adaugã mãrar uscat, hrean, seminţe de muştar, frunze de vişin pentru obţinerea unor produse plãcut condimentate; -fermentarea la 20-30°C în condiţii de anaerobiozã. Durata fermentãrii este de 4-8 sãptãmâni, iar în acest timp aciditatea ajunge la 1,5-2% acid lactic, la care corespunde o valoare a pH –ului de maxim 4,1.

43

Dupã terminarea fermentaţiei, temperaturi scãzute (0-5°C).

recipientele trebuie depozitate

la

2.5.2. Conservarea produselor vegetale prin acidifiere cu acid acetic Conservarea produselor vegetale prin acidifiere cu acid acetic se bazeazã pe adãugarea de oţet alimentar, care, la concentraţie de pânã la 4% acid acetic are acţiune bacteoriostaticã, iar la concentraţii mai mari are acţiune bactericidã. Murãturile în oţet trebuie sã aibã, dupã stabilirea echilibrului între soluţia de oţet şi apa din legume, o concentraţie finalã de 2-3% acid acetic pentru a se asigura conservarea lor. Procesul tehnologic cuprinde aproximativ aceleaşi operaţii ca la murãturile fermentate lactic. Soluţia de conservare a legumelor se realizeazã din: oţet, sare (2-3%), zahãr (2-5%) şi mirodenii (piper, boabe de muştar, foi de dafin etc.). Aceastã soluţie se toarnã peste legumele aşezate în recipiente. Este recomandat ca soluţia sã fie fierbinte pentru a realiza sterilizarea legumelor şi pãtrunderea oţetului în celulele vegetale. Legumele se considerã murate atunci când concentraţia în acid acetic atinge o valoare de echilibru. Dacã aceastã valoare este sub 2%, legumele sunt supuse unei pasteurizãri la 90-100°C circa 20 minute pentru a se asigura conservarea lor. 2.6. Tehnologia semifabricatelor din fructe Semifabricatele din fructe şi legume se realizează în timpul campaniei de recoltare şi se tratează cu conservanţi chimici, putând fi prelucrate şi în extrasezon. Semifabricatele din fructe şi legume produse mai frecvent sunt: -pulpe de fructe, nefierte sau fierte. Ele se obţin prin prelucrare mecanică, uneori şi termică a fructelor şi se prezintă ca fructe întregi, jumătăţi sau sferturi ce permit identificarea speciei din care au provenit; -marcuri de fructe. Marcurile de fructe se obţin prin prelucrare mecanică şi termică a fructelor care sunt trecute printr-o pasatrice în scopul îndepărtării părţilor necomestibile. Semifabricatele se prepară din fructe proaspete, recoltate la maturitate tehnologică. Procesul tehnologic de fabricare a pulpelor de fructe cuprinde următoarele operaţii: sortarea, spălarea, curăţirea fructelor (îndepărtarea codiţelor pentru cireşe, vişine, a sâmburilor pentru caise, prune, vişine, cireşe etc., a cojii şi a casei seminţelor, pentru mere, pere, gutui), divizarea (pentru mere, gutui) şi conservarea. Conservarea se realizează prin adăugarea în recipientele cu fructe (butoaie) a unei soluţii apoase de conservant. Drept conservant se foloseşte bioxidul de sulf. Acesta este considerat antiseptic universal, deoarece acţionează ca inhibitor al dezvoltării tuturor microorganismelor. Soluţia de SO2 se adaugă 44

în 2-3 etape în butoi în proporţie de 0,1-0,2%, în funcţie de durata conservării (0,1% pentru conservarea timp de 3 luni; 0,15 % pentru şase luni şi 0,24 % pentru conservarea timp de 24 de luni). Dezavantajul utilizării SO2 este decolorarea fructelor. Alţi conservanţi chimici folosiţi sunt benzoatul de sodiu, acidul formic şi acidul ascorbic. Pentru fructele cu textură moale, cum sunt căpşunile, se pot folosi săruri de calciu care întăresc textura prin formarea de pectat de calciu. Butoaiele cu pulpe de fructe se depozitează în încăperi răcoroase şi aerisite. În cazul pulpelor de fructe fierte şi al marcurilor, intervin în plus operaţiile de fierbere (care înmoaie textura) şi de strecurare prin pasatrice. În acest fel se face o mai bună amestecare cu conservantul. Majoritatea pulpelor şi a marcurilor de fructe se folosesc la obţinerea produselor gelificate (gem, marmeladă). Semifabricatele din fructe se pot conserva şi prin sterilizare sau congelare. 2.7. Tehnologia sucurilor de fructe şi legume Sucul de fructe este produsul obţinut, în general, prin presarea mecanicã a fructelor, nefermentat dar fermentabil, având caracteristicile fructului din care provine. Sucul de fructe poate fi obţinut şi din sucul concentrat, prin restabilirea procentului de apã pierdutã la concentrare şi prin restabilirea aromei prin adaos de aromã recuperatã la concentrare. Produsul se considerã nefermentat dacã concentraţia în alcool este mai micã de 3g/l, aciditatea volatilã (exprimatã ca acid acetic) este mai micã de 0,4g/l şi acidul lactic mai mic de 0,5g/l. Sucurile de fructe sau de legume se obţin fie printr-un procedeu mecanic (presare, centrifugare) fie prin difuzie. Ele sunt conservate prin concentrare, conservare chimicã sau pasteurizare. Se fabricã sucuri de fructe limpezi (fãrã particule în suspensie) şi sucuri cu pulpã (cu particule în suspensie) la care trebuie asiguratã stabilitatea suspensiilor. Sucurile de fructe sau de legume pot fi obţinute dintr-o singurã specie, sau prin cupajare (cînd se amestecã sucuri din mai multe specii de fructe şi legume). 2.7.1. Tehnologia sucurilor limpezi Tehnologia sucurilor limpezi, care se obţin îndeosebi din fructe, cuprinde patru operaţii principale: pregãtirea şi condiţionarea fructelor, extragerea sucului, limpezirea sucului brut şi conservarea. Pregãtirea şi condiţionarea fructelor cuprinde operaţiile de spãlare, sortare, îndepãrtarea pãrţilor necomestibile. De obicei înainte de presare fructele sunt zdrobite sau rãzuite. Extragerea sucului se poate realiza prin presare, centrifugare şi prin difuzie.

45

Presarea este metoda cea mai folositã pentru obţinerea sucului. În unele cazuri înainte de presare are loc şi un tratament enzimatic preliminar pentru distrugerea substanţelor pectice. Centrifugarea este operaţia prin care materia primã este supusã acceleraţiei centrifugale care este direct proporţionalã cu pãtratul vitezei unghiulare şi cu raza. Principalii factori care condiţioneazã extracţia sucului sunt: -turaţia centrifugei; -durata centrifugãrii; -gradul de umplere a centrifugei; -gradul de mãrunţire a materiei prime. S-a stabilit cã durata centrifugãrii are o influenţã predominantã faţã de viteza de centrifugare. Utilajele folosite pentru extragerea sucului sunt centrifugele filtrante cu ax vertical şi tambur filtrant conic perforat. Difuzia. În cazul extragerii sucului de fructe prin difuzie se obţin randamente mari în suc şi o productivitate bunã. Sucurile de fructe obţinute prin difuzie sunt de bunã calitate, iar compoziţia chimicã nu diferã substanţial de a celor obţinute prin presare. Limpezirea sucurilor de fructe Sucul brut extras din fructe are o vâscozitate ridicatã şi conţine o cantitate mare de particule în suspensie, care sedimenteazã încet. Pentru a se obţine sucuri limpezi trebuie eliminate suspensiile din suc. Limpezirea sucurilor se poate realiza pe cale enzimaticã şi prin centrifugare. Limpezirea enzimaticã se bazeazã pe hidroliza substanţelor pectice ceea ce micşoreazã viscozitatea sucurilor şi uşureazã filtrarea lor. Limpezirea enzimaticã se recomandã pentru tratarea sucurilor bogate în substanţe pectice (mere, coacãze). În cazul obţinerii sucurilor concentrate, limpezirea enzimaticã este necesarã pentru a evita gelificarea acestora. Tratamentul enzimatic constã în adãugarea de preparate enzimatice pectolitice (0,5-2g/l) şi dureazã 2-6 ore la temperaturi de 20-30°C sau sub 2 ore la temperaturi de maximum 50°C. Limpezirea prin centrifugare se bazeazã pe acţiunea forţei centrifuge, care duce la separarea rapidã a impuritãţilor, a suspensiilor şi a microorganismelor. Prin acest tratament nu se realizeazã o reducere a vâscozitãţii deoarece substanţele coloidale nu sedimenteazã. Dupã operaţia de limpezire, sucurile de fructe nu sunt perfect limpezi. De aceea este necesarã filtrarea care asigurã transparenţa şi stabilitatea produsului. Ca materiale filtrante se folosesc: pânza, celuloza, azbestul şi pãmîntul de infuzori. Sucurile de fructe se filtreazã la temperatura camerei sau la rece, iar uneori se practicã o încãlzire la 50-60ºC pentru accelerarea procesului de filtrare. Conservarea sucurilor se poate realiza prin diferite procedee: concentrare urmatã de rãcire şi depozitare, concentrare urmatã de uscare cu obţinere de praf

46

de fructe, pasteurizare şi ambalare sau ambalare şi pasteurizarea în sticle, conservarea chimicã. În figura 2.1 este redatã schema tehnologicã generalã de conservare a sucurilor limpezi. Concentrarea sucurilor de fructe Pentru depozitarea sucurilor de fructe, în practicã se aplicã 2 metode: -pasteurizarea sucurilor urmatã de depozitarea în condiţii aseptice; -concentrarea pânã la 65-75% substanţă uscată. Concentrarea se poate face prin crioconcentrare, osmozã inversã şi prin evaporare. În funcţie de gradul de concentrare sucurile pot fi: -semiconcentrate, cu aproximativ 50ºBrix (unitate de măsură folosită în special în industria zahărului pentru a exprima conţinutul de substanţă uscată a unei soluţii), cu densitatea de 1200 kg/m3 având un volum care reprezintã 1/4 din cel iniţial. Pãstrarea acestor sucuri se poate realiza în condiţii aseptice sau sub atmosferã de CO2 la 1...2 ºC; -concentrate, cu 71-72°Brix cu densitatea aproximativ de 1350 kg/m3, volumul lor reprezentând 1/7 din cel iniţial. Aceste sucuri pot fi pãstrate la temperatura mediului ambiant atunci când depozitarea se face în condiţii aseptice sau sub atmosferã de CO2. Criconcentrarea constã în cristalizarea unei pãrţi din apa conţinutã de o soluţie urmatã de separarea cristalelor de gheaţã din concentratul format. În lichidele alimentare apa formeazã cu celelalte componente un amestec eutectic. De aceea, prin rãcire, la temperaturi apropiate de temperatura punctului eutectic, apa se separã sub formã de cristale de gheaţã. Concentrarea prin evaporare a sucurilor este însoţitã de recuperarea aromei şi trebuie sã fie condusã la temperaturi cât mai scãzute (mai mici de 80°C) pentru a se pãstra intacte componentele termolabile. În acelaşi timp concentrarea prin evaporare a sucurilor trebuie sã fie însoţitã de mãsuri adecvate de economisire a energiei cum sunt: -folosirea condensatului şi a vaporilor secundari (rezultaţi din evaporarea sucului) pentru preîncãlzirea sucului proaspãt; -schimb de cãldurã între produsul ce vine de la concentrare şi cel care iese de la concentrare; -folosirea instalaţiei de concentrare cu mai multe trepte. În figura 2.2. este prezentatã o instalaţie de concentrare a sucului cu un singur efect, având un evaporator cu curgere pelicularã a lichidului.

47

(de regulã 10...15°C), cu atât este mai bunã deplasarea turbulentã a lichidului realizatã de mişcarea vaporilor ce se degajã din suc. Sucul împreunã cu vaporii degajaţi sunt conduşi la separatorul 5, care în interior este asemãnãtor cu un ciclon, iar separarea lichidului de vaporii de apã se face sub acţiunea forţei centrifuge. Sucul concentrat este preluat de pompa 7 şi poate fi recirculat la concentratorul 4 pânã cînd se atinge concentraţia de 70% substanţã uscatã, dupã care sucul concentrat este condus la rãcire. Vaporii de apã din separatorul 5 ajung în condensatorul 6 unde sunt condensaţi cu apã rece. Se utilizeazã un condensator barometric 6, cu coloana de 11m care este imersatã în apa dintr-un bazin. Se poate folosi şi un condensator semibarometric. Apa din vasul inferior este evacuatã cu pompa 9. Pompa de vacuum 8 conectatã la staţia de evaporare are rolul de a prelua gazele necondensabile şi aerul, respectiv de a menţine vidul necesar în instalaţie. Concentrarea sucurilor într-o singurã treaptã de evaporare este neeconomicã din cauza consumului mare de cãldurã şi de apã de rãcire. Energia poate fi economisitã atunci când pentru concentrarea sucurilor se utilizeazã instalaţii cu mai multe trepte (efecte). O asemenea instalaţie cu efect multiplu are între 2 şi 5 corpuri de evaporare, astfel încât aburul secundar din primul corp de evaporare este folosit în al doilea. Aburul primar se foloseşte numai în primul corp de evaporare. Vaporii de la ultimul corp sunt condensaţi, astfel încât consumul de apã de rãcire este considerabil mai mic decât la instalaţia cu un singur corp de evacuare. Principiul de lucru la evaporarea cu efect multiplu se bazeazã pe faptul cã în fiecare stadiu presiunea este redusã şi astfel temperatura de fierbere a sucului devine mai scãzutã de la o etapã la alta. Dezavantajul evaporãrii în instalaţia cu efecte multiple este faptul cã diferenţa dintre temperatura agentului de încãlzire şi temperatura de evaporare a sucului este mai micã şi deci este necesarã o suprafaţã mare de schimb termic.

48

În figura 2.3 este prezentatã o instalaţie de evaporare cu efect multiplu folositã la concentrarea sucurilor. Suc 1

2

3

Abur la 85ºC

Vapori către condensator

Condensat 70ºC

55ºC

40ºC Suc concentrat

1,2,3 – Corpuri de evaporare

Fig. 2.3. Instalaţia de evaporare cu efect multiplu. Se observã cã diferenţa de temperaturã dintre un corp şi altul de evaporare este de aproximativ 15ºC, adicã în primul corp de evaporare temperatura este de 70°C, în al doilea de 55°C, iar în al treilea de 40ºC. Aburul primar de încãlzire introdus în primul corp are temperatura de 85ºC. Recuperarea aromei la concentrarea sucurilor La concentrarea sucurilor de fructe prin evaporare, compuşii de aromã având o volatilitate mai mare decât apa sunt evaporaţi împreunã cu ea. Aceşti compuşi volatili dau aroma specificã fiecãrui suc de fructe. Aceşti compuşi se pierd în timpul concentrãrii prin evaporare. Pentru a se reda sucurilor concentrate aroma naturalã se face aşa-numita recuperare de aromã la începutul concentrãrii sau în tot timpul operaţiei de concentrare, în funcţie de conţinutul iniţial de substanţe de aromã din suc. O unitate de recuperare a aromei este formatã în principiu din 2 unitãţi: -unitate de evaporare, în care componentele de aromã cu volatilitate mai mare decât a vaporilor de apã sunt separate din suc prin evaporare;

49

-unitatea de rectificare, în care compuşii de aromã sunt îmbogãţiţi în coloana de rectificare şi apoi separaţi de cei puţin volatili într-un condensator, iar gazele necondensabile sunt evacuate cu o pompã. În figura 2.4 este reprezentată o instalaţie de recuperare a aromei la concentrarea sucurilor, care lucreazã în condiţii de presiune normalã. Gaze necondensabile

9

Apă

10 12

Reflux

6

11 2

4 7

3

Concentrat de aromă

Suc 1

8 5

1,5 –pompe 2 – schimbător de căldură cu plăci 3 – evaporator 4 – separator vapori-lichid 6 – unitate de rectificare 7 – serpentină de încălzire 8 – vas de colectare a apei condensate 9 – condensator 10 – separator gaz-lichid 11 – răcitor final 12 – unitate de spălare a gazelor

Fig. 2.4. Instalaţie de recuperare a aromei la concentrarea sucurilor Procesul tehnologic se desfãşoarã astfel: sucul de fructe limpezit este pompat cu pompa 1 în schimbãtorul de cãldurã cu plãci 2, unde este preîncãlzit în vederea eliberãrii aromei.

50

Preîncãlzirea se face în contracurent cu sucul care se separã în separatorul vapori-lichid 4. Dupã încãlzire, sucul este trimis în evaporatorul 3, unde se evaporã aproximativ 20-30% apã. În separatorul 4 sucul concentrat este separat de vaporii care conţin aroma. Sucul concentrat este trimis cu pompa 5 în porţiunea de preîncãlzire a schimbãtorului de cãldurã 2, în timp ce vaporii de apã împreunã cu substanţele de aromã sunt conduşi la unitatea de rectificare 6 care lucreazã la 100...105º C. Încãlzirea unitãţii de rectificare 6, se face cu serpentina 7 montatã la partea inferioarã. Unitatea de rectificare 6 este o coloanã de rectificare umplutã cu inele Raschig. Faza de vapori se îmbogãţeşte în substanţe volatile, iar faza apoasã se îmbogãţeşte în substanţe mai puţin volatile. Fracţiunea uşor volatilã condenseazã în condensatorul 9, iar condensatul de aromã este trecut în separatorul 10. Cea mai mare parte a condensatului de aromã se readuce în partea superioarã a coloanei de rectificare 6 sub formã de reflux. Partea superioarã a coloanei este rãcitã, astfel se mãreşte diferenţa de temperaturã şi presiune între partea inferioarã şi superioarã a coloanei, ceea ce mãreşte eficienţa separãrii. În timpul procesului, refluxul se deplaseazã în contracurent cu fracţiunea volatilã care se ridicã în coloanã. Refluxul se eliminã la partea inferioarã a coloanei 6 formând apa de condensare care este colectatã în vasul 8. Apa de condensare conţine doar mici cantitãţi de substanţe volatile. O parte din condensatul de aromã, care nu este folositã ca reflux este rãcitã în rãcitorul final 11. În rãcitorul final 11 are loc rãcirea concentratului de aromã la +2°C. Gazele necondensabile (O2, N2, CO2) pot antrena şi unele substanţe de aromã, de aceea, ele sunt trimise la unitatea de spãlare 12. Spãlarea se face cu apã, apoi gazele sunt eliminate în aer. Din 100-200 litri de suc proaspãt rezultã 1-2 litri de concentrat de aromã. 2.7.2. Tehnologia sucurilor cu pulpã (nectare) Procesul tehnologic de fabricare a sucurilor cu pulpă cuprinde 2 categorii de operaţii: -operaţii necesare obţinerii sucurilor cu pulpã; -operaţii de condiţionare a lor în vederea prelucrãrii. Operaţiile din prima categorie sunt diferite depinzând de felul fructelor prelucrate. Schema procesului tehnologic de fabricare a nectarului de fructe cu bace sau cu sâmburi este prezentată în figura 2.5. Fructele cu seminţe (mere, pere, gutui) sunt supuse spãlãrii, sortãrii, dezintegrãrii (în mori coloidale). Pireul de fructe obţinut este trecut printr-un opãritor (cu melc şi încãlzit direct cu abur), iar masa opãritã este trecutã printr-o pasatrice cu ochiuri de 2mm diametru şi apoi printr-un extractor.

51

Fructe

Prespălare

Sortare

Spălare

Tăiere

Desâmburare

Mărunţire

Încălzire Macerare enzimatică Inactivarea enzimelor de macerare Trecere prin pasatrice Răcire Dezaerare Pasteurizare Depozitare aseptică

Fig. 2.5. Schema tehnologică de fabricare a nectarului de fructe 52

Fructele cu sâmburi (caise, piersici, prune, vişine) dupã sortare, spãlare şi îndepãrtarea codiţelor, sunt aburite într-un opãritor continuu, iar masa caldã se trece printr-o pasatrice cu ochiuri de 4mm diametru şi apoi printr-un extractor. Fructele bace (cãpşuni, agrişe, coacãze, zmeurã) sunt sortate şi spãlate, iar apoi trec la zdrobire, preîncãlzire şi extracţie. Pentru evitarea îmbrunãrii şi a modificãrilor nedorite ale gustului, în masa de fructe se adaugã 0,05% acid ascorbic, fie în timpul prelucrãrii, fie în pireul obţinut. Operaţiile de condiţionare în vederea conservãrii sunt comune tuturor speciilor de fructe şi constau în omogenizarea pronunţatã, concentrare, dezaerare sub vid la 40ºC, pasteurizarea în mod continuu la 130ºC, rãcire şi depozitare asepticã. Unele procedee moderne includ şi o etapã de macerare enzimaticã, care are rolul de a transforma protopectina în pectinã, celulele rãmânând ca particule în suspensie. Dupã tratarea enzimaticã la 45ºC şi pH=3,5-5, maceratul este încãlzit rapid la 105ºC pentru inactivarea enzimelor şi apoi este trecut printr-o pasatrice. Domeniul de utilizare al pulpelor de fructe este vast, ele se folosesc ca materii prime şi semifabricate pentru obţinerea de nectaruri, îngheţate, creme, iaurt cu fructe, jeleuri, pireuri de fructe pentru copii (baby foods). Reţeta de fabricaţie pentru 100 kg nectar de fructe cu substanţã uscatã solubilã de minim 10 grade refractometrice este redatã în Tabelul 2.3. Tabelul 2.3. Sortiment Nectar de caise Nectar de gutui Nectar de pere Nectar de piersici

Reţeta de fabricaţie pentru 100 kg nectar de fructe Reţeta de fabricaţie, kg Piure de fructe Sirop de zahãr Acid kg s.u.s, % · kg s.u.s, % ascorbic citric 60 10 40 10 0,01 0,02 40

7

60

14

0,01

0,02

40

10

60

11

0,01

0,05

60

8

40

15

0,01

0,2

• În industria conservelor vegetale prin s.u.s. se notează substanţã uscatã solubilã, exprimatã în procente sau în grade refractometrice.

53

2.8. Tehnologia produselor conservate cu ajutorul zahãrului Conservarea cu ajutorul zahãrului este cunoscutã şi aplicatã în practicã de multã vreme. Se aplicã cu precãdere fructelor şi constã în adãugarea de zaharuri într-o astfel de proporţie încât presiunea osmoticã creatã în faza lichidã a produsului sã blocheze dezvoltarea microflorei de alterare. Acţiunea conservantã a soluţiilor concentrate de zahãr este datoratã presiunii osmotice a soluţiilor hipertonice care determinã plasmoliza microorganismelor. Cu cât presiunea osmoticã a soluţiilor de zahãr este mai ridicatã cu atât fenomenul de plasmolizã va fi mai pronunţat. În timpul plasmolizei se elibereazã apa liberã din celulele microorganismelor şi o parte din apa legatã coloidal în protoplasmã. S-a stabilit cã, prin mãrirea cantitãţii de zahãr în faza lichidã a produsului de conservat, are loc creşterea presiunii osmotice şi, în acelaşi timp, scãderea activitãţii apei. Atunci când activitatea apei într-un anumit produs scade sub anumite limite, are loc perturbarea funcţiilor metabolice ale microorganismelor şi reducerea sau încetarea activitãţii vitale. Dezvoltarea microorganismelor are loc atunci când activitatea apei are valoarea situată în intervalul 0,62-0,995. Pentru aceeaşi concentraţie procentualã de zahãr, valoarea activitãţii apei este mai redusã atunci când zaharoza este înlocuitã prin monozaharide, deoarece în acest caz creşte concentraţia molarã. De aceea, în practicã, o parte din zahãrul adãugat este invertit. S-a observat cã pentru un raport zahãr invertit / zaharozã mare, conservabilitatea este mai bunã. Valoarea activitãţii apei este determinatã nu numai de concentraţia de zaharuri din solutie ci şi de celelalte substanţe solubile. În mod practic, în produsele preparate cu ajutorul zahãrului, activitatea apei trebuie sã fie maxim 0,84. La aceste valori ale activitãţii apei sunt inactivate drojdiile neosmofile şi bacteriile. Pentru anihilarea mucegaiurilor şi a drojdiilor osmofile trebuie efectuate tratamente suplimentare cum sunt pasteurizarea sau antiseptizarea suprafeţei produsului finit. 2.8.1. Produse gelificate Produsele gelificate sunt: gemurile, marmelada şi jeleurile. Aceste produse se caracterizeazã printr-o consistenţã solidã-elasticã datoratã formãrii unui gel de pectinã zahãr-acid. Cele 3 grupe de produse se deosebesc prin forma sub care sunt încorporate fructele în produs: pireu în cazul marmeladei, pulpã (ca atare sau divizatã) în cazul gemurilor şi suc în cazul jeleurilor.

54

Mecanismul formãrii gelurilor Principalul component care participã la formarea gelului este pectina. Substanţele pectice sunt polimeri ai acidului galacturonic în care legãturile sunt 1,4α-glicozidice. Aceşti polimeri formeazã catene liniare având formula: COOCH3

OH O

OH O

OH

O

O COOH

O

OH

OH

O OH

O

n

COOCH3

Masa molecularã a substanţelor pectice variazã în limite largi (20000300000) şi explicã însuşirile tipic coloidale şi de formare a gelurilor care le caracterizeazã. Proprietãţile gelificatoare ale pectinei cresc odatã cu creşterea masei moleculare, dar ele sunt influenţate şi de gradul de esterificare al grupelor carboxil şi de substanţele însoţitoare. În funcţie de gradul de esterificare a grupelor carboxilice din moleculele acizilor poligalacturonici, pectinele se împart în: -pectine puternic metoxilate, cu grad de esterificare mai mare de 50%; -pectine slab metoxilate, cu grad de esterificare mai mic de 50%. Gelul se formeazã datoritã apariţiei legãturilor de hidrogen între grupãrile carboxilice şi hidroxilice ale moleculelor învecinate. Formarea acestor legături de hidrogen este redată în figura 2.6. COOH O

O

COOCH3

OH O

OH

OH O OH

OH

O

O COOCH3

O

O C

OH

O

O H

H

H

O O OH O

O COOCH3

O

COOH O OH

OH OH O

OH

O COOH

O

OH

OH

O C O

O OH

O OH

Fig. 2.6. Schema formării legăturilor de hidrogen în pectine

55

Pectinele total esterificate sunt lipsite de capacitatea de gelificare, deoarece aceste pectine nu conţin aşa-numiţi “centri activi” (atomi de H din grupele hidroxil capabili să formeze legături de hidrogen). În practică s-a constatat că nu se pot obţine geluri cu pectine având gradul de esterificare mai mare de 85%. În cazul când grupele carboxil sunt disociate, formarea gelului este împiedicată datorită fenomenului de repulsie electrostatică. Prin adaosul de acid valoarea pH-ului este corectată în limitele 2,8-3,2. În aceste condiţii se reduce gradul de disociere a grupelor carboxilice şi se creeză totodată condiţii favorabile pentru formarea legăturilor de hidrogen. 2.8.1.1. Tehnologia fabricãrii marmeladei Marmelada se obţine din fructe proaspete sau conservate, transformate în marcuri şi fierte cu adaos de zahãr şi facultativ cu adaos de pectinã şi acizi alimentari. Din punct de vedere calitativ marmelada poate fi: -marmeladã extra, preparatã dintr-o singurã specie de fructe; -marmeladã superioarã, preparatã dintr-un amestec de fructe din care minimum 30% sunt din speciile nobile (vişine, zmeurã, caise etc.); -marmeladã din amestec de fructe. Datoritã conţinutului ridicat de pectinã, marcul de mere este un constituent nelipsit al marmeladelor din amestec de fructe, proporţia putând sã ajungã pânã la 70% din totalul fructelor. În cazul folosirii de semifabricate din fructe (marcuri) conservate cu ajutorul bioxidului de sulf, operaţia preliminarã obligatorie în procesul de fabricare a marmeladei este desulfitarea respectiv eliminarea bioxidului de sulf. Desulfitarea se poate realiza termic prin încãlzire sau pe cale chimicã prin oxidarea cu un agent oxidant cum este apa oxigenatã şi transformarea acidului sulfuric rezultat în compuşi insolubili care se separã prin filtrare. SO2 + H2O H2SO3 + H2O2 H2SO4 + CaCO3

H2SO3 H2SO4 + H2O CaSO4 + H2O + CO2

Desulfitarea chimicã se poate aplica sucurilor de fructe, dar deoarece are loc decolorarea sucurilor, se recomandã desulfitarea prin procedeul mixt care constã în fierbere urmatã de oxidarea cu perhidrol a SO2 rezidual. Procesul tehnologic de fabricare a marmeladei cuprinde urmãtoarele etape: -prepararea marcului; -dozarea zahãrului şi a acidului alimentar; -fierberea sub vid pentru evaporarea apei; -dozarea pectinei; 56

-rãcirea la 50-60°C; -umplerea recipientelor. Marmelada se poate ambala în borcane de sticlã, lãdiţe de lemn cãptuşite cu hârtie etc. Conţinutul în substanţe solubile (extractul refractometric) al marmeladelor trebuie sã fie de minim 64%, iar aciditatea trebuie sã fie cuprinsã între 0,5-1,8% exprimatã ca acid malic. Reţeta de bazã pentru obţinerea a 100 kg marmeladă este urmãtoarea: 100 kg marc de fructe cu 10% extract refractometric (care conţine 10 kg substanţe solubile) şi 55 kg zahãr (55 kg substanţe solubile). Dupã evaporarea a 55 kg apã se obtin 100 kg marmeladã cu 65% extract refractometric (65 kg substanţe solubile). 2.8.1.2. Tehnologia fabricării jeleurilor Jeleurile sunt produse gelificate obţinute prin fierberea sucurilor de fructe cu zahãr, cu sau fãrã adaos de pectinã şi acizi alimentari. Pentru fabricarea jeleurilor se folosesc sucuri provenind din fructe cu aromã şi culoare pregnantã de cele mai multe ori preconservate sau concentrate. Sucurile folosite la obţinerea jeleurilor trebuie sã fie limpezi, iar în acest scop se aplicã limpezirea enzimaticã. Procesul tehnologic de fabricare a jeleurilor cuprinde douã etape principale: -fabricarea sucurilor de fructe care constă în parcurgerea operaţiilor: spãlare, divizare, fierbere, presare, separarea sucului, limpezire; -prepararea jeleurilor care cuprinde operaţiile: alcãtuirea şarjelor, fierbere, concentrare, dozare în recipiente, închidere, pasteurizare. Se fabricã jeleuri de cãpşuni, gutui, mure, vişine, coacãze, zmeurã, cãtinã albã. Reţeta de fabricaţie pentru 100 kg jeleu de vişine cu substanţã uscatã de 61 grade refractometrice cuprinde: -60 kg de suc de vişine de 10 grade refractometrice; -54 kg zahãr; -2 kg pectinã. 2.8.2. Produse negelificate 2.8.2.1. Tehnologia fabricării dulceţii Dulceaţa de fructe este un produs obţinut prin fierberea fructelor în sirop de zahăr până la obţinerea unei consistenţe vâscoase. Dulceaţa se poate considera un sirop concentrat în care sunt înglobate fructele. Dulceţurile se prepară numai din fructe proaspete dintr-o singură specie de fructe. Procesul tehnologic de fabricare a dulceţii cuprinde următoarele operaţii:

57

• operaţii specifice de pregătire a fructelor respectiv spălare, sortarecurăţare, divizare pentru fructele seminţoase, întărirea texturii la fructele moi (cu apă de var), opărirea fructelor tari; • prepararea dulceţii; • răcire; • dozarea în recipiente; • închidere; • pasteurizare; • depozitare. Prepararea dulceţii este operaţia cea mai importantă din procesul tehnologic şi se poate realiza prin mai multe procedee: -difuzia fructelor în sirop de zahăr concentrat timp de 2-8 ore. Acest procedeu se aplică atât fructelor cu textură moale pentru a se evita destrămarea, cât şi fructelor cu textură tare (fructe verzi) pentru a se evita zbârcirea. După efectuarea difuziei are loc concentrarea produsului până la 72 grade refractometrice; -fierberea fructelor în apă şi concentrarea prin adaos de zahăr; -fierberea fructelor în sirop de zahăr concentrat de aproximativ 70 grade refractometrice; -concentrarea discontinuă a produsului, care constă în fierberea fructelor cu zahăr sau în sirop de zahăr, cu 2-3 întreruperi de câte 5-10 minute, până la atingerea concentraţiei finale. Fierberea este procesul care influenţează cel mai mult calitatea produsului finit. La fierberea fructelor în sirop de zahăr are loc un proces complex de difuzie şi osmoză. Difuzia este descrisă de relaţia lui Fick: dm dc unde: = DA dt dx 2 dm -viteza de difuzie a zahărului, g/s ; D -coeficient de difuziune, cm dt s 2 A -suprafaţa (aria) de difuziune, cm dc g 1 ) -gradientul de concentraţie, g/cm4 , ( 3 ⋅ dx cm cm Coeficientul de difuziune D este definit de formula lui Einstein:

D=

1

RT 6πγη N ⋅

γ -raza particulei care difuzează;

η -vâscozitatea soluţiei; R -constanta gazelor; T -temperatura absolută; N -numărul lui Avogadro.

58

unde:

Din relaţiile anterioare se pot trage următoarele concluzii practice: - viteza de difuziune creşte cu suprafaţa fructelor supuse procesului de fierbere, fapt ce explică de ce procesul decurge mai rapid în cazul fructelor divizate; - creşterea temperaturii accelerează procesul de difuziune a zahărului, valoarea maximă înregistrându-se în apropierea teperaturii de 100ºC. Dar, la 100ºC, are loc fierberea, iar presiunea de vapori creată în interiorul fructelor se opune procesului de difuziune. Prin menţinerea mai îndelungată a amestecului sirop de zahăr-fructe la temperatura de 100ºC, creşterea substanţei uscate din fructe se va realiza prin evaporarea apei conţinute şi mai puţin prin difuzia zahărului, ceea ce va determina contractarea ţesuturilor (zbârcirea fructelor). Pentru prevenirea acestui neajuns, în practică se recurge la fierbere perioade scurte de timp (circa 10 minute) alternând cu perioade în care se întrerupe încălzirea; - viteza de difuziune variază în sens invers cu mărimea particulei care difuzează. Astfel zaharoza difuzează mai greu decât glucoza sau zahărul invertit. De aceea operaţia de invertire a zaharozei, care se realizează în timpul fierberii dulceţii, este utilă atât pentru prevenirea fenomenului de zaharisire cât şi pentru realizarea unei difuzii acelerate; - creşterea viscozităţii soluţiei, are drept efect scăderea vitezei de difuziune. În tabelul 2.4. sunt prezentate câteva exemple de reţete de fabricare a unor sortimente de dulceaţă cu substanţă uscată solubilă de minim 65 grade refractometrice

59

Tabelul 2.4 Exemple de reţete de fabricare a diferitelor sortimente de dulceaţă Sortimentul

Condiţii speciale pentru materia primă

1

2

Dulceaţă de afine

Afine din soiuri de culoare neagră

Dulceaţã de caise

Caise din soiuri intens colorate şi cu aromă pronunţată

Dulceaţã de caise verzi sau de prune verzi

Fructe verzi cu sâmbure format dar, nelemnificat

Dulceaţã de cãpşuni

Căpşuni mici şi mijlocii (2030mm) intens colorate şi aromate

Curăţire şi sortare

Divizare

Tratamente termice preliminare

3

4

5

Îndepãrtarea frunzuliţelor la spãlare prin imersie

-

-

Îndepãrtarea codiţelor şi a sâmburilor

Jumãtãţi

Îndepãrtarea codiţelor

Înţeparea

Îndepãrtarea pedunculului

-

fructelor

Imersia în apa de var sau în soluţie de clorurã de calciu 1%, timp 20 minute Opãrire la T=95° C, t=10minute

Imersia în apa de var sau în soluţie de clorurã de calciu 1%, timp 30 minute

Metoda de preparare a dulceţii 6 Difuzia fructelor în sirop de zahãr fierbinte (T=65°C) şi cu concentraţia de 70 grade refractometrice, timp de 4 ore, fierbere lentã Fierberea fructelor în sirop de zahãr şi concentrarea cu 2-3 întreruperi timp de 5-10 minute Difuzia fructelor în sirop fierbinte (T=65ºC) şi cu concentratia de 60 grade refractometrice timp de 4 ore, şi fierbere lentã, cu 2-3 întreruperi, timp de 5-10 min

Reţeta de fabricare în kg, pentru 100 kg dulceaţă Acid Fructe Zahăr citric 7 8 9 60

63

55

62

50

66

0,3

0,3 0,4

Obs. Se adaugă 1-2g etilvanilină în produsul concentrat

Difuzia fructelor cu zahãr cristal şi fierberea fructelor în sirop

cu concentraţia de 70 grade refractometrice şi concentrarea lentã, cu 2-3 întreruperi, timp de 5-10 minute

65

64

0,2

1

2

Dulceaţã de piersici

Piersici cu pulpa fermă în stadiul de maturitate în pârgă

Dulceaţã de prune

Prune vinete de mărime mijlocie

Dulceaţã de trandafiri

Dulceaţã de vişine

Trandafiri de culoare roşierubinie

-

3 Îndepărtarea sâmburilor şi decojire chimică cu solutie 5% NaOH şi neutralizare cu soluţie 0,5% HCl

4 Jumătăţi sau sferturi

Îndepãrtarea pedunculului şi Jumãtãţi sâmburilor Îndepãrtarea sepalelor şi receptacolului

-

Îndepãrta-rea codiţelor şi sâmburilor

-

-continuare Tabel 2.4. 7 8

5

6

Imersia fructelor în apa de var sau în clorură de calciu 1%, timp 15 minute

Fierberea fructelor în sirop de zahăr cu 2-3 întreruperi, timp de 5-10 min

Imersia fructelor în Fierberea fructelor în sirop apa de var sau în de zahãr cu 2-3 întreruperi, clorurã de calciu 1%, timp de 5-10 min timp 10 minute Frecarea petalelor cu acid citric -

Fierberea petalelor cu apã şi concentrarea cu adaos de zahãr Fierberea fructelor cu adaos de zahãr şi concentrarea lentã în prima fazã

9

65

63

0,5

65

63

0,4

12

66

0,7

65

63

-

61

2.8.2.2. Tehnologia siropurilor de fructe Siropurile de fructe sunt produse obţinute prin dizolvarea zahărului în sucurile rezultate prin presarea directă a fructelor. Dizolvarea zahărului se poate face la cald sau la rece. Procesul tehnologic de obţinere a siropurilor de fructe se desfăşoară în 2 etape: -obţinerea sucului de fructe; -prepararea siropului. Prepararea siropului cuprinde următoarele faze tehnologice: desulfitarea, în cazul sucurilor conservate cu SO2, dizolvarea zahărului în sucul de fructe, filtrarea siropului la cald, umplerea recipienţilor, depozitarea. Desulfitarea sucurilor conservate cu dioxid de sulf se realizează prin fierbere la presiune atmosferică sau sub vid. Dizolvarea zahărului în sucul de fructe se face prin fierbere în recipiente deschise, fierbere sub vid la 50ºC, şi la sfîrşit la 65-70ºC, sau dizolvarea la rece în percolatoare cu funcţionare continuă în care sucul străbate un strat de zahăr şi se îmbogăţeşte treptat până la saturare (circa 65%). Conservarea siropurilor este asigurată de conţinutul ridicat de zahăr. 2.9. Tehnologia conservelor de legume şi fructe termosterilizate Conservarea prin termosterilizare Termosterilizarea reprezintă procesul de distrugere a microorganismelor din produsele alimentare cu ajutorul căldurii. Prin sterilizare se urmăreşte distrugerea tuturor microorganismelor, atât a formelor vegetative cât şi a sporilor acestora, a toxinelor microbiene şi inactivarea enzimelor tisulare şi microbiene din produsele alimentare. Spre deosebire de termosterilizare, pasteurizarea are drept scop distrugerea microorganismelor, a formelor vegetative, şi în special a celor patogene, inactivarea enzimelor responsabile de modificări biochimice nedorite, în scopul de a asigura stabilitatea biologicã a produsului finit. Dezvoltarea microorganismelor este puternic influenţată de temperatura mediului ambiant. Cu cât aceasta este mai apropiată de temperatura optimă de dezvoltare, cu atât viteza de creştere şi înmulţire devine mai mare, atingînd maximul la temperatura optimă. Dacă temperatura mediului ambiant continuă să crească, se observă o rapidă scădere a vitezei de dezvoltare terminând prin inhibarea totală a creşterii şi moartea celulelor. Distrugerea microorganismelor sub acţiunea căldurii este similară cu o reacţie chimică de ordinul I, a cărei expresie matematică este următoarea:

−

dc = kc dt

unde: c- concentraţia reactantului care se descompune; 62

k- constantă de viteză;

−

dc - viteza de scădere a concentraţiei. dt

Distrugerea microorganismelor în timpul încãlzirii la o temperaturã datã (suficient de ridicatã pentru a exercita un efect letal) se poate asimila cu o reacţie chimicã de ordinul I. Numãrul de microorganisme care supravieţuiesc, notat cu N (numãrul de supravieţuitori), depinde de timpul (durata) încãlzirii la o temperaturã datã T, iar reprezentarea graficã a funcţiei N=f(t) este numitã curba de supravieţuire. În cazul încãlzirii unei suspensii de celule sau de spori cu un numãr cunoscut de germeni viabili, numãrul de supravieţuitori variazã în raport cu durata de încãlzire conform ecuaţiei:

t=

2,303 No lg k Nt

în care: N0-numãrul iniţial de celule (spori), comparabil cu C0; Nt-numãrul de celule (spori) care supravieţuiesc dupã epuizarea timpului de încãlzire t, comparabil cu C; t-timpul de încãlzire. Se noteazã:

2,303 = DT , iar ecuaţia anterioară devine: k No sau t = DT (lg No − lg Nt ) t = DT lg Nt

DT

-este intervalul de timp (durata) în care are loc reducerea decimalã (de zece ori ) a populaţiei microbiene, în minute la temperatura T. Ecuaţia t = DT (lg No − lg Nt ) reprezentatã grafic în coordonate semilogaritmice în figura 2.7. este o dreaptã a cãrei pantã este 1/ DT .

63

105 104 103

10

1

N0 lgN0-lgNt

102

Nt DT

100 Durata încălzirii la temperatură constantă, D

Fig. 2.7. Curba de supravieţuire, în coordonate semilogaritmice Din figura 2.7. se poate observa cã DT este timpul necesar pentru ca pe curba de supravieţuire sã se parcurgã un ciclu logaritmic, deci timpul

necesar ca populaţia microbianã sã scadã cu 90 % pe un ciclu logaritmic. S-a demonstrat cã între temperaturã şi durata de distrugere a microorganismelor existã o relaţie logaritmicã: Tref − T T ref ⋅10 Z

DT = D unde:

DTref -timpul de reducere decimalã a populaţiei microbiene la temperatura de referinţã Tref; DT -timpul de reducere decimalã (de zece ori) a populaţiei microbiene la temperatura T; Z -intervalul de temperaturã (numãr de grade Celsius) necesare pentru a schimba valoarea lui D cu un factor de 10. Z este caracteristic pentru fiecare suşe de microorganisme. Relaţia de mai sus ne aratã cã ridicarea temperaturii de sterilizare în progresie aritmeticã determinã reducerea timpului de sterilizare în progresie geometricã. Drept temperaturi de referinţã sunt considerate de obicei urmãtoarele temperaturi: 60ºC; 100ºC; 121,1ºC. Valorile lui DT la 60ºC; 100ºC şi 121,1ºC sunt tabelate, dar ele se pot determina şi experimental.

64

Ecuaţia curbei de supravieţuire

No = 10t / D , N

unde

Nt = DT lg

No N

se poate exprima şi ca

No este numit factor de inactivare. N

Pornind de la această ecuaţie se pot face următoarele observaţii: -reducerea microorganismelor sub acţiunea cãldurii depinde de numãrul de microorganisme existente iniţial în produs. Deci, pentru a se asigura produse cu o bunã conservabilitate, trebuie sã se reducã la minim numãrul de microorganisme pe care le conţine produsul înainte de sterilizare, printr-o igienã şi tratamente corespunzãtoare; -teoretic nu este posibil sã se atingã sterilizarea absolutã, deoarece curba de supravieţuire este logaritmicã şi tinde asimptotic spre zero. −

t

Nt = No ⋅ 10 DT Compoziţia chimicã a mediului influenţeazã şi ea procesul de distrugere termicã. Pentru majoritatea bacteriilor sporulate, termorezistenţa maximã este la pH 7, iar micşorarea pH-ului provoacã o descreştere a rezistenţei la cãldurã. Acest fenomen se explicã prin modificarea reacţiei intracelulare, favorizarea hidrolizei parţiale a membranei, denaturarea conţinutului protoplasmei, modificarea gradului de disociere a substanţelor în protoplasmã şi modificarea potenţialului de oxido-reducere. S-a constatat că, în cazul sterilizării produselor alimentare, cu cât pH-ul este mai scăzut, cu atât distrugerea microorganismelor este mai eficace. În acest fel se explică faptul că produsele care au aciditate ridicată (caise, vişine, prune, tomate) având pH-ul mai mic de 4,5 pot fi conservate prin tratare termică la temperaturi mai mici de 100ºC. Produsele cu pH-ul mai mare de 4,6 pot fi conservate numai printr-o tratare termică la temperaturi mai mari de 100ºC, temperatura fiind cu atât mai ridicată, cu cât pH-ul este mai mare. Prezenţa unor substanţe cu acţiune antibiotică, existente în produs, în mod natural ca fitoncide sau adăugarea unor substanţe antiseptice, favorizează efectul de sterilizare. 2.9.1. Tehnologia conservelor sterilizate de legume Prin sterilizare se pot conserva toate tipurile de legume prelucrate sub diferite forme. Sortimentele de conserve de legume sunt cuprinse în următoarele grupe: -conserve de legume în apă şi bulion; -conserve de legume în ulei; -conserve de legume în oţet. Procedeul tehnologic cuprinde următoarele faze:

65

• spălare-sortare-curăţare-divizare-tratamente termice preliminare (opărire, răcire, prăjire); • prepararea lichidului de acoperire (saramură, bulion, sos tomat, soluţie de oţet sau apă); • spălarea recipientelor-umplere-preîncălzire-marcare-închidere-sterilizarecondiţionarea recipientelor pline-depozitare. Prepararea saramurii se face cu ajutorul percolatoarelor. Acestea sunt rezervoare metalice în care se introduce sare în strat cu grosimea de 1m peste care curge apa. Sub stratul de sare se gãseşte un filtru de pânzã pentru separarea impuritãţilor. Dupã ce apa strãbate stratul de sare se obţine o soluţie saturatã de sare ce conţine 318 g de NaCl la litru. Saramura concentratã se trece în alt bazin, prevãzut cu sistem de încãlzire (serpentinã cu abur), unde se dilueazã pânã la concentraţia doritã (1,5-2%) şi se încãlzeşte la 85...90°C. Spălarea recipientelor are drept scop îndepărtarea impurităţilor şi a microorganismelor de pe recipiente. Spălarea se execută înainte de umplerea recipientelor pentru a le feri de o nouă impurificare. Umplerea recipientelor trebuie realizată ţinând seama de necesitatea menţinerii unui anumit raport între partea solidă şi lichidul de acoperire. Umplerea recipientelor cu legume şi lichid de umplere se face lãsând un spaţiu de 5-15% din volumul recipientului în funcţie de temperatura de umplere şi de felul conservelor. Preîncãlzirea (exhaustarea) recipientelor pline are drept scop îndepãrtarea aerului din ţesuturi precum şi ridicarea temperaturii iniţiale a conţinutului recipientelor. Exhaustarea se realizeazã cu abur sau cu apã caldã. Recipientele preîncãlzite trebuie închise imediat, pentru a evita contractarea fazei lichide şi deci înglobarea de aer. Exhaustarea se realizeazã în aparate continue speciale, temperatura produsului variind între 80-95°C timp de 2-10 minute. Închiderea ermeticã a recipientelor se poate realiza la presiunea atmosfericã sau sub vid (250-300 mmHg) realizat în recipient. Marcarea capacelor are drept scop identificarea conservelor dupã data fabricaţiei. Sterilizarea conservelor se poate executa în bãi de apã la 100°C pentru anumite tipuri de conserve sau în autoclave de sterilizare care realizeazã temperaturi mai mari de 100°C cu ajutorul aburului. Regimul de sterilizare, (respectiv temperatura şi durata de sterilizare) depinde de pH-ul tipului de conserve şi de tipul ambalajului. Rãcirea conservelor se poate realiza în aer, prin duşuri cu apã sau prin imersie în apã, şi are drept scop împiedicarea degradãrii produselor conservate. Etichetarea şi ambalarea se realizeazã dupã uscarea cu aer cald a recipientelor sterilizate. Etichetele cuprind denumirea produsului, a producãtorului, data fabricaţiei etc.

66

2.9.2. Tehnologia conservelor sterilizate de fructe Compoturile sunt conserve din fructe întregi sau divizate, acoperite de sirop de zahãr, ambalate ermetic şi conservate prin sterilizare. Zahãrul nu are rol conservant, ci numai îndulcitor. De regulã, compoturile se fabricã dintr-o singurã specie şi poartã denumirea fructului din care provin. În cazul folosirii mai multor fructe, compotul este denumit "asortat". Procesul tehnologic de fabricare a compoturilor cuprinde următoarele operaţiile: - sortarea fructelor - spãlarea; - curãţirea; - divizarea; - opãrirea fructelor; prepararea siropului de zahãr (90-100ºC); - umplerea recipientelor, preîncãlzirea recipientelor pline, dar neînchise (exhaustarea) pentru eliminarea aerului; - închiderea ermeticã; - sterilizarea recipientelor (la 100ºC); - rãcirea recipientelor.

3. TEHNOLOGIA ZAHÃRULUI ŞI A PRODUSELOR ZAHAROASE 3.1. Tehnologia zahãrului Zahãrul este unul din alimentele cele mai rãspândite şi este în acelaşi timp materie primã pentru industria alimentarã, chimicã, farmaceuticã, fermentativã. Zahãrul rafinat este singurul produs chimic pur consumat în cantitãţi mari ca aliment. În organismul uman zahãrul este asimilat complet, iar energia produsã este eliberatã rapid. Prin ardere zahãrul produce aproximativ 4000 kcal/kg. Consumul de zahãr este recomandat celor care fac eforturi mari într-un interval de timp scurt (sportivii). Dar, consumul excesiv de zahãr determinã numeroase neajunsuri pentru organismul uman, ca de exemplu: caria dentarã, obezitatea, decalcifierea sistemului osos, diabetul zaharat, maladii cardiovasculare, maladii psihice etc. 3.1.1. Proprietãţile fizico-chimice ale zaharozei Zahãrul este o substanţã aproape purã care conţine 99,6-99,8% zaharozã, 0,2-0,3% substanţe minerale şi 0,1-0,15% umiditate. Zaharoza este o dizaharidã formatã din glucozã şi fructozã. Are formula molecularã C12H22O11. Sub influenţa acizilor, zaharoza reacţioneazã cu apa (hidrolizează) formând glucozã şi fructozã. Zaharoza este o substanţã optic activã dextrogirã 67

datorită atomilor de carbon asimetrici conţinuţi. Rotaţia specificã, la 20ºC pentru 20

[α ]D = 66,5 zaharoză este: Rotaţia specificã a planului luminii polarizate este determinatã cu urmãtoarele relaţii: -pentru lichide pure:

[α ]20D = α

-pentru soluţii:

[α ]20D

unde,

l ⋅d 100α = l ⋅c

[α ]20D -reprezintã rotaţia specificã a substanţei; indicii din afara parantezei se referã la temperatura de lucru (de obicei 20ºC) şi la lungimea de undã λ a radiaţiei luminoase folosite (de obicei linia D a sodiului având λ=5893Å); α- reprezintã unghiul citit la polarimetru; l - este lungimea stratului de lichid în decimetri; d - densitatea substanţei; c - concentraţia substanţei exprimatã în numãrul de grame de substanţã în 100 cm3 soluţie . În urma hidrolizei zaharozei, sensul de rotaţie al luminii polarizate se schimbã, amestecul echimolecular de glucozã şi fructozã fiind levogir, deoarece fructoza este puternic levogirã. Mai departe sunt prezentate unele propietãţi fizice ale cristalelor de zaharozã importante pentru procesul de fabricare a acesteia. Temperatura de topire a zaharozei pure este 185-186°C. Prin încãlzirea atentã a zaharozei pure la punctul de topire se obţine o masã vâscoasã. La ridicarea temperaturii sau la prelungirea încãlzirii, zaharoza se descompune. Rãcirea treptatã a zaharozei topite, duce la transformarea ei într-o masã sticloasã, în care se produce imediat solidificarea obţinându-se starea amorfã. Solubilitatea zaharozei în apã este foarte mare şi creşte cu temperatura. Solubilitatea zaharozei în apã în funcţie de temperaturã este redatã în tabelul 3.1. Cãldura de dizolvare La dizolvarea zaharozei cristalizate în apã se consumã cãldurã. Cãldura de dizolvare a zaharozei, calculatã la diluţie infinitã la 25ºC este -1,455 kcal/mol. Cãldura de dizolvare a ultimei pãrţi de zaharozã pentru a produce soluţia saturatã este -2,5 kcal/mol la 30ºC şi de -7,8 kcal/mol la 57ºC. Cãldura specificã a zaharozei cristalizate variazã cu temperatura în conformitate cu relaţia: C= 0,2387 + 0,00173t t - temperatura, în ºC C-cãldura specificã, în cal/gram.

68

Tabelul 3.1. Solubilitatea zaharozei în apă la temperaturi de 0···100°C Temperatura, Solubilitatea, Temperatura, Solubilitatea, (°C) (gzaharozã în 100g (°C) (gzaharozã în 100g apã) apã) 0 179 60 287 10

190

70

320

20

204

80

362

30

219

90

415

40

238

100

487

50

260

Puterea de îndulcire a zaharurilor s-a stabilit organoleptic prin metoda statisticã, considerându-se convenţional puterea de îndulcire a zaharozei 100. Senzaţia de dulce, scade la creşterea temperaturii. Puterea de îndulcire a unor zaharuri în comparaţie cu zaharoza este prezentă în tabelul 3.2. Tabelul 3.2. Puterea de îndulcire a unor zaharuri în raport cu zaharoza Denumirea zahãrului Puterea de îndulcire în raport cu zaharoza la 18-21°C la 40°C Zaharoza 100 100 D-Fructoza 128,5 100 D-Glucoza 57,3 55,9 Maltoza 33,6 33,3 3.1.2. Materia primã pentru fabricarea zahãrului Plantele folosite pentru obţinerea zahãrului sunt trestia de zahãr şi sfecla de zahãr. Sfecla de zahãr face parte din specia Beta vulgaris, familia Chenopodiaceae. Soiurile cultivate de Beta vulgaris sunt urmãtoarele: -sfecla cultivatã pentru folosirea frunzelor şi a peţiolurilor; -sfecla comestibilã, a cãrei rãdãcinã este coloratã şi are un conţinut de zahãr 6-12%; -sfecla furajerã cu rãdãcina mare şi conţinut de zahãr de 3-10%; -sfecla de zahãr. Iniţial sfecla de zahãr conţinea 8-10% zahãr, dar în urma ameliorãrilor succesive, s-a ajuns la o concentraţie de zahãr de 14-20%. 69

Sfecla de zahãr este o plantã bienalã. În primul an de vegetaţie, din seminţe se dezvoltã planta alcãtuitã din rãdãcinã şi frunze. În al doilea an de vegetaţie se planteazã rãdãcina, iar din ea cresc frunze, se formeazã tulpina, florile şi fructele. Pentru fabricarea zahãrului se foloseşte rãdãcina din primul an de vegetaţie. Pãrţile principale ale rãdãcinii sfeclei de zahãr sunt urmãtoarele:
capul sfeclei cu frunze şi muguri, care se îndepãrteazã la recoltare deoarece are un conţinut scãzut de zahãr;
gâtul sfeclei numit şi colet;
corpul sfeclei (rãdãcina propriu-zisã) cu perişori şi rãdãcinile laterale. Din punct de vedere morfologic, rãdãcina sfeclei are la exterior epiderma formatã din mai multe straturi de celule cu pereţi îngroşaţi care sunt impermeabile pentru apã. Spre interior este situat un ţesut fibros, care împreunã cu fasciculul de vase libero-lemnoase dau rezistenţa rãdãcinii şi ţesutul de parenchim (ţesut care are rol de depozitare sau de susţinere) în celulele cãruia se gãseşte sucul ce conţine zaharoza. Principalele caracteristici ale sfeclei de zahãr, care determinã calitatea tehnologicã a acesteia sunt: compoziţia chimicã (conţinutul de zahãr, cantitatea şi calitatea nezahãrului din sucul celular), conţinutul de impuritãţi, gradul de alterare (determinat de bolile care survin în timpul dezvoltãrii plantei şi de gradul de rãnire la recoltare, manipulare şi transport), modulul de elasticitate, rezistenţa la tãiere, coeficientul de difuzie etc. Compoziţia chimicã medie a sfeclei de zahãr este reprezentatã în figura 3.1.

70

Sfeclă 100% Apă 75%

Substanţă uscată 25% Zahăr 17,5%

Nectar 7,5% Pulpă 5%

Substanţe nezaharoase în suc 2,5% Substanţe organice 2%

Substanţe organice cu azot 1,1% Compuşi solubili cu azot:

Substanţe proteice:

-amide -amine -amino-acizi -betaina -colină -lecitina

-albumine -alte proteine -proteide

Substanţe anorganice 0,5%:

Substanţe organice fără azot 0,9%:

K Na Ca Mg Fe Mn Ni Zn

-zahăr invertit -rafinoză -pectine -acizi organici -subst. colorante -grăsimi -saponine -răşini -substanţe odorante -vitamine -enzime

Fig.3.1. Compoziţia chimică a sfeclei de zahăr. 3.1.3. Procesul tehnologic de fabricare a zahãrului Principalele faze ale procesului tehnologic de fabricare a zahãrului din sfeclã sunt: -pregãtirea sfeclei în vederea extragerii zahãrului; -extragerea prin difuzie a zahãrului din tãieţeii de sfeclã; 71

-purificarea zemii de difuzie; -concentrarea zemii subţiri prin evaporare; -fierberea şi cristalizarea zahãrului. Alte operaţii care contribuie la desfãşurarea procesului tehnologic sunt: -obţinerea varului şi a CO2 necesare pentru purificarea zemii de difuzie; -condiţionarea şi depozitarea zahãrului; -producerea energiei termice. Procesul tehnologic este prezentat schematic în figura 3.2. 3.1.3.1. Pregãtirea sfeclei pentru extragerea zahãrului Aceastã fazã a procesului tehnologic de fabricare a zahãrului cuprinde urmãtoarele operaţii: descãrcarea sfeclei din mijloacele de transport, transportul sfeclei în hala de fabricaţie, depozitarea de scurtã duratã, spãlarea sfeclei, dezinfectarea sfeclei spãlate, tãierea sfeclei şi obţinerea tãieţeilor de sfeclã. Descãrcarea sfeclei din mijloacele de transport Sfecla de zahãr transportatã la fabricã este recepţionatã cantitativ şi calitativ şi apoi este descãrcatã mecanic sau hidraulic. Descãrcarea mecanicã a sfeclei de zahãr se numeşte şi "descărcare uscatã" deoarece se realizeazã fãrã a utiliza forţa unui curent de apã. Sfecla de zahãr care este destinatã depozitãrii trebuie descãrcatã numai prin mijloace mecanice. Descãrcarea mecanicã se realizeazã prin bascularea cuvei mijlocului de transport, folosind sistemul propriu de basculare al acestuia, sau cu ajutorul unor platforme basculante pe care sunt aşezate camioanele care nu sunt prevãzute cu sistem propriu de basculare. Pentru descãrcarea vagoanelor sunt folosite instalaţii cu macara mobilã sau fixã prevãzutã cu cupe de descãrcare. Descãrcarea hidraulicã sau umedã a sfeclei de zahãr se face cu ajutorul unui jet de apã cu o presiune de 4 atmosfere. Sub acţiunea jetului de apã sfecla este dirijatã în canalele hidraulice destinate transportului sfeclei la hala de fabricaţie.

72

Sfeclă de zahăr

Apă

Lapte de var Bioxid de carbon

Bioxid de sulf

Depozitare Transport hidraulic Spălare Tăiere Difuziune Apă de golire

Zeamă de difuzie

Borhot

Purificare Evaporare Zeamă groasă Fierbere şi cristalizare Masă groasă, produs I Centrifugare Spălare Zahăr tos

Sirop verde

Sirop alb

Fierbere şi cristalizare Masă groasă, produs II Centrifugare Zahăr brut

Melasă

Fig.3.2. Schema generalã a procesului tehnologic de fabricare a zahãrului.

73

Depozitarea de scurtã duratã a sfeclei de zahãr este necesarã pentru a se asigura alimentarea ritmicã şi la capacitate a fabricii, timp de 2-3 zile. Sfecla se depoziteazã în silozurile fabricii. Acestea sunt construcţii de beton de mare capacitate, sub formã celularã, cu pereţii laterali fãrã acoperiş şi cu pardoseala sub formã de plan înclinat pentru a se asigura alunecarea sfeclei de la margini spre centrul celulei. Prin centru, celula este strãbãtutã de un şanţ acoperit cu grãtare metalice, numit "canal hidraulic", prin care circulã apã şi care se continuã cu canalul hidraulic general al fabricii prin care se transportã hidraulic sfecla pânã la peretele exterior al halei de fabricaţie. Pentru ca sfecla sã poatã pãtrunde în interiorul canalului hidraulic, grãtarele metalice se îndepãrteazã pe mãsurã ce se avanseazã în masa grãmezii de sfeclã depozitatã. Transportul sfeclei Sfecla descãrcatã pe cale umedã şi sfecla din silozurile fabricii se transportã pânã la hala de fabricaţie cu ajutorul unui curent de apã care circulã prin canalul hidraulic. Sfecla poate fi transportatã cu apã deoarece are masa specificã 1,05-1,08 kg/dm3 apropiatã de cea a apei care conţine suspensii fine. Apa utilizatã pentru transportul hidraulic al sfeclei are un circuit închis şi este purificatã prin separarea prin decantare a impuritãţilor grosiere antrenate. În decantoare, apa este alcalinizatã şi clorinatã. Cantitatea de apã necesarã pentru transportul hidraulic al sfeclei este de 6,5-10 ori mai mare decât cantitatea de sfeclã. Temperatura apei nu trebuie sã depãşeascã 20ºC pentru a se evita pierderile de zahãr din sfeclă în apa de transport. La 20ºC, pierderile de zahãr în timpul transportului sunt 0,01-0,02%. Ridicarea sfeclei la maşina de spãlat Canalul de transport hidraulic al sfeclei de zahãr este construit cu o anumitã pantã necesarã pentru a asigura curgerea liberã a amestecului de apã şi sfeclã. Adâncimea canalului hidraulic creşte în funcţie de lungimea sa şi de numãrul coturilor existente în întregul traseu de transport hidraulic al sfeclei. Se creeazã astfel o mare diferenţã între nivelul sfeclei din canalul hidraulic, care este în exteriorul halei de fabricaţie, şi maşina de spãlat sfeclã. Aceasta este primul utilaj principal din hala de fabricaţie şi se monteazã de obicei la cota +7m. Ridicarea sfeclei din canalul hidraulic pânã la nivelul la care se face alimentarea maşinii de spãlat se face cu roata elevatoare sau cu pompa de sfeclã. Spãlarea sfeclei este necesarã pentru îndepãrtarea impuritãţilor aderente la corpul sfeclei (pãmânt, nisip, argilã) şi a celor transportate de apã o datã cu sfecla. Spãlarea se face în instalaţii de spãlare a sfeclei de zahãr dotate cu mai multe compartimente. Sfecla spãlatã este clãtitã cu apã clorinatã. Clorinarea sfeclei are drept scop dezinfectarea epidermei rãdãcinii pentru a se distruge microorganismele de pe suprafaţa sfeclei care pot genera fermentaţii nedorite pe parcursul prelucrării.

74

Tãierea sfeclei pentru obţinerea tãieţeilor de sfeclã Tãierea sfeclei este operaţia de mãrunţire a sfeclei care este transformatã în tãieţei subţiri. Scopul acestei operaţii este de a mãri suprafaţa de contact a sfeclei cu apa de extracţie astfel încât difuzia zahãrului din sucul celular al sfeclei în apã sã aibã loc cât mai rapid şi mai complet. Tãierea sfeclei se realizeazã în maşini speciale de tãiat dotate cu cuţite adecvate. S-a constatat cã forma de tãiere cea mai indicatã este aceea de jgheab cu secţiunea în "V". Aceastã formã a tãieţeilor asigurã spãlarea pe toate feţele, în comparaţie cu cei plaţi care se lipesc, nelãsând spaţii pentru circulaţia zemii de difuzie. 3.1.3.2. Extracţia zahãrului din sfeclã prin difuzie Zahãrul din sfecla transformatã în tãieţei este extras prin difuzia acestuia în apa caldã acidulatã la pH de 5,8-6,2. Difuzia este un fenomen fizic prin care moleculele substanţelor dizolvate trec în acea parte a soluţiei în care concentraţia lor este mai scãzutã, pânã când, în întreaga soluţie repartizarea lor devine uniformã. În sfecla de zahãr, zaharoza se aflã dizolvată în sucul celular din vacuola aflatã în centrul celulelor din ţesutul rãdãcinii. Trecerea moleculelor de zahãr prin membrana celulelor în mediul înconjurãtor este, în mod normal, împiedicatã de masa de citoplasmã mãrginitã de o peliculã exoplasmaticã semipermeabilã ce înconjoarã vacuola. Citoplasma este numai parţial permeabilã. Ea permite doar apei sã o traverseze, iar pentru celelalte substanţe nu este permeabilã. De aceea zaharoza şi celelalte substanţe dizolvate nu o pot traversa decât dupã pierderea calitãţii de semipermeabilitate. La o temperaturã mai mare de 70ºC, pelicula exoplasmaticã este distrusã, citoplasma este coagulatã şi distrusã, sucul celular din vacuolă ia locul citoplasmei şi, deoarece ajunge în contact cu membrana permeabilã a celulei, trece în mediul înconjurãtor printr-un proces de difuzie. Denaturarea citoplasmei celulei este numitã plasmolizã. În figura 3.3. este prezentatã structura celularã a ţesutului sfeclei înainte şi dupã plasmoliza citoplasmei. Temperatura la care are loc extragerea zaharozei din tãieţei, este un parametru important al procesului. Pentru a se obţine un grad de plasmolizã corespunzãtor, temperatura tãieţeilor trebuie ridicatã la minimum 60ºC, dar nu trebuie sã depãşeascã 80ºC, întrucât peste aceastã temperaturã apar modificãri în pereţii celulari. Pentru sfecla de zahãr proaspãtã, ajunsã la maturitate tehnologicã, temperatura de 80ºC este optimã pentru realizarea plasmolizei. Dupã realizarea plasmolizei urmeazã difuzia propriu-zisã care dureazã 60-70 min.

75

2

2

3

1

3

1

5

4 4

a)

5

1-perete celular 2-membrană celulară 3-citoplasmă 4- vacuolă 5-spaţii intercelulare

b)

Fig. 3.3. Celula de sfeclã înainte de denaturarea citoplasmei a) şi dupã denaturarea membranei exoplasmatice şi a citoplasmei b). Extracţia zaharozei se realizeazã în douã etape: -în etapa I are loc migrarea zaharozei din ţesutul sfeclei la interfaţa solidlichid; -în etapa II-a are loc trecerea zaharozei de pe interfaţa solid-lichid în faza lichidã (în apa de extracţie). Viteza etapei a doua este determinatã de gradientul de concentraţie şi de natura curgerii lichidului de extraţie. În ambele etape extracţia zahãrului are loc, în principal, prin procese de difuzie datorate gradientului de concentraţie a zaharozei (la interfaţa solid-lichid, respectiv în interiorul tãieţeilor de sfeclã). Din punct de vedere matematic, procesul de difuzie este descris de legea I a lui Fick, a cãrei ecuaţie este:

dqc dc = DA dt dx dqc -este viteza de difuzie a zahãrului din tãieţeii de sfeclã în apa de dt

extracţie; qc -cantitatea de zahãr difuzatã în unitatea de timp; D -coeficientul de difuzie a zahãrului din ţesutul tãieţeilor de sfeclã în apa de extracţie; A -suprafaţa de contact solid-lichid, respectiv suprafaţa de contact dintre tãieţeii de sfeclã şi apã de extracţie; dx -grosimea stratului de difuzie. Prin integrarea ecuaţiei se obţine: 76

qc = DA

(Ck − Cx )

δ

⋅t

Ck -concentraţia de zahãr din tãieţeii de sfeclã, în %; Cx -concentraţia de zahãr din lichidul care înconjoarã tãieţeii de sfeclã în timpul procesului de extracţie a zahãrului; δ -lungimea medie a drumului parcurs de moleculele care difuzeazã. Coeficientul de difuzie se calculeazã cu relaţia lui Einstein:

D=

K 0 ⋅T

η

în care:

K0-coeficient care depinde de natura dizolvantului; T -temperatura absolutã la care se realizeazã extracţia, în K; η -viscozitatea dinamicã a solventului, în cP. Lungimea medie a drumului parcurs se determină cu relaţia:

1 4

δ = ⋅a a -grosimea medie a tăieţeilor; Din procesul de difuzie rezultã zeama de difuzie şi tãieţeii de sfeclã epuizaţi numiţi borhot. Factorii care influenţeazã desfãşurarea procesului de extracţie a zahãrului din sfeclã sunt prezentaţi şi analizaţi în continuare. Calitatea tehnologică a sfeclei prelucrate Prelucrarea unei sfecle necorespunzãtoare din punct de vedere calitativ, respectiv sfeclã care nu a ajuns la maturitatea tehnologicã, sfeclã îngheţatã, veştejitã, spãlatã necorespunzãtor, lignificatã etc. duce la obţinerea unei zemi cu puritate redusã datoritã unei mari cantitãţi de nezahãr din sfeclã. Sutirajul Cantitatea de zeamã de difuzie care se extrage din instalaţie (sutirajul) variazã între 105-130% din masa sfeclei. Cu cât sutirajul este mai mare, cu atât este mai redusã cantitatea de zahãr din borhot. Dar, dacã se depãşeşte 130%, creşte cantitatea de nezahãr extras şi se înrãutãţeşte calitatea zemii de difuzie. Temperatura de difuzie Temperatura influenţeazã plasmoliza ţesutului celular, viteza de difuzie şi activitatea microorganismelor. Pentru a se realiza plasmoliza în condiţii optime este necesarã încãlzirea zemii la 80ºC. Referitor la viteza de difuzie, se ştie cã aceasta creşte cu temperatura, deci ar trebui sã se lucreze la temperaturi cât se poate de ridicate. Dar, creşterea temperaturii este limitatã de solubilizarea substanţelor pectice constituiente ale pereţilor celulari. Temperaturile prea înalte (peste 80ºC) duc la modificarea structurii tãieţeilor determinând înfundarea canalelor capilare, iar acest fenomen

77

are ca efect creşterea pierderilor la difuzie şi încetinirea procesului de extragere a zahãrului. Din punct de vedere microbiologic, temperatura în instalaţia de difuzie trebuie menţinutã peste 70ºC, deoarece în aceste condiţii sunt inactivate microorganismele care provoacã pierderi de zahãr. Timpul de difuzie Prin creşterea timpului de difuzie, egalizarea concentraţiei zahãrului între tãieţei şi zeamã se face mai complet. Dar, odatã cu creşterea timpului de difuzie, scade diferenţa dintre concentraţia de zahãr din tãieţei şi din zeama de difuzie şi deci scade şi viteza de difuzie a zahãrului. La vitezã micã de difuzie, ar trebui sã se prelungeascã foarte mult timpul de difuzie. Dar, acesta nu poate fi prelungit peste anumite limite deoarece are loc trecerea în zeama de difuzie a unei cantitãţi tot mai mari de pectine şi saponine. Datoritã solubilizãrii protopectinei are loc şi înmuierea tãieţeilor, ceea ce produce anomalii în funcţionarea aparatelor de difuzie (are loc înfundarea sitelor). Timpul optim de difuzie este de 1 orã. Valoarea pH-ului Experimental, s-a stabilit cã la pH 5, cantitatea de substanţe pectice solubilizate este minimã. Dar, la pH 5 are loc corodarea difuzorului (aparatul în care are loc extracţia zahãrului prin difuzie) şi de aceea se lucreazã la pH 6. Calitatea apei de difuzie În fabricile de zahãr, se urmãreşte minimizarea consumurilor de cãldurã şi de apã proaspãtã. La difuzie se foloseşte condensatul de la separatoarele de condens şi apa care provine de la presarea borhotului. Apa de condens are pH-ul 7,5-9 şi, pentru a fi utilizatã la difuzie, trebuie corectat pH-ul prin introducerea de SO2. Apa de la presarea borhotului este o soluţie diluatã de zahãr şi conţine 0,4% pulpã. Aceastã apã constituie un mediu favorabil pentru infecţiile microbiene şi de aceea, înainte de a fi introdusã la difuzie trebuie tratatã termic şi sulfitatã. Condiţiile hidrodinamice în care se desfãşoarã difuzia Pentru intensificarea transferului de substanţã, la interfaţa solid-lichid este necesarã reînnoirea permanentã a peliculei de lichid în contact cu tãieţeii printro agitare continuã a amestecului zeamã de difuzie-tãieţei în regim turbulent. Instalaţiile în care are loc difuzia Instalaţiile în care are loc procesul de difuzie sunt de două tipuri: -baterii de difuzie cu funcţionare discontinuã; -instalaţii de difuzie cu funcţionare continuã. În urma operaţiei de difuzie se obţine zeama de difuzie, borhotul şi apele de golire. Puritatea zemii de difuzie depinde de calitatea sfeclei şi de modul în care a fost condusã difuzia şi variazã între 84 şi 90%.

78

Sutirajul (cantitatea de zeamã care se extrage din instalaţia de difuzie, exprimatã în kilograme şi raportatã la 100 kg de sfeclã prelucratã) are valoarea de 105-125%. Borhotul este format din tãieţeii din care s-a extras zahãrul şi este egal, în medie, cu 90% din masa sfeclei. Apele de golire sunt un produs care rezultã numai din bateriile de difuzie şi reprezintã în medie 120% din masa sfeclei. Ecuaţia bilanţului de materiale pentru o baterie de difuzie este: T+A=S+B+A1 T -cantitatea de sfeclã A -cantitatea de apã S -sutirajul B -cantitatea de borhot A1 -masa apei de golire Exemple: a) -în cazul bateriilor de difuzie ecuaţia bilanţului de materiale pentru 100 kg tăieţei şi un sutiraj de 110% este: 100 kg +A=110+90+120; rezultă A=220 kg (A-cantitatea de apă introdusă în bateria de difuzie); b) -la instalaţiile continue de difuzie ecuaţia bilanţului de materiale pentru 100 kg tãieţei şi un sutiraj de 130% este: T+A=S+B A=130+90-100=120kg 3.1.3.3. Purificarea zemii de difuzie Zeama de difuzie este o soluţie apoasã, coloratã în brun-deschis sau brunînchis, având un conţinut de 16-18% substanţã uscatã, din care 1,5-2,5% îl constituie nezahãrul. Zeama de difuzie are o puritate de 83-91%. Prin operaţia de purificare se urmãreşte îndepãrtarea prin metode fizicochimice a nezahãrului din zeama de difuzie care îngreuneazã concentrarea şi cristalizarea zaharozei. Nezahãrul este format din substanţe coloidale, saponine şi substanţe colorate. Substanţele cu caracter coloidal formeazã prin concentrare, soluţii vâscoase care împiedicã cristalizarea, saponinele produc spumã abundentã, iar substanţele colorate din zeamã duc la impurificarea cristalelor de zaharozã. Suspensiile fine din zeamã îngreuneazã filtrarea acesteia. Zeama de difuzie este acidã. Dacă substanţele cu caracter acid nu sunt eliminate în decursul operaţiei de concentrare, o parte din zahãr este invertit, ceea ce duce la pierderi de zahãr. Pentru a preveni neajunsurile date de nezahãrul prezent în zeama de difuzie, aceasta trebuie purificatã. 79

Procedeul de purificare cel mai des folosit este procedeul calco-carbonic în care sunt folosite oxidul de calciu şi bioxidul de carbon. Aceste substanţe se obţin prin arderea pietrei de var în cuptoare. Aceste cuptoare intrã în dotarea fabricilor de zahãr. Procedeul calco-carbonic constã în tratarea zemii de difuzie cu hidroxid de calciu, care are rolul de a realiza coagularea substanţelor coloidale şi descompunerea substanţelor nezaharoase. Apoi, zeama se trateazã cu bioxid de carbon, pentru precipitarea unor componenţi ai nezahãrului şi pentru îndepãrtarea laptelui de var sub formã de carbonaţi. Precipitatul format are de asemenea rol de adsorbant pentru substanţele coloidale şi colorate din zeamã. Un alt procedeu de purificare se bazează pe schimbul ionic. Prin metoda purificãrii cu schimbãtori de ioni se obţin zemuri cu puritate de 95-98%. Dar, din considerente economice, purificarea prin schimb ionic se executã dupã purificarea calco-carbonicã pentru asigurarea unei înalte purificãri a zemii de difuzie. Operaţiile procesului de purificare sunt: predefecare, defecare, carbonatare (saturare cu CO2), decantare, filtrare a zemii pentru îndepãrtarea precipitatului şi sulfitare. Schema tehnologicã a procesului de purificare calco-carbonicã a zemii de difuzie este redatã în figura 3.4. Predefecarea are drept scop îndepãrtarea coloizilor din zeama de difuzie. Se obţine o cantitate de precipitat de 0,5-1% din cantitatea de zeamã. Predefecarea se realizeazã în aparate simple, cu agitator sau cu circulaţie turbionarã pentru a se realiza amestecarea zemii cu hidroxidul de calciu. Zeama staţionează în predefecator circa 5 minute (pauzã de reacţie) dupã care zeama este încãlzitã cu ajutorul schimbãtoarelor de cãldurã la 80-85°C. Încãlzirea zemii predefecate are drept scop stabilizarea coloizilor precipitaţi. Defecarea are drept obiectiv eliminarea compuşilor din zeama de difuzie care reacţioneazã cu ionii Ca2+ şi OH . Al doilea obiectiv al operaţiei de defecare este de a crea condiţiile pentru ca la saturaţie sã se formeze precipitatul de carbonat de calciu, cu proprietãţi adsorbante. Prin defecare are loc şi distrugerea microorganismelor sub acţiunea varului şi a temperaturii ridicate. Aparatele în care are loc defecarea sunt recipienţi cilindrici în care sunt montate agitatoare, pentru a se realiza o amestecare bunã a zemii de difuzie cu laptele de var. Carbonatarea I-a are drept scop formarea de precipitat cu excesul de lapte de var şi bioxidul de carbon. Aparatele în care are loc carbonatarea pot fi continue sau discontinue şi constau în recipiente cilindrice în care se distribuie bioxidul de carbon în zeama de difuzie. Separarea precipitatului de carbonat de calciu se face prin decantare, în decantoare continue şi prin filtrare.

80

Zeamã de difuzie CaO Predefecare Încãlzire CaO Defecare CO2 Carbonatare I Încãlzire Decantare Zeamã îngroşatã (nãmol) Filtrare sub vid Zeamã

Nãmol spãlat evacuare Filtrare de control

Zeamã limpede

Nãmol nespãlat Încãlzire CO2

Carbonatare II Filtrare Nãmol nespãlat

Zeamã filtratã Decalcifiere Sulfitare Filtrare

Zeamã subţire

Fig. 3.4.. Schema tehnologicã de purificare a zemii de difuzie.

81

Carbonatarea II-a are rolul de a precipita excesul de Ca(OH)2 cu bioxid de carbon şi de a scădea la minimum posibil cantitatea de săruri de calciu conţinute în zeama subţire. Filtrarea efectuată după carbonatarea II-a urmăreşte îndepărtarea precipitatului de carbonat de calciu din zeamă. Decalcifierea are ca scop eliminarea din zeamă a bicarbonaţilor de calciu solubili care la temperaturi ridicate se descompun conform relaţiei: Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O Sulfitarea este operaţia de tratare a zemii cu SO2 gazos. În general se utilizeazã SO2 din butelii în care acesta se gãseşte în stare lichidã. Scopul sulfitãrii este de a decolora zeama prin reducerea substanţelor colorante la derivaţii incolori şi de a micşora alcalinitatea zemii. 3.1.3.4. Concentrarea zemii subţiri prin evaporare Zeama subţire rezultatã în urma purificãrii, are concentraţia de 12-16% substanţã uscatã şi este concentratã prin procesul de evaporare pânã la 60-65% substanţã uscatã. Zeama concentratã este numitã zeamã groasã sau sirop concentrat. Evaporarea apei se poate realiza în instalaţii de evaporare cu efect multiplu sau în concentratoare cu vacuum. 3.1.3.5. Fierberea şi cristalizarea zahãrului Fierberea şi cristalizarea se realizeazã în aparate cu vacuum, unde are loc evaporarea apei şi se obţine masa groasã care este o suspensie de cristale de zahãr în sirop de zahãr. Formarea cristalelor se poate realiza prin rãcire bruscã (şoc termic), agitare mecanică (şoc mecanic) sau prin însãmânţare de cristale (zahãr pudrã sau suspensie de zahãr pudrã în alcool etilic). Separarea cristalelor de zahăr de siropul intercristalin se face prin centrifugare. Centrifugele sunt aparate cu tambur orizontal sau vertical ce se roteşte cu o viteză mare. Cristalele de zahăr rămân pe sita tamburului, iar siropul intercristalin este eliminat din tambur. Acest sirop se numeşte sirop verde şi este trimis în rezervoare. Pentru obţinerea unor cristale pure de zahăr este necesar să se îndepărteze filmul de sirop aderent la suprafaţa cristalelor. Filmul de sirop este înlăturat prin tratarea cristalelor de zahăr cu apă caldă sau cu abur, iar operaţia este numită albirea zahărului. Siropul rezultat are o concentraţie mai mare decât siropulmamă şi este numit sirop-alb sau sirop bogat. Siropul alb este trimis în alt rezervor. Albirea zahărului este realizată în centrifugă.

82

3.1.3.6. Uscarea zahărului tos După centrifugare, zahărul are o umiditate de 0,5-2%, în funcţie de mărimea cristalelor. Transportul zahărului de la centrifuge la uscătoare se face cu transportoare oscilante şi elevatoare. Prin uscare se realizează o umiditate de 0,05%. Instalaţiile de uscare pot fi: uscătoare turn, uscătoare cu turbină. 3.1.3.7. Cernerea, ambalarea şi depozitarea zahărului După uscare, zahărul este sortat pe un transportor oscilant, prevăzut cu o serie de site cu ochiuri din ce în ce mai mici, rezultând zahăr cu cristale de diferite mărimi. Ambalarea zahărului se face în saci sau în pungi de hârtie de diferite mărimi. Cântărirea se face cu ajutorul cântarelor manuale sau automate. Depozitarea se face în încăperi în care cu aer condiţionat. Depozitarea zahărului se poate face în saci sau în vrac. 3.1.3.8. Fierberea şi cristalizarea produsului final După centrifugarea masei groase I se obţine zahăr tos, sirop verde şi sirop alb. Siropul verde şi siropul alb conţin o cantitate importantă de zahăr şi, de aceea, sunt supuse procesului de fierbere pentru a se ajunge la concentraţia optimă, iar apoi are loc însămânţarea cu cristale rezultând noi cantităţi de zahăr. Operaţia se repetă şi în acest mod siropurile se epuizează tot mai mult. Siropul intercristalin din ultima masă rezultată reprezintă melasa care constituie deşeul secţiei de rafinare a zahărului. Melasa este un sirop având puritate de 60%, din care nu este economic să se extragă zahăr prin fierbere şi cristalizare. Melasa conţine tot nezahărul care nu a fost îndepărtat la purificare şi care s-a mai format până la produsul final. Melasele au un conţinut de zahăr de circa 50%. În medie se obţin 4 kg melasă la 100 kg sfeclă. Melasa poate fi folosită ca furaj sau la fabricarea alcoolului. 3.1.3.9. Obţinerea laptelui de var, a bioxidului de carbon şi a bioxidului de sulf Laptele de var şi bioxidul de carbon sunt folosite în procesul de purificare a zemii de difuzie. Acestea sunt obţinute prin arderea pietrei de var (calcarul) în cuptoare speciale folosind drept combustibil cocsul sau gazul metan. Piatra de var folosită trebuie să aibă un conţinut de 96% CaCO3. Cocsul folosit la ardere trebuie să aibă un conţinut mic de substanţe minerale (maxim 10-12%). Consumul de cocs este 8-9% din masa pietrei de var cu care se alimentează cuptorul. Prin descompunerea carbonatului de calciu în cuptor rezultă oxidul de calciu şi bioxidul de carbon, care este folosit la operaţia de carbonatare. 83

Cuptoarele de var sunt verticale, alimentarea pietrei de var şi a cocsului se face pe la partea superioară. La partea inferioară rezultă varul, din care prin amestecare cu apă rezultă laptele de var. Laptele de var este trecut prin site pentru a se reţine nisipul şi impurităţile. Amestecul de gaze care se formează în cuptor este absorbit pe la partea superioară a cuptorului cu ajutorul unor ventilatoare, este răcit şi purificat prin stropire cu apă. După separarea picăturilor de apă antrenate, gazul este refulat în aparatele de carbonatare. 3.2. Tehnologia produselor zaharoase Produsele zaharoase, numite şi dulciuri, sunt produse alimentare cu gust dulce, valoare alimentarã şi stimulativã ridicatã, aspect estetic atrãgãtor. Ele conţin într-o proporţie ridicatã, în medie 90%, zahãr şi monoglucide. Produsele zaharoase se pot obţine într-o gamã largã de sortimente deoarece materiile prime folosite la obţinerea lor pot fi combinate în diferite moduri. Produsele zaharoase se clasificã în: produse de caramelaj, drajeuri, caramele, ciocolatã, halva, rahat. Produsele zaharoase au o valoare caloricã ridicatã datoritã conţinutului lor ridicat de glucide şi sunt uşor asimilabile în organism. 100g de bomboane furnizeazã organismului 300-420 kcal, iar ciocolata sau halvaua au o valoare energeticã şi mai ridicatã (450-600 kcal/100g produs). Dulciurile au în general o duratã mare de pãstrare. Materiile prime de bazã folosite la fabricarea produselor zaharoase sunt: zahãrul, glucoza, zahãrul invertit, laptele praf, laptele concentrat, grãsimile (untul de cacao, untul din laptele de vacã, margarina). Materiile auxiliare sunt: amidonul, fructele sub formã de gemuri, paste, fructe confiate, fructe în alcool, sâmburii cu conţinut ridicat de lipide cum sunt cei de nuci, alune, caise, migdale, arahide, floarea soarelui. Alte materii auxiliare sunt acizii alimentari (acidul citric, acidul tartric), lecitina care are rol de emulgator, agar-agar (substanţã gelifiantã), coloranţi alimentari, arome. Produsele zaharoase se obţin prin diferite tratamente termice: coacere, uscare, prãjire, fierbere aplicate unor amestecuri obţinute dupã diferite reţete. 3.2.1. Fabricarea produselor de caramelaj Produsele de caramelaj se obţin din masa de caramel care este un semifabricat vâscos şi cu aspect sticlos rezultat în urma operaţiei de fierbere a soluţiei de zahãr cu sirop de glucozã. Masa de caramel este plasticã la temperatura de 70ºC putând fi modelatã în diferite forme. Produsele de caramelaj se clasifică după urmãtoarele criterii astfel: • dupã consistenţã: - produsele de caramelaj tari (bomboane sticloase) -moi (caramele);

84

• dupã compoziţie: -neumplute, care pot fi simple sau cu adaosuri (lapte, cafea, malţ etc.) -umplute cu marmeladã, sirop, fructe, miere etc. Procesul tehnologic de fabricare a produselor de caramelaj cuprinde urmãtoarele etape principale: -prepararea siropului de bomboane; -prepararea masei de caramel; -prelucrarea masei de caramel; -prepararea umpluturilor; -formarea şi rãcirea produselor de caramelaj; -ambalarea şi depozitarea produselor finite. 3.2.1.1. Fabricarea bomboanelor Principalele produse pe bază de masă de caramel sunt bomboanele sticloase care pot fi neumplute sau umplute. Schema tehnologicã a procesului de fabricare a bomboanelor umplute este redatã în figura 3.5. La prepararea siropului de bomboane sunt parcurse urmãtoarele etape: • dizolvarea zahãrului în apã (apa reprezintã 25% din cantitatea de zahãr); • concentrarea prin fierbere până la circa 80% substanţă uscată, adăugarea glucozei lichide; • continuarea fierberii până la 81-86% substanţă uscată. Glucoza poate fi înlocuită parţial sau total cu zahăr invertit. La fabricarea produselor de caramelaj este necesar să se adauge glucoză sau zahăr invertit pentru a evita cristalizarea zahărului. Siropul de bomboane este supus concentrării în aparate de fierbere sub vid până când se ajunge la 98-99% substanţă uscată. Concentrarea se efectuează la presiunea de 650-700 mmHg. Temperatura de fierbere în aceste condiţii este 110-130ºC. Masa de caramel fierbinte are aspect de sticlă topită, este foarte vâscoasă şi se întăreşte la răcire. După fierbere, masa de caramel este răcită rapid la 80-90ºC. Dacă răcirea se face lent masa de caramel poate să cristalizeze. Masa de caramel cristalizată nu mai prezintă plasticitate, devine opacă şi necorespunzătoare pentru prelucrările ulterioare. Masa de caramel pentru fabricarea bomboanelor neumplute (dropsuri) trebuie să aibă umiditatea de 1-1,5%, iar cea destinată bomboanelor umplute 23% umiditate. Compoziţia medie a masei de caramel preparată cu glucoză lichidă este: 58% zaharoză, 20% dextrine, 10% glucoză, 7% maltoză, 3% fructoză şi 2% apă. După răcirea la 80ºC urmează etapa de prelucrare a masei de caramel care cuprinde operaţiile de acidulare, adăugarea coloranţilor alimentari, aromatizarea, omogenizarea masei astfel obţinute, frământarea şi tragerea.

85

Miez de nucã

Acizi alimentari

Zahãr

Glucozã

Prãjire

Dozare

Încãlzire

Mãcinare

Dizolvare

Amestecare

Filtrare

Conşare

Sirop pentru bomboane

Pralina

Concentrare

Apã

Masa caramel

Rãcire omogenizare frãmântare

Tragere

Rolare calibrare ştanţare Rãcire

Ambalare

Cântãrire

Bomboane

Deşeuri recuperate

Fig. 3.5 Schema tehnologicã de fabricare a bomboanelor umplute.

86

Operaţia de tragere se execută pentru masa destinată formării învelişului exterior al bomboanelor umplute, care trebuie să aibă un aspect mătăsos, opac. Pentru acidulare se foloseşte acid citric, tartric sau lactic. Bomboanele umplute conţin diverse umpluturi. Acestea reprezintă 2030% din masa bomboanelor şi trebuie să îndeplinească o serie de condiţii: - să fie omogene, să aibă la 60ºC o viscozitate care să asigure formarea în condiţii bune a bomboanelor; - să prezinte stabilitate fizico-chimică şi microbiologică în timpul păstrării (să nu cristalizeze, să nu fermenteze, să nu râncezească) - să nu dizolve învelişul bomoanei în decursul păstrării. În ultima parte a procesului tehnologic are loc formarea bomboanelor prin rulare, calibrare, ştanţare şi răcire. Rularea masei de caramel se realizează pe maşina de rulat care este prevăzută cu patru role lungi conice, care se învârtesc în jurul axei proprii şi îşi schimbă sensul după fiecare rotaţie. În interiorul maşini de rulat, masa de caramel ia forma unui sul tronconic care se lungeşte din ce în ce mai mult până când atinge forma unui fitil cu diametrul de 25-30 mm. Maşina de calibrat fitilul este compusă din patru perechi de discuri, care au rolul de a subţia treptat fitilul pentru a facilita formarea bomboanelor. Maşina de formare a bomboanelor are ca organ principal de lucru ştanţa, care poate fi cu disc de tăiere sau cu clapete articulate de tăiere. Rãcirea bomboanelor se face cu aer rece distribuit de un ventilator printr-un sistem tubular deasupra a trei benzi suprapuse care transportã bomboanele. Dupã rãcire, bomboanele sunt ambalate. În funcţie de sortimentul de bomboane, acestea pot fi învelite individual cu ajutorul maşinilor de ambalat şi apoi trecute la ambalarea în pungi, sau pot fi ambalate cu maşini speciale direct în pungi din celofan sau în pungi din materiale plastice termosudabile. Depozitarea produselor de caramelaj ridicã probleme legate de stabilitatea lor în timpul pãstrãrii deoarece au caracter higroscopic. Higroscopicitatea masei de bomboane depinde de natura glucidelor. Zahãrul invertit, fructoza şi maltoza sunt cele mai higroscopice glucide. Dacã umiditatea relativã a aerului creşte peste 50%, bomboanele încep sã absoarbã umiditate şi când ajunge 4,5% umiditate încep sã devinã uşor lipicioase şi îşi pierd aspectul comercial. Dacã umiditatea relativã este mai ridicatã, bomboanele devin lipicioase, se înmoaie şi, atunci când conţinutul lor de apã depãşeşte 18%, se transformă într-o masã fluidã. Din acest motiv, bomboanele trebuie depozitate în spaţii cu temperatura constantã la o umiditate relativã a aerului scãzutã. 3.2.1.2. Fabricarea caramelelor Caramelele sunt produse de caramelaj cu consistenţã moale sau semitare. În compoziţia lor intrã: zahãr, glucozã, lapte, unt sau grãsimi vegetale 87

solidificate şi alte adaosuri ca de exemplu pudrã de cacao, cafea, arome, coji de citrice, fructe. Procesul tehnologic este asemãnãtor cu al produselor de caramelaj tari dar, masa de caramel este concentratã mai puţin iar umiditatea medie a caramelelor este de circa 5%. 3.2.1.3. Fabricarea drajeurilor Drajeurile sunt produse zaharoase obţinute prin acoperirea (drajarea) unui miez de zahăr sau de alune cu un înveliş din sirop de zahăr şi adaosuri sau cu un înveliş din ciocolată. Procesul tehnologic cuprinde următoarele operaţii:
prepararea nucleelor sau a interioarelor;
drajarea;
finisarea învelişurilor;
lustruirea. Nucleele reprezintă 40% din masa drajeurilor şi pot fi tari, moi sau fragile. 3.2.2. Fabricarea halvalei Halvaua este un produs cu masã fibroasã stratificatã şi cu valoare alimentarã ridicatã. Halvaua conţine 30-35% glucide, 30-35% lipide şi 15-20% protide. Halvaua se fabricã din seminţe de floarea soarelui sau de susan. Sortimentele de halva sunt: halva simplã şi halva marmoratã cu pudrã de cacao. Procesul tehnologic de fabricare a halvalei cuprinde urmãtoarele etape principale: - prepararea tahânului; - prepararea halviţei; - frãmântarea halvalei. Prepararea tahânului Prepararea tahânului cuprinde operaţiile necesare pentru obţinerea miezului seminţelor de floarea soarelui care sunt similare cu cele din industria uleiurilor vegetale respectiv: curãţirea, sortarea şi decojirea seminţelor, spãlarea şi uscarea miezului. Ultimele două operaţii sunt necesare deoarece dupã decojire miezul de floarea soarelui are un conţinut ridicat de impuritãţi, circa 7-8%, format din coji, spãrturi, seminţe seci, etc. Aceste impuritãţi sunt îndepãrtate prin spãlare cu apã în maşini de construcţie specialã în care are loc decantatarea miezului. Dupã operaţia de spãlare, miezul conţine circa 40% apã care se îndepãrteazã parţial prin centrifugare. Dupã centrifugare miezul de floarea soarelui, care conţine 28-30% apã,este supus prãjirii la 115-120°C. Aceastã operaţie are drept scop reducerea umiditãţii la 1-2% şi transformarea structurii miezului.

88

Miezul este rãcit la circa 50°C şi apoi este supus mãcinãrii. Prin mãcinarea miezului se obţine tahânul care este o masã uleioasã semilichidã cu consistenţã de pastã. Tahânul conţine 60-65% ulei. Prepararea halviţei Halviţa este un produs rezultat din sirop concentrat de zahãr şi glucozã cu 95% substanţã uscatã şi 33% substanţe reducãtoare, care se malaxeazã energic cu spuma obţinutã din extractul de ciunin. Extractul de ciunin se obţine prin fierberea rãdãcinilor plantei numitã ciunin sau sãpunel. Frãmântarea halvalei Frãmântarea este operaţia finalã prin care se realizează amestecarea uniformã a componentelor de bazã care sunt tahânul şi halviţa pentru a se obţine o structurã fibroasã, stratificatã şi uniformã. Tahânul şi halviţa se amestecã în proporţie de 54% tahân şi 46% halviţã. Masa de halva este introdusã în forme şi apoi rãcitã. 3.2.3. Tehnologia fabricãrii ciocolatei Ciocolata şi produsele de ciocolatã sunt produse zaharoase caracterizate prin valoare alimentarã ridicatã şi proprietãţi gustative superioare. Ciocolata conţine glucide, proteine, lipide, mici cantitãţi de treobrominã, cafeinã, acizi organici, substanţe tanante, pigmenţi, uleiuri eterice, substanţe minerale. În stare finitã, ciocolata se prezintã ca un corp solid cu rezistenţã micã la rupere. La temperatura de 30-32°C se topeşte devenind o pastã, iar la 37-40°C devine fluidã. Materiile prime de bazã sunt boabele de cacao şi zahãrul, iar materiile prime auxiliare sunt reprezentate de cafea, lapte, alune, nuci, fructe etc. Boabele de cacao sunt seminţele arborelui de cacao care se cultivã în zonele ecuatoriale şi tropicale. Boabele de cacao ajunse la maturitate, fermentate şi uscate au structura asemãnãtoare cu cea a seminţelor oleaginoase. Coaja, care reprezintã 11-12% din masa boabelor, este fragilã şi se îndepãrteazã uşor. Miezul este poros, prezintã încreţituri şi se desface prin comprimare uşoarã în mai multe fracţiuni. Boabele de cacao au în interior culoarea de la roşu-brun deschis la brun închis. Ele au un miros plãcut şi gust amar, puţin astringent. Compoziţia boabelor de cacao depinde de sortimentul de boabe, de maturitatea acestora la recoltare, de modul în care s-a realizat fermentarea şi uscarea în ţãrile de origine. Compoziţia procentualã medie a boabelor de cacao este prezentatã mai în tabelul 3.3. Tabelul 3.3. Compoziţia procentualã medie a boabelor de cacao Umiditate 6

Unt de cacao 50

Protide 11

Glucide Taninuri şi Pectinã şi Treoacizi coloranţi brominã 17 8,5 3 1,5

Substanţe minerale 3

89

Untul de cacao este o componentã importantã a boabelor. La temperatura camerei, el este solid şi fraged şi imprimã ciocolatei aceste proprietãţi. Untul de cacao poate fi pãstrat timp îndelungat fãrã sã râncezeascã. Prin solidificare îşi micşoreazã volumul, ceea ce permite scoaterea uşoarã a ciocolatei din forme. Procesul tehnologic de fabricare a ciocolatei cuprinde trei etape importante: • prepararea masei de cacao; • prepararea masei de ciocolatã; • modelarea ciocolatei. Schema tehnologicã de fabricare a ciocolatei, a pudrei şi a untului de cacao este prezentatã în figura 3.6. 3.2.3.1. Prepararea masei de cacao În prima etapã se realizeazã îndepãrtarea impuritãţilor din boabele de cacao, accentuarea calitãţilor gustative şi transformarea boabelor prin mãcinare în masa de cacao. Aceastã etapã cuprinde urmãtoarele operaţii: - curãţirea şi selectarea boabelor de cacao; - prãjirea boabelor; - concasarea şi decorticarea boabelor de csacao; - mãcinarea crupelor (miezului) de cacao şi obţinerea masei de cacao. Boabele de cacao au diferite mãrimi şi de aceea este necesară sortarea pe categorii în boabe mari, mijlocii şi boabe mici. Boabele mari au atins maturitatea, sunt coapte, au aroma cea mai bunã şi conţin cel mai ridicat procent de unt de cacao. Prãjirea boabelor de cacao se face pe categorii de boabe. În caz contrar, boabele mici ating mai repede gradul de prãjire. Prãjirea este operaţie importantã pentru obţinerea unor produse de calitate. În decursul acestei operaţii au loc urmãtoarele transformãri fizice şi chimice:
reducerea umiditãţii de la 6-8% la 2-3%;
îndepãrtarea unor substanţe volatile cu gust şi miros neplãcut;
atenuarea gustului astringent şi amar al boabelor datoritã micşorãrii conţinutului de substanţe tanante;
îmbunãtãţirea culorii;
miezul se contractã şi coaja se sparge mai uşor. Prãjirea boabelor de cacao se realizeazã în utilaje numite prãjitoare care sunt de douã tipuri: -discontinue, la care se folosesc gaze de ardere pentru încãlzire; -continue, cu aer cald. Temperatura de prãjire este 140-150ºC. Dupã prãjire are loc rãcirea boabelor la 30ºC pentru a se evita râncezirea acestora dacã sunt stocate înainte de prelucrarea ulterioarã.

90

Lecitină

Zahăr pudră

Boabe de cacao

Substanţe alcaline

Recepţie cantitativă şi calitativă Curăţire-selectare Prăjire-răcire Concasare-decorticare Depozitarea sorturilor Amestecarea sorturilor Măcinare Masa de cacao

Amestecare Mărunţire fină Conşare (finisare)

Tratare Presare Unt de cacao

Temperare

Filtrare

Turte de cacao

Masa de ciocolată

Turnare

Concasare

Turnare forme

Răcire

Măcinare

Trepidare

Răcire

Răcire

Cernere

Demulare

Ambalare

Ambalare Ciocolată

Unt de cacao

Pudră de cacao

Fig. 3.6. Schema tehnologică de fabricare a ciocolatei.

91

Operaţiile de concasare (sfãrâmare) a boabelor are ca scop sfãrâmarea miezului în particule (crupe şi griş), iar decorticarea are ca obiectiv îndepãrtarea cojilor şi a germenilor. Germenii sunt foarte duri, nu pot fi mãcinaţi fin şi au un gust neplãcut aspru-astringent şi amar. Maşina de concasat boabe este formatã din doi cilindri riflaţi (cu şanţuri pe suprafaţã) care se rotesc în sens contrar cu viteze diferite. Amestecul de crupe, coji şi germeni este separat în 7-8 fracţiuni, cu o sitã planã prevãzutã cu ochiuri de dimensiuni diferite. Boabele de cacao sfãrâmate sunt depozitate în buncãre diferite, dupã varietãţile din care provin şi dupã mãrimea particulelor lor. La stabilirea reţetelor pentru fiecare sortiment de ciocolatã se stabilesc proporţiile în care se amestecã diversele varietãţi de boabe. Prin amestecarea sorturilor de boabe se urmãreşte asigurarea gustului şi a aromei specifice pentru fiecare sortiment de ciocolatã. Amestecarea se face în buncãrul de amestec dupã care are loc mãcinarea crupelor şi a grişului. Prin mãcinare se realizeazã dezintegrarea ţesutului celular şi a pereţilor celulelor pentru a se elibera untul de cacao. Celulele miezului conţin unt de cacao, granule de amidon şi proteine. Prin mãcinarea miezului boabelor de cacao se obţine masa de cacao. Aceasta este fluidã, având un conţinut de unt de cacao de circa 55%. Pentru mãcinarea crupelor de cacao sunt folosite mori de diferite tipuri: mori cu pietre, mori cu discuri verticale, mori cu valţuri, mori combinate cu discuri şi valţuri. 3.2.3.2. Prepararea masei de ciocolatã Pentru prepararea masei de ciocolată sunt efectuate urmãtoarele operaţii: • amestecarea componenţilor (zahãr, masã de cacao, unt de cacao); • mãrunţirea finã; • finisarea masei de ciocolatã. Prin amestecarea componeţilor ciocolatei respectiv a masei de cacao cu zahãr pudrã şi unt de cacao se obţine masa de ciocolatã. Când se fabricã diferite sortimente de ciocolatã se adaugã lapte praf, cafea, arome etc. în conformitate cu reţeta. Operaţia de amestecare se executã discontinuu sau continuu. Mãrunţirea finã are ca scop uniformizarea mãrimii particulelor solide de zahãr şi cacao. Masa de ciocolatã obţinutã prin amestecarea componenţilor este grosierã, neomogenã şi produce o senzaţie de asprime în gurã, fiind necesarã mãrunţirea finã. Operaţia de mãrunţire finã se realizeazã cu ajutorul maşinilor cu valţuri numite şi broeze. Aceste maşini sunt prevãzute cu sistem de rãcire a valţurilor, necesar pentru a se evita supraîncãlzirea masei de ciocolatã. Finisarea sau conşarea constã în amestecarea sau frecarea masei de ciocolatã timp de cel puţin 24 ore, la temperaturi cuprinse între 45-70ºC. În acest timp se adaugã unt de cacao. În urma conşãrii scade viscozitatea şi umiditatea masei de ciocolatã, se micşoreazã uşor densitatea şi aciditatea masei, ciocolata 92

devine mai finã cu aromã şi gust plãcut. În decursul conşãrii se adaugã lecitinã pentru a se realiza o scãdere a viscozitãţii. Lecitina mãreşte fluiditatea masei având rol de emulgator. Maşinile pentru finisarea masei de ciocolatã sunt în general cu funcţionare discontinuã. 3.2.3.3. Modelarea ciocolatei Modelarea ciocolatei cuprinde următoarele operaţii: • temperarea ciocolatei; • turnarea în forme (mularea); • trepidarea; • rãcirea; • scoaterea din forme; • ambalarea. Temperarea ciocolatei constã într-un tratament termic şi mecanic, prin care se urmãreşte a se crea condiţiile necesare pentru rãcirea masei de ciocolatã, astfel încât sã se formeze germenii de cristalizare în faza lichidã a untului de cacao sub formã de cristale stabile. Cu cât numãrul germenilor cristalini formaţi este mai mare, cu atât dimensiunile cristalelor sunt mai mici, ceea ce determinã o structurã finã a ciocolatei. În cazul procedeului clasic de temperare prin amestecare şi rãcire, masa de ciocolatã suferã un proces de rãcire la 25-27ºC urmat de unul de încãlzire la 31-33ºC. Aceastã succesiune de procese se repetã de mai multe ori, pentru a se crea cât mai mulţi germeni de cristalizare. O ciocolatã bine temperatã are o structurã regulatã în care untul de cacao este repartizat uniform fãrã aglomerãri care sã formeze zone albe, este casantã, are o suprafaţã lucioasã, granulaţia este finã şi omogenã, iar aroma este plãcutã. Pentru temperarea masei de ciocolatã se folosesc maşini cu funcţionare continuã numite temperatoare. Temperatorul este o conductã cu pereţi dubli în care se aflã un transportor elicoidal special. Partea principalã de lucru este împãrţitã în trei zone de rãcire. Fiecare din cele trei zone sunt alimentate independent cu agent termic în funcţie de temperatura masei de ciocolatã din zona respectivã. Mularea sau modelarea ciocolatei se realizeazã cu maşini de dozat şi turnat. Dupã temperare, masa de ciocolatã având temperatura de 32-33ºC se toarnã în forme de diferite dimensiuni care trebuie sã fie preîncãlzite la o temperaturã cu 2ºC mai micã decât temperatura ciocolatei. Formele în care s-a turnat ciocolata sunt supuse operaţiei de trepidare timp de 2-3 minute pe mese vibratoare. Datoritã oscilaţiilor produse de mesele vibratoare, care ajung la 1000 vibraţii/min, ciocolata este repartizatã uniform în forme, iar bulele de aer care se aflã în masa de ciocolatã sunt eliminate. Mesele vibratoare au funcţionare continuã.

93

Rãcirea ciocolatei în forme se realizeazã în instalaţii tunel-bandã sau dulap în care se menţine o temperaturã de 6-8ºC. În aceste condiţii are loc cristalizarea finã şi uniformã a untului de cacao, iar ciocolata va prezenta o suprafaţã lucioasã şi se va putea scoate uşor din forme datoritã micşorãrii volumului untului de cacao prin rãcire şi solidificare. În cazul rãcirii cu instalaţiile de tip tunel-bandã circulaţia formelor se face pe orizontalã, iar la instalaţiile de tip dulap, formele circulã pe verticalã. Aerul rece este rãcit de vaporizatorul unei instalaţii frigorifice şi este refulat de un ventilator peste formele de ciocolatã. Aerul rece circulã în contracurent cu formele de ciocolatã. Fabricile moderne de ciocolatã sunt dotate cu agregate complexe continue, automatizate care înlocuiesc maşinile individuale care executã diferite operaţii tehnologice (turnare, vibrare, rãcire etc.). Aceste agregate au productivitate mare şi necesitã personal de deservire redus. Dupã rãcire, ciocolata este scoasã din forme cu ajutorul unui dispozitiv, care face parte din agregatul de mulare şi rãcire. Spaţiul în care se face demularea trebuie sã aibã o temperaturã de maxim 18-20°C şi o umiditate relativã a aerului de 65-70%. Dacã umiditatea relativã a aerului depãşeşte aceastã valoare, are loc condensarea vaporilor de apã pe suprafaţa ciocolatei care are o temperaturã de 6-8°C ceea ce duce la dispariţia luciului şi albirea ciocolatei. Pentru evitarea acestor fenomene, dupã demulare, ciocolata este încãlzitã treptat de la 6-8°C la 16-17°C prin trecerea printr-un tunel dupã care ciocolata este introdusã în camera de ambalare. Ambalarea produselor de ciocolatã se realizeazã cu ajutorul maşinilor automate de diferite tipuri care asigurã ambalarea tabletelor, batoanelor, monedelor etc. Pentru ambalare se foloseşte hârtia ceratã sau folia de staniol (sau de aluminiu), peste care se pune hârtia de prezentare. Produsele învelite individual se ambaleazã ulterior în cutii de carton. Depozitarea produselor de ciocolatã se face în încãperi în care temperatura aerului sã nu depãşeascã 18°C, iar umiditatea relativã a aerului sã fie sub 65%. 4. TEHNOLOGIA ULEIURILOR VEGETALE COMESTIBILE 4.1. Materii prime pentru obţinerea uleiurilor vegetale Uleiurile vegetale comestibile se obţin din plante oleaginoase şi din diverse subproduse oleaginoase obţinute în alte ramuri ale industriei alimentare. Principalele plante oleaginoase cultivate în ţara noastrã sunt: floarea soarelui, soia, rapiţa, inul, ricinul etc. Alte materii prime pentru obţinerea uleiurilor vegetale sunt:

94

-germenii de porumb rezultaţi ca subprodus în industria morãritului sau cei rezultaţi la fabricarea amidonului şi a alcoolului; -seminţele de dovleac; -sâmburii de struguri obţinuţi ca deşeuri în industria vinului; -seminţele de tomate rezultate ca deşeuri în industria conservelor. Seminţele oleaginoase se compun din douã pãrţi distincte: miezul şi coaja. Miezul este constituit din embrion şi endosperm. Embrionul este prevãzut cu unul sau douã cotiledoane. În cotiledoane şi endosperm se gãsesc rezervele de substanţe hrãnitoare, proporţiile variind în funcţie de natura seminţelor. În seminţele de floarea soarelui şi soia partea cea mai bogatã în substanţe hrãnitoare se gãseşte în cotiledoane, în timp ce endospermul are forma unui strat foarte subţire. Raportul dintre miez şi coajă (pericarp) variazã în funcţie de specia de plantã oleaginoasã. În cazul seminţelor de floarea soarelui conţinutul de coajã reprezintã 15-28% din totalul masei de seminţe, iar pentru seminţele de soia procentul de coajã este 7-12. Seminţele de floarea soarelui conţin 43-48% ulei, cele de soia conţin 1620% ulei. Germenii de porumb rezultaţi la fabricarea amidonului conţin 45-50% ulei, iar cei recuperaţi din industria morãritului conţin 18-30% ulei. Seminţele de dovleac conţin 33-36% ulei, sâmburii de struguri 10-18% ulei, iar seminţele de tomate 25-26% ulei. 4.2. Procesul tehnologic de fabricare a uleiurilor vegetale Procesul tehnologic de fabricare a uleiurilor vegetale comestibile cuprinde urmãtoarele faze principale: -prelucrarea preliminarã a materiilor prime oleaginoase; -decojirea; -mãcinarea seminţelor oleaginoase; -tratamentul hidrotermic şi presarea mãcinãturii oleaginoase; -extracţia uleiului cu dizolvanţi; -rafinarea uleiurilor brute de presã şi de extracţie. 4.2.1. Prelucrarea preliminarã a materiilor prime oleaginoase Prelucrarea preliminarã a materiilor prime oleaginoase constã în operaţii tehnologice de pregãtire a seminţelor pentru depozitarea în condiţii normale fãrã pericol de degradare, respectiv în îndepãrtarea impuritãţilor grosiere (curãţirea) şi a excesului de umiditate (uscarea). Depozitarea seminţelor oleaginoase Materiile prime oleaginoase utilizate în fabricile de ulei din România au cu precãdere caracter de producţie sezonierã, excepţie fãcând doar germenii de porumb care se produc permanent în morile de porumb cu degerminare. De aceea, depozitarea materiilor prime oleaginoase se face pe perioade lungi de

95

timp, în care pot aparea, în condiţii neprielnice, grave deprecieri calitative şi pierderi cantitative. În fabricile de ulei seminţele oleaginoase sunt depozitate în silozuri celulare cilindrice din beton armat. Pentru realizarea unor condiţii optime de depozitare a seminţelor oleaginoase este necesar ca acestea sã fie aduse în stare de anabiozã parţialã când procesele biochimice sunt neglijabile. În caz contrar, prin intensificarea proceselor vitale (în special a respiraţiei), se poate ajunge pânã la faza de germinare, cu consumarea rapidã a substanţelor de rezervã respectiv a uleiului şi a substanţelor proteice din seminţe. Intensitatea respiraţiei este redusã la umiditate scăzută, dar creşte odatã cu ridicarea acesteia. Umiditatea la care are loc intensificarea accentuatã a respiraţiei se numeşte umiditate criticã. În cazul seminţelor de floarea soarelui umiditatea criticã de depozitare este de 7,5%, iar pentru soia este de 12%. Curãţirea seminţelor oleaginoase se realizeazã în douã etape: - precurãţirea, efectuatã înainte de depozitare când se eliminã circa 50% din impuritãţile iniţiale; - postcurãţirea care are loc înainte de introducerea în fabricaţie în urma cãreia conţinutul de impuritãţi este redus la 0,3-0,4%. Impuritãţile din seminţele oleaginoase pot fi: impuritãţi metalice (cuie, bucãţi de metal etc.), impuritãţi minerale (pãmânt, pietre, praf), impuritãţi organice neoleaginoase (paie, pleavã) şi impuritãţi organice oleaginoase (seminţe seci, carbonizate, spãrturi, seminţe din alte soiuri). Curãţirea trebuie efectuatã deoarece impuritãţile existente în seminţe uzeazã utilajele, aduc o încãrcãturã mai mare de microorganisme, o umiditate mai mare. Curãţirea seminţelor oleaginoase are loc prin separarea impuritãţilor pe baza diferenţelor de mãrime dintre masa de seminţe şi impuritãţi (cernere) şi pe baza proprietãţilor aerodinamice (separare pneumaticã). Utilajele pentru curãţirea seminţelor oleaginoase sunt: site cu mişcare vibratorie, vibroaspirator, separatorul-aspirator numit şi tarar cu aspiraţie, separatori magnetici pentru separarea impuritãţilor feroase. Uscarea are rolul de a asigura o valoare scãzutã a umiditaţii seminţelor oleaginoase. Umiditatea acestora trebuie sã fie mai micã decât umiditatea criticã de depozitare astfel ca sã fie evitate germinarea şi autoîncãlzirea seminţelor în timpul depozitãrii. Influenţa umiditãţii seminţelor asupra proceselor chimice care au loc în timpul depozitãrii seminţelor de floarea soarelui este reprezentată în figura 4.1. Operaţia de uscare trebuie realizatã astfel ca temperatura în masa de seminţe sã nu depãşeascã 60°C deoarece peste aceastã temperaturã are loc denaturarea proteinelor din seminţe şi creşte indicele de peroxid al uleiurilor. Agenţii de uscare utilizaţi sunt aerul cald sau un amestec de aer cu gaze de ardere. La majoritatea uscãtoarelor transmiterea cãldurii de la agentul de uscare la seminţe se face prin convecţie, dar se folosesc şi uscãtoare pentru soia şi şrot, 96

în care materialul supus uscãrii se încãlzeşte prin conducţie respectiv prin contactul cu ţevile unui fascicul tubular prin care circulã abur de joasã presiune. Utilajele folosite la uscarea seminţelor sunt: uscãtoare de tip rotativ cu tambur metalic orizontal, coloane verticale cu mai multe zone (de alimentare, preîncãlzire, uscare, rãcire, evacuare), uscãtor cu fascicul tubular, uscãtoare de seminţe în strat fluidizat, uscãtoare cu curenţi de înaltã frecvenţã.

Zona de umiditate favorabilã depozitãrii

Zonã de umiditate nefavorabilã depozitãrii

Umiditatea necesarã pentru începerea germinãrii

Umiditatea critică de depozitare Umiditatea seminţelor %

50 0

5

Slabe procese de degradare care se intensificã cu creşterea umiditãţii

Stare de anabiozã

7,5 10

20

30

40

Procese de degradare care se intensificã brusc la creşterea umiditãţii

Stare intermediarã

Apariţia proceselor de sintezã

Germinare

Fig. 4.1. Stări fiziologice ale seminţelor de floarea-soarelui în funcţie de umiditatea acestora exprimată în %

97

Schema de operatii a procesului tehnologic de fabricare a uleiului de floarea soarelui prin presare-extractie este prezentata in fig. Urmatoare:

98

Seminte de floarea soarelui

Solvent

Receptie calitativa si cantitativa

Precuratire, uscare Depozitare

Postcuratie

Decojire

Macinare

Tratament hidrotermic al macinaturii oleaginoase

Presare

Brochen ( turte de presa)

Ulei brut de presa

Extractie cu solventi

Miscela

Solvent recuperat

Distilare miscela

Ulei de extractie

Srot

Desolventizare srot

Furaj

Schema procesului tehnologic de fabricare a uleiului de floarea soarelui prin presare-extractie

99

4.2.2. Decojirea seminţelor oleaginoase Decojirea sau decorticarea se executã în special în cazul seminţelor oleaginoase care conţin o cantitate mai mare de coajã care nu aderã intim la miez. Se supun decojirii în special seminţele de floarea soarelui care conţin 2530% coajã. Seminţele de soia conţin 8-10% coajã şi de regulã nu sunt decorticate. Boabele de soia sunt decorticate numai atunci când se urmãreşte ca din şrotul rezultat dupã extracţia uleiului să se extragă proteine destinate alimentaţiei omului. În cazul decojirii seminţelor de floarea soarelui, la separarea miezului de coajã, se lasã în miez circa 8% coajã, aceasta fiind necesarã pentru a asigura buna desfãşurare a procesului de presare şi extracţie. Procesul de decojire constã în succesiunea a douã faze: -spargerea cu detaşarea cojii de miez; -separarea cojilor din amestecul rezultat. Spargerea şi detaşarea cojii de miez se poate realiza prin lovire şi prin frecare. Decojirea prin lovire este aplicatã în cazul seminţelor de floarea soarelui, iar decojirea prin frecare se aplicã seminţelor de soia fiind realizată cu ajutorul valţurilor prevãzute cu cilindrii rifluiţi (cu crestături pe suprafaţă). Decojirea prin lovire se realizeazã în toba de spargere care este un utilaj având ca organ principal de lucru un tambur rotativ cu palete. Toba de spargere este acoperitã pe 2/3 din suprafaţa interioarã cu vergele metalice semirotunde. Spargerea şi detaşarea cojii de pe miez are loc prin lovirea seminţelor în cilindrul metalic al tobei de cãtre paletele tamburului. Datoritã lovirii, sãmânţa este proiectatã spre suprafaţa ondulatã fixã a tobei. 4.2.3. Mãcinarea materiilor prime oleaginoase Prin mãcinare are loc deschiderea a 70-80% din celulele seminţelor oleaginoase ceea ce facilitează eliberarea uleiului la presare. Prin presare se poate extrage numai uleiul din celulele deschise. Uleiul din celulele care nu au fost deschise se poate recupera numai prin extracţie cu solvenţi. Pentru mãcinare se folosesc concasoarele, mori cu valţuri sau mori cu ciocãnele. 4.2.4. Tratamentul hidrotermic al mãcinãturii oleaginoase Tratamentul hidrotermic al mãcinãturii oleaginoase decurge în două etape: • umectarea materialului pânã la o umiditate optimã. Umectarea se face cu apã sau abur; • uscarea pânã la o anumitã umiditate consideratã optimã. 100

Din materiile prime oleaginoase care au un conţinut de ulei mai mare de 25% nu se poate obţine ulei numai prin extracţie cu dizolvanţi, fiind necesarã efectuarea unei presãri preliminare. Pentru ca procesul de obţinere a uleiului brut sã decurgã corespunzãtor, atât înainte de presare cât şi înainte de extracţie materialul oleaginos este supus unui tratament hidrotermic. În cazul obţinerii uleiului brut prin presare, tratamentul hidrotermic are drept scop modificarea proprietãţilor fizico-chimice ale componentelor mãcinãturii în vederea obţinerii unui randament maxim la presare. Prãjirea înaintea extracţiei cu dizolvanţi are drept obiectiv obţinerea unui material stabil la acţiunea curentului de dizolvant. În decursul tratamentului hidrotermic, sub influenţa umiditãţii, particulele hidrofile se lipesc şi are loc agregarea mãcinãturii. Particulele mari, astfel formate, nu se desfac la o acţiune mecanicã moderatã, sau sub acţiunea curentului de dizolvant, astfel încât presarea, respectiv extracţia, au loc cu randament mai bun. În plus, prin agregare mãcinãtura îşi modificã proprietãţile reologice presându-se mult mai bine. Tratamentul hidrotermic se efectueazã în utilaje numite prãjitoare care sunt de formã cilindricã şi conţin 2-6 compartimente multietajate. Grosimea stratului de material în compartiment este de circa 300 mm, iar durata prãjirii este de circa 45 minute. Umectarea se realizeazã în primul compartiment al prãjitorului. În urma umectãrii, se formeazã douã faze: faza solidã formatã din proteine cu un caracter hidrofil şi faza lichidã constituitã din ulei şi apã. Atât uleiul cât şi apa umecteazã faza solidã, dar deoarece tensiunea superficialã a apei este mai mare, ea umecteazã mai bine, deci se interpune între faza solidã şi ulei reducând astfel forţele ce reţin uleiul. Faza solidã se îmbibã cu apã, îşi mãreşte volumul, ceea ce provoacã micşorarea diametrelor capilarelor şi microcapilarelor, obligând uleiul sã iasã la suprafaţã. Datoritã încãlzirii uleiul devine mai puţin vâscos şi este uşor eliberat din capilarele materialului la presare. În procesul de prãjire are loc şi o continuare a deschiderii unor celule ale ţesutului oleaginos, datoritã creşterii tensiunii interne prin ridicarea temperaturii. 4.2.5. Presarea mãcinãturii oleaginoase Presarea se executã cu ajutorul preselor mecanice. În general, se supun presãrii numai materiile prime cu peste 30% ulei aşa cum sunt seminţele de floarea soarelui. În cazul presãrii moderate, în turtele de presã (brochen) rãmâne 12-22% ulei care se separã ulterior prin extracţie. Presa mecanicã are ca şi componente principale camera de presare, şurubul elicoidal (axul melcat) şi dispozitivul pentru colectarea uleiului. Efectul de separare a uleiului este determinat de creşterea treptatã a presiunii în camera de presare şi depinde de durata presãrii.

101

Durata presãrii depinde de caracteristicile fizico-chimice ale mãcinãturii, caracteristicile constructive şi funcţionale ale presei şi de grosimea brochenului la ieşirea din presã. Durata presãrii poate avea valori între 40 şi 200 secunde. În timpul presãrii mãcinãtura oleaginoasã suferã o serie de modificãri fizice şi chimice: -datoritã încãlzirii mãcinãturii în urma transformãrii în cãldurã a energiei mecanice consumate pentru învingerea forţelor de frecare are loc reducerea umiditãţii mãcinãturii oleaginoase cu 0,4-1,2%; • o parte din fosfatide trec din faza de gel în ulei; • la temperaturi peste 110ºC se formeazã combinaţii melanoidinice prin interacţiunea grupãrilor amino libere ale proteinelor cu glucide, având ca efect închiderea la culoare a mãcinãturii şi a uleiului rezultat la presare; • peste 120ºC are loc conjugarea dublelor legãturi ale acidului linoleic; • creşte conţinutul de compuşi oxidaţi stabili reducându-se indicele de iod. Majoritatea acestor transformãri chimice, care au loc în timpul presãrii sunt o continuare a transformãrilor care au loc în timpul tratamentului hidrotermic. În funcţie de tipul de presã folosit, în turtele de presã rãmâne un conţinut de ulei de 12-20% care se separã ulterior prin extracţie. Uleiul obţinut prin presare conţine mãcinãturã, suspensii şi urme de apã. Pentru evitarea degradãrii rapide, aceste impurităţi sunt îndepãrtate prin urmãtoarele operaţii: -separarea resturilor grosiere de mãcinãturã oleaginoasã antrenate la presare prin sedimentare, filtrare sau centrifugare; -eliminarea umiditãţii în exces prin evaporare (uscare); -separarea impuritãţilor cu dimensiuni mici prin filtrare. 4.2.6. Extracţia uleiului cu dizolvanţi Extracţia este operaţia prin care, dintr-un amestec de substanţe, se separã unul din componenţi prin solubilizarea acestuia într-un dizolvant în care ceilalţi componenţi nu se solubilizeazã. Extracţia uleiului este un proces de extracţie solid-lichid. Pentru a se realiza extracţia uleiului, materialul oleaginos (faza solidã) este amestecat cu solventul (faza lichidã). Uleiul formeazã o soluţie cu dizolvantul. Aceastã soluţie este numitã miscelã. Materialul degresat din care a fost extras uleiul se numeşte şrot. Extragerea se utilizeazã ca metodã independentã pentru obţinerea uleiului din materii prime cu conţinut mai mic de ulei (soia, germeni de porumb) sau se utilizeazã în completarea presãrii pentru obţinerea uleiului din floarea soarelui prin schema presare-extracţie. În acest caz se supune extracţiei brochenul provenit din seminţele de floarea soarelui.

102

În urma extracţiei, şrotul de floarea soarelui are un conţinut de ulei de 0,7%, iar şrotul de soia de 1%. Dizolvanţii utilizaţi la extracţie trebuie sã fie nepolari, hidrofobi, cu constanta dielectricã apropiatã de a uleiurilor. Ideal, un solvent ar trebui sã îndeplineascã urmãtoarele condiţii: -sã dizolve repede şi uşor uleiul fãrã sã extragã alte substanţe care se gãsesc în seminţe; -sã nu fie corozivi pentru aparatura necesară în procesul tehnologic; -sã nu lase, dupã distilare, miros strãin şi substanţe dãunãtoare în ulei; -sã aibã compoziţia omogenã, stabilã, un punct de fierbere constant şi nu prea ridicat, capacitate caloricã şi cãldura latentã cât mai scãzute; -să nu fie miscibil cu apa şi să nu formeze cu aceasta un amestec cu punct de fierbere constant; -sã nu-şi schimbe compoziţia şi proprietãţile la depozitare; -sã nu fie dãunãtor pentru personalul de deservire; -sã fie ieftin. Dizolvanţii utilizaţi în industria uleiului sunt:
Hexanul are intervalul de fierbere 63...69ºC şi lasă dupã evaporare un reziduu mic (0,0016%).
Benzina de extracţie are intervalul de fierbere 65...68ºC. Concentraţia periculoasã în aer este de 47-270 g/m3. În amestec cu aerul, benzina se aprinde la 250ºC; vaporii de benzinã se aprind uşor sau fac explozie în prezenţa unei scântei sau a unui corp incandescent. Benzina lasã o cantitate mai mare de reziduu în şrot decât hexanul.
Acetona este folositã la purificarea lecitinei şi la separarea ei din uleiul iniţial. Extracţia uleiului cu dizolvanţi este o operaţie tipicã de transfer de masã în care rolul preponderent îl au fenomenele de difuzie. În funcţie de modul în care are loc procesul se disting: difuzia molecularã, difuzia prin convecţie şi difuzia prin membrane celulare. Pentru analiza procesului de extracţie se considerã o particulã de material oleaginos introdusã într-un curent de dizolvant. Practic, etapele procesului de extracţie a uleiului sunt urmãtoarele: -umectarea particulei de mãcinãturã oleaginoasã cu dizolvant şi antrenarea uleiului ce se gãseşte în stare liberã spre suprafaţa particulei; -pãtrunderea dizolvantului în interiorul particulei şi egalizarea concentraţiilor de dizolvant; -deplasarea uleiului din interiorul particulei spre exterior; -trecerea uleiului de pe suprafaţa particulei în stratul limitã de difuzie ce înconjoarã particula. Schematic, extracţiei uleiului este redată în figura 4.2. C″

C′

C′

C″

103

C l

δ

δ

l/n C2

l/n

C1

C1

C2

Fig. 4.2. Schema extracţiei uleiului dintr-o particulă de material oleaginos. Datoritã difuziei moleculare ce are loc în interiorul particulei, concentraţia iniţialã în ulei C atinge valoarea C1 la o oarecare distanţã de exterior egală cu l/n şi într-un anumit timp. Mãrimea n este un coeficient de corecţie care se considerã egal cu 5,88. La exteriorul particulei concentraţia de ulei este C'. Ţinând seama cã la suprafaţa sa exterioarã particula este spãlatã în permanenţã de dizolvant, pe aceastã suprafaţã are loc trecerea de la difuzia molecularã (din interiorul particulei) la difuzia prin convecţie. Aceastã fazã de trecere se desfãşoarã pe o distanţã de lungime variabilã δ numită strat limitã. La suprafaţa stratului limitã, concentraţia soluţiei de ulei în dizolvant (concentraţia miscelei) este C''. Se considerã C2 concentraţia din interiorul fluxului de miscelã. Prin aplicarea legilor difuziei în cele trei etape ale procesului rezultã următoare relaţii pentru cantitatea de ulei care difuzează (G): -corespunzãtor difuziei în interiorul particulei:

G = − Dint

C1 − C ' l 5,88

G-cantitatea de substanţã (ulei) care difuzeazã; Dint-coeficientul de difuziune în interiorul particulei; l -lungimea particulei de material oleaginos introdusă într-un curent de dizolvant. -corespunzãtor difuziei din interiorul stratului limitã:

G = −D

C '−C"

δ

D-coeficient de difuzie moleculară; δ-grosimea stratului limită. -corespunzãtor difuziei prin convecţie de la exteriorul particulei:

G = − β (C"−C2 )

β -coeficient de difuziune prin convecţie. 104

Transferul de substanţă prin cele 3 etape va fi:

G = − K (C1 − C2 )

în care K -este coeficientul de transfer de substanţă egal cu:

K=

1 l δ 1 + + 5,88 ⋅ Dint D β

Coeficientul de transfer de substanţă K reprezintă cantitatea de ulei difuzată prin unitatea de suprafaţă în unitatea de timp şi caracterizează procesul de extracţie în totalitatea fazelor sale şi în condiţiile unei diferenţe de concentraţie egală cu unu. Metode de extracţie În principiu, extragerea uleiului din diverse materii prime oleaginoase constă în spălarea cu dizolvant a măcinăturii într-un vas de tratament care se realizează într-o singură treaptă sau în mai multe trepte. Se disting trei moduri de realizare a extracţiei: simplă, multiplă şi extracţie continuă. În prezent se aplicã extracţia multiplã (în trepte) sau extracţia continuã. Utilajele folosite pentru extracţia uleiului sunt: extractorul cu bandã (tip De Smet), extractorul rotativ cu sitã fixã (tip Carusel), extractorul rotativ cu sitã rabatabilã (tip Rotocel). 4.2.7. Distilarea miscelei La ieşirea din extractor, miscela conţine între 18-30% ulei, în funcţie de instalaţia utilizatã şi este supusã unor operaţii de purificare în scopul îndepãrtãrii resturilor mecanice (mãcinãturã) prin: decantare, filtrare, centrifugare. Recuperarea dizolvantului din miscelã se realizeazã prin distilare. Distilarea are loc în peliculã pentru a mãri suprafaţa de separare şi sub vid pentru a se reduce temperatura de distilare. Operaţia de distilare a miscelei se executã în douã etape: -predistilare, care se realizeazã în schimbãtoare de cãldurã multitubulare; -distilarea finalã, care se realizeazã într-o coloanã verticalã de distilare, în care miscela este distribuitã uniform sub formã de picãturi, cu ajutorul unui dispozitiv de pulverizare. Dizolvantul rezultat la distilarea miscelei se recupereazã cu ajutorul condensatoarelor de suprafaţã şi a separatoarelor apãdizolvant. Recuperarea dizolvantului din şrot Dupã extracţie, în mãcinãtura din care a fost extras uleiul numită şrot, rãmâne o cantitate mare de dizolvant care variazã între 25-50%. Operaţia de îndepãrtare a dizolvantului (de obicei benzina de extracţie) se numeşte dezbenzinare sau desolventizare. Operaţia de dezbenzinare are loc concomitent cu o prãjire umedã numitã toastare. Pentru şrotul de soia, toastarea este necesarã

105

pentru a se inactiva unele substanţe cu efect antinutriţional cum sunt: ureaza, lipoxidaza, saponina, etc. Aparatul în care are loc toastarea se numeşte toaster şi are 4-9 compartimente. În primele 2-3 compartimente are loc încãlzirea la 90°C iar, umectarea se face direct cu abur. Concomitent cu umectarea şrotului până la 12% pentru floarea soarelui şi la 20% pentru soia, are loc şi o intensã dezbenzinare. În compartimentele urmãtoare continuã încãlzirea realizată indirect (prin convecţie) pânã la 110-115°C. Desolventizarea trebuie sã asigure un conţinut de benzinã în şrot de maximum 0,1% şi un conţinut de apã de 8-9%. Înainte de depozitare şroturile se rãcesc la 35°C pentru a se împiedica autoaprinderea lor. 4.2.8. Rafinarea uleiurilor vegetale Uleiurile vegetale brute de presã şi de extracţie conţin pe lângã trigliceride şi alte substanţe de însoţire ca: acizi graşi liberi, mucilagii, ceruri, gliceride cu punct de topire ridicat, substanţe odorante etc. Aceste substanţe, prezente în proporţie de 1-4% transmit uleiurilor culoare, gust şi miros neplãcut şi micşoreazã stabilitatea în timp a uleiurilor. Pentru a îmbunãtãţi calitatea uleiurilor, substanţele de însoţire sunt îndepãrtate prin operaţiile de rafinare. 4.2.8.1. Desmucilaginarea (delecitinizarea) Mucilagiile sunt amestecuri de fosfatide, glucide şi albuminoide. Îndepãrtarea mucilagiilor (desmucilaginarea) este necesarã din urmãtoarele motive: • uleiurile nedemucilaginate spumeazã în timpul operaţiei de neutralizare; • prin răcire şi sub influenţa umidităţii, mucilagiile precipită şi trec în sediment conferind instabilitate la păstrarea uleiului; • folosirea uleiurilor nedemucilaginate sau parţial demucilaginate provoacă inactivarea catalizatorilor la fabricarea grăsimilor hidrogenate. Mucilagiile constituie materia primã din care, în urma unor tratamente, se obţine lecitina (amestec de minimum 55% fosfatide, maxim 40% ulei, aciditate liberã, apã şi impuritãţi). Desmucilaginarea se realizeazã prin hidratarea uleiului şi se bazeazã pe faptul cã, în prezenţa apei, la cald, are loc reducerea solubilităţii în ulei a fosfatidelor şi a albuminoidelor care precipitã în flocoane ce pot fi separate prin centrifugare. Pentru activarea procesului de hidratare se adaugă mici cantitãţi de acid citric sau acid fosforic. În procesul de hidratare este important sã se asigure un contact intim între apã şi ulei, ceea ce se realizeazã în practicã printr-o agitare intensã. 106

Temperatura de desmucilaginare este situatã între 55-75ºC. La temperaturã mai scãzutã, viscozitatea uleiului este prea mare pentru a se realiza separarea cu randamente bune, iar la o temperaturã mai ridicatã nu se realizeazã precipitarea completã a mucilagiilor. Instalaţia de desmucilaginare cuprinde: schimbãtorul de cãldurã cu plãci, aparatul de hidratare şi separatorul centrifugal. 4.2.8.2. Neutralizarea uleiurilor Pentru obţinerea de uleiuri comestibile este necesarã eliminarea aciditãţii conferite de acizii graşi liberi. Prin neutralizare, aciditatea liberã (exprimatã în acid oleic) scade în cazul uleiului de floarea soarelui pânã la maximum 0,10,35%, cât este impus prin normativele în vigoare. Eliminarea acizilor graşi liberi din uleiuri se poate realiza prin diferite metode: -neutralizarea alcalinã, care constã în combinarea acizilor graşi cu soluţii alcaline (NaOH, Na2CO3); -neutralizare prin distilare, care constă în antrenarea acizilor graşi liberi cu abur direct sub vid; -neutralizarea prin esterificare, care constă în combinarea acizilor graşi liberi cu glicerină şi reconstituirea gliceridelor. 4.2.8.3. Spălarea uleiurilor Spãlarea uleiurilor este necesarã pentru îndepãrtarea excesului de alcalii. Dacã se lucreazã cu apã de duritate ridicatã se formeazã sãpun de calciu solubil în ulei şi insolubil în apã, ceea ce duce la creşterea conţinutului de sãpun în uleiul rafinat. În faza de spãlare este recomandat sã se menţinã temperatura uleiului între 85-90ºC. Prima spãlare se face cu soluţie salinã 4-5% şi apoi cu apã. 4.2.8.4. Uscarea uleiurilor Uleiul spălat conţine 0,1-0,2% apă şi urme de săpun. Răcit la temperatura camerei, uleiul spălat se tulbură deoarece solubilitatea apei în ulei scade odată cu scăderea temperaturii. Operaţia de uscare se execută în aparate cilindrice verticale prin pulverizarea uleiului. După uscare conţinutul de apă din ulei este sub 0,05%. 4.2.8.5. Decolorarea uleiurilor (albirea) Calitatea uleiului este dată şi de aspectul strălucitor şi limpede al acestuia. În urma operaţiilor anterioare, uleiul este închis la culoare. Decolorarea se realizează cu pământuri decolorante activate cu acizi minerali, la care, uneori se adaugă cărbune decolorant. Decolorarea se bazează pe adsorbţia substanţelor colorate pe adsorbanţi reprezentaţi de pământurile decolorante sau cărbune. Adsorbţia fizică este însoţită de chemosorţie şi de procese oxidative.

107

4.2.8.6. Vinterizarea uleiurilor Vinterizarea (deceruirea) uleiurilor are drept scop eliminarea cerurilor şi a gliceridelor acizilor graşi saturaţi care se solidificã la temperaturi mai mici de 15-20ºC, producând tulburarea uleiurilor. Cerurile sunt esteri ai acizilor graşi cu alcooli superiori. În uleiuri, ele provin mai ales din coaja seminţelor. Vinterizarea constã în cristalizarea gliceridelor solide şi a cerurilor urmatã de o separare a lor prin filtrare la temperaturi apropiate de 0ºC. Cristalizarea se realizeazã prin introducerea în ulei a germenilor de cristalizare de kieselgur sub formã de praf fin pe care se aglomereazã microcristale de gliceride şi ceruri care apoi încep sã creascã. (Kieselgurul este numit şi pãmânt de infuzorii şi provine din scoici microscopice de diatomee, ceea ce explică porozitatea mare a acestui material). Din punct de vedere chimic, kieselgurul este bioxid de siliciu hidratat. Se foloseşte ca izolator termic şi ca adsorbant. Procesul de vinterizare în flux continuu decurge astfel: se executã o prerãcire la 20-22ºC, urmatã de o rãcire la 5-7ºC, după care are loc introducerea germenilor de cristalizare (kieselgur) şi amestecarea timp de 4 ore. Apoi uleiul se încãlzeşte brusc la 12-16ºC şi se filtreazã sub presiune (3 atm.). 4.2.8.7. Dezodorizarea uleiurilor Dezodorizarea uleiurilor este ultima fazã a procesului de rafinare a acestora şi urmãreşte eliminarea substanţelor care imprimã uleiurilor gust şi miros neplãcut. Este o operaţie obligatorie pentru uleiurile comestibile. Eliminarea gustului şi a mirosului la uleiuri se face prin antrenarea cu abur la presiune redusã şi la temperaturã relativ ridicatã (185-200°C pentru uleiurile vegetale). Pentru antrenarea substanţelor volatile, temperatura aburului de injecţie trebuie sã fie cu 30-35°C peste temperatura uleiului. Dezodorizarea se realizeazã în aparate în care are loc barbotarea aburului în masa de ulei şi dispersarea finã a uleiului. 4.3. Fabricarea grãsimilor hidrogenate Uleiurile vegetale sunt supuse operaţiei de hidrogenare pentru a creşte temperatura de topire a gliceridelor din uleiurile fluide în vederea obţinerii de grãsimi necesare fabricãrii margarinei sau a altor grãsimi vegetale solide. Creştera temperaturii de topire a gliceridelor se bazeazã pe adiţia cataliticã a hidrogenului la dublele legãturi ale acizilor graşi nesaturaţi din trigliceride. Saturarea dublei legãturi cu hidrogen necesitã o cantitate mare de energie pentru activarea reacţiei (nivel ridicat pentru energia de activare Ea). Practic, pentru a se scãdea energia de activare, se lucreazã cu catalizatori. Drept catalizatori se folosesc: paladiul, nichel, platinã, cuprul. Din considerente economice, cel mai mult utilizaţi catalizatori sunt cei de nichel. 108

Procesul de hidrogenare este caracterizat de selectivitatea reacţiilor de hidrogenare. Procesul de hidrogenare este selectiv dacã hidrogenul se fixeazã mai repede la radicalii cei mai nesaturaţi, respectiv dacã decurge în ordinea descrescãtoare a gradului de nesaturare (trinesaturaţi - dinesaturaţi mononesaturaţi - saturaţi). Dacã are loc hidrogenarea concomitentã a acizilor polinesaturaţi şi a celor mononesaturaţi, procesul este neselectiv. Reacţia de hidrogenare poate fi totalã sau parţialã, în funcţie de caracteristicile dorite pentru produsul finit (grãsimea hidrogenatã). Hidrogenarea totalã conduce la saturarea tuturor dublelor legãturi, rezultând gliceride saturate. Astfel prin hidrogenarea trioleinei (punct de topire = 4°C) se obţine tristearina (punct de topire = 71°C). Uleiul de floarea soarelui complet saturat are temperatura de topire 62-65°C. Hidrogenarea parţialã constã în saturarea incompletã a dublelor legãturi ale acizilor graşi şi obţinerea de grãsimi care conţin trigliceride cu acizi graşi saturaţi şi nesaturaţi, în principal cu o dublã legãturã, de exemplu: stearodioleinã, oleodistearinã. În acest mod se obţin produse cu puncte de topire situate în intervalul 28...38ºC folosite în industria grãsimilor vegetale comestibile. Concomitent cu reacţia principalã de adiţie a hidrogenului la dubla legãturã a acizilor graşi nesaturaţi din trigliceride, are loc transformarea parţialã a izomerilor cis în izomeri trans. Dupã hidrogenare, o parte din acizii nesaturaţi au configuraţia trans. Viteza de izomerizare este de circa 2 ori mai mare decât viteza de saturare a dublelor legãturi. De exemplu, acidul oleic cu punctul de topire +13,4°C (forma cis) trece în timpul hidrogenãrii în forma trans, respectiv se transformã în acid elaidinic cu punctul de topire +46,5°C. Datoritã transizomerilor creşte consistenţa grãsimilor, fãrã a se mãri conţinutul în acizi graşi saturaţi. Viteza de hidrogenare a izomerilor cis este mai mare decât a celor trans. Reacţia cataliticã de hidrogenare se poate realiza prin cataliza eterogenã sau prin cataliza omogenã. Cataliza eterogenã se desfãşoarã într-un mediu neomogen format din trei faze: lichidã (uleiul), gazoasã (hidrogenul) şi solidã (catalizatorul). Etapele de desfãşurare a reacţiei catalitice de hidrogenare sunt urmãtoarele: -difuzia reactanţilor pe suprafaţa catalizatorului şi adsorbţia reactanţilor; -reacţii între moleculele în stare adsorbitã; -desorbţia produşilor de reacţie; -difuzia produşilor de reacţie în mediu. Prima şi ultima etapã sunt rapide, iar celelalte douã sunt lente şi determinã viteza globalã a procesului. Viteza de hidrogenare este influenţatã de urmãtorii factori: -Activitatea catalizatorului. Viteza creşte o datã cu creşterea suprafeţei specifice şi a numãrului de centri activi ai catalizatorului. De exemplu, suprafaţa specificã a catalizatorului de nichel este de 160-180 m2/g. 109

-Temperatura de hidrogenare. Creşterea temperaturii duce la creşterea vitezei de hidrogenare. Temperatura de hidrogenare variază între 160-240ºC. Creşterea temperaturii influenţează negativ selectivitatea şi duce la creşterea conţinutului de acizi graşi trans. -Presiunea de hidrogenare. Viteza creşte o dată cu creşterea presiunii de lucru care variază între 1,5-2 daN/cm2. -Intensitatea amestecării. Amestecarea intensă conduce la creşterea vitezei de hidrogenare deoarece catalizatorul este mai bine menţinut în suspensie, iar hidrogenul este distribuit uniform şi continuu în masa uleiului. Intensificarea amestecării conduce la reducerea selectivităţii, dar şi la reducerea formării de acizi graşi trans. Cataliza omogenă Hidrogenarea uleiurilor în cataliză omogenă este un proces monofazic. Catalizatorul, uleiul şi hidrogenul formează o singură fază deoarece catalizatorul este solubil în ulei. Drept catalizatori se folosesc complecşi organo-metalici în care un atom de Cr, Fe, Ni, Co, Mo, W este legat coordinativ de liganzi, în special grupe carbonil. Temperatura de lucru în cataliza omogenă este de 175ºC, iar presiunea de 30 daN/cm2 (de 15-20 ori mai mare decât la cataliza eterogenă). Selectivitatea procesului este bunã, iar cantitatea de transizomeri formatã este redusã. Prin catalizã omogenã pot fi hidrogenate şi uleiurile brute. Hidrogenul gazos necesar pentru hidrogenare se obţine prin electroliza apei (pentru creşterea conductivitãţii se lucreazã cu o soluţie de 25-30% hidroxid de potasiu). 4.4. Fabricarea margarinei Margarina este o emulsie stabilizatã de tip apã-ulei obţinutã din uleiuri, grãsimi vegetale hidrogenate şi apã sau lapte. Margarina se aseamãnã prin proprietãţile sale (plasticitate, consistenţã, culoare, gust, miros) cu untul. Margarina poate conţine şi aditivi: emulgatori, vitamine (A, D, E), aromatizanţi, coloranţi şi conservanţi (acid sorbic, etc ). Procesul tehnologic de fabricare a margarinei cuprinde urmãtoarele operaţii: prepararea fazei grase (baza de grãsimi), prepararea fazei apoase (apã, lapte), obţinerea emulsiei, pasteurizare, rãcire, temperare. Baza de grãsimi se compune fie din douã componente (ulei de floarea soarelui solidificat şi fluid) fie din mai multe componente (ulei de soia, rapiţã sau germeni de porumb solidificat şi fluid). Baza grasã reprezintã 82-84% din masa emulsiei, din care 65-67% ulei solidificat (hidrogenat) având punctul de topire 32-35°C şi 15-17% ulei fluid. Faza apoasã este formatã din lapte pasteurizat sau apã. În cazul utilizãrii apei ca fazã apoasã, se adaugã un amestec de diacetil, acid lactic, citric, butiric pentru aromatizare. Ca emulgator se foloseşte în general lecitina alimentarã. Obţinerea emulsiei se realizeazã în douã etape: emulsionarea primarã care are 110

loc în malaxoare şi obţinerea emulsiei fine care are loc într-un omogenizator (pompa de emulsionare). Urmeazã pasteurizarea margarinei la 85-90°C cu rãcire rapidã la 12-14°C. În acest mod sunt distruse microorganismele şi enzimele care pot provoca râncezirea cetonicã. Rãcirea margarinei are drept scop asigurarea structurii dorite a acesteia prin formarea de centrii de cristalizare. Aceşti centri de cristalizare se formeazã prin rãcirea rapidã (7-10°C/5-10 secunde) şi amestecarea energicã a emulsiei folosind expansiunea directã a gazelor de refrigerare (NH3, freon, propan). Cristalele formate sunt amestecate în emulsia rãcitã, devenind noi centri de cristalizare. În final are loc temperarea (maturizarea) margarinei pentru a se realiza consolidarea structurii cristaline a acesteia.

7. TEHNOLOGIA FABRICÃRII DROJDIEI Drojdia este un produs obţinut prin înmulţirea intensã, într-un mediu nutritiv a celulelor selecţionate de drojdie. Drojdiile sunt microorganisme unicelulare care se reproduc, în general prin înmugurire. Înmulţirea prin înmugurire a drojdiilor are loc în medii nutritive optime, bogate în zaharuri, cu pH acid şi temperaturi de 20-30°C. Dacã celulele de drojdie sunt trecute pe un mediu deficitar, are loc sporularea acestora. Industrial se fabricã drojdia de panificaţie. Drojdia are o valoare nutritivã ridicatã datoritã conţinutului mare de albumine, de vitamine B şi de sãruri de fosfor. 7.1. Tehnologia fabricării drojdiei comprimate Materiile prime folosite pentru fabricarea drojdiei sunt melasa şi cerealele (porumbul, orezul, secara). Fabricarea drojdiei din melasã se face prin cultivarea drojdiei pe melasa sterilizatã şi filtratã. În melasã se adaugã substanţe minerale care constituie sursa de fosfor şi azot mineral precum şi microelemente necesare proceselor metabolice. Schema generalã a procesului tehnologic pentru fabricarea drojdiei comprimate este prezentatã în figura 7.1. Limpezirea melasei se poate realiza prin decantare şi filtrare sau prin centrifugare. În instalaţiile moderne limpezirea se realizeazã cu separatoare centrifugale care au o productivitate mare. Calitatea limpezirii cu aceste instalaţii este foarte bunã. Pentru înmulţirea drojdiilor este necesar un proces de aerare intensã şi menţinerea strictã a temperaturii optime la 28-30°C pe o duratã de 75-80 de ore. 111

Pentru fabricarea drojdiei se folosesc procese discontinue şi continue. În cazul proceselor discontinue, fermentarea drojdiei se realizeazã în 4-5 faze. Dupã ultima fazã a înmulţirii, drojdia este supusã operaţiei de separare în urma cãreia se obţine plãmada şi o suspensie ce conţine celulele de drojdie şi este numitã lapte de drojdie. Laptele de drojdie este supus centrifugãrii. Dupã centrifugare, drojdia are o consistenţã mai mare şi poate fi tãiatã, ambalatã, depozitatã. În cazul procedeului continuu de fabricare a drojdiei sunt eliminate separatoarele pentru drojdia de însãmânţare. Consumurile medii ale materiilor prime, auxiliare şi ale utilitãţilor necesare pentru fabricarea unei tone de drojdie cu 28% substanţã uscatã sunt urmãtoarele: melasa cu 50% zahãr: 1480-1680 kg/tonã; apã: 80-130 m3/tonã; sãruri minerale:12-20 kg/tonã şi 6,5-9,5 kg P2O5 /tonã; abur, 200-1000 kg/tonã şi energie electricã, 150-265 kwh/tonã. 7.2. Tehnologia fabricãrii drojdiei uscate Procesul tehnologic de fabricare a drojdiei uscate cuprinde în plus faţã de operaţiile de la fabricarea drojdiei umede, operaţia de uscare. Pentru uscare se pot folosi urmãtoarele procedee: uscarea în curent de aer cald, uscarea pe valţuri sau uscarea în vid la temperaturi joase de 6-8°C. Procedeul cel mai rãspândit este uscarea în curent de aer cald, la 32-35°C, timp de 60-80 minute. Drojdia uscatã conţine 91,2-92,55% substanţã uscatã şi 3-3,6% celule inactive.

112

Aer

Melasã

Apã

Sterilizare

Limpezire

Sterilizare

Drojdie de însãmânţare

Sãruri minerale

Dizolvare

Sterilizare

Diluare

Fermentare

Separare

Lapte de drojdie

Plãmadã

Nãmol

Filtrare

Reziduuri de fabricaţie

Ape reziduale

Drojdie comprimatã

Ambalare

Distilare

Depozitare

Fig. 7.1. Schema generalã a procesului tehnologic pentru fabricarea drojdiei comprimate.

113

8. TEHNOLOGIA AMIDONULUI, GLUCOZEI ŞI DEXTRINEI 8.1. Tehnologia fabricãrii amidonului Materiile prime folosite în industria amidonului sunt: cartoful, porumbul, grâul şi orezul. Fabricarea amidonului brut Procesul tehnologic de fabricare a amidonului brut diferã în funcţie de materia primã folositã. La noi în ţarã se fabricã amidon din porumb, cartofi şi din grâu. Amidonul, în stare purã se prezintã ca un praf moale, alb, insolubil în apã. Amidonul uscat la aer, conţine 10-20% apã care poate fi îndepãrtatã prin uscare lentã la 105°C. Amidonul anhidru este higroscopic. În apã rece, amidonul nu se dizolvã, dar absoarbe apã. Prin încãlzirea suspensiei de amidon în apã, la 50-60°C amidonul devine cleios, iar la fierbere formeazã soluţii coloidale. Soluţiile concentrate de amidon sunt vâscoase, iar prin rãcire formeazã un gel. Sub influenţa cãldurii şi în prezenţa acizilor, amidonul suferã transformãri hidrolitice. În prezenţa acizilor, amidonul suferã hidrolizã totalã formând D-glucoza. Prin hidrolizã menajatã se obţin produşi de degradare macromoleculari numiţi dextrine. Fabricarea amidonului brut din porumb cuprinde urmãtoarele faze: - pregãtirea materiei prime; - înmuierea porumbului; - mãcinarea; - degerminarea porumbului; - extragerea amidonului din mãciniş; - purificarea şi concentrarea suspensiei de amidon. Schema de principiu pentru extragerea amidonului din porumb este reprezentatã în figura 8.1. Pregãtirea porumbului constã în separarea impuritãţilor, cântãrirea porumbului curãţat şi transportul acestuia pe cale hidraulicã în bazinele de înmuiere. Înmuierea porumbului se face într-o soluţie diluatã de acid sulfuros (0,3%) la temperaturi de 48-52°C. Instalaţia de înmuiere este compusã din mai multe bazine de beton, prevãzute cu protecţie anticorozivã, pompe de recirculare a apei de înmuiere şi instalaţii de încãlzire a apei.

114

Bioxid de sulf

Porumb Curãţire

Dizolvare

Înmuiere

Separare pe site

Ape de înmuiere

Mãcinare grosierã

Concentrare

Degerminare I

Extract de porumb

Mãcinare medie

Deshidratare germeni

Degerminare II

Uscare

Mãcinare finã

Germeni

Extracţie amidon

Borhot umed

Recuperare amidon

Separare primarã

Deshidratare

Ape glutenoase

Purificare-rafinare

Uscare

Concentrare

Suspensie amidon

Borhot uscat

Deshidratare

Deshidratare

Gluten

Uscare

Amidon Ambalare

Livrare

Fig. 8.1. Schema de principiu pentru extragerea amidonului din porumb.

115

În decursul înmuierii porumbului, învelişul bobului de porumb devine semipermeabil. Are loc difuzia unor substanţe minerale şi a unor proteine din bobul de porumb în soluiţia de acid sulfuros ceea ce are drept consecinţã slãbirea legãturilor dintre membranele celulozice, endosperm şi germene. În acest fel sunt create condiţii pentru eliberarea granulelor de amidon. Durata ciclului de înmuiere depinde de varietatea porumbului şi de umiditatea iniţialã a acestuia şi este de 48-72 ore. Apele rezultate de la înmuierea porumbului sunt concentrate sub vid pânã la circa 50% substanţã uscatã, concentratul rezultat fiind valorificat în industria antibioticelor. Mãcinarea porumbului se face pe cale umedã. În urma acestei operaţii se eliminã germenii, iar granulele de amidon sunt eliberate din interiorul celulelor prin spargerea membranei protectoare. Operaţia de mãcinare se desfãşoarã în trei trepte: douã trepte de mãcinare grosierã şi una de mãcinare finã. Fiecare treaptã de mãcinare grosierã este urmatã de separarea germenilor (degerminare). Mãcinişul grosier este amestecat cu apã rezultând o suspensie. Germenii au masa specificã micã, datoritã conţinutului de ulei se ridicã la suprafaţã şi sunt antrenaţi cu un tambur rotativ cu palete. Degerminarea se poate realiza şi cu hidrocicloane. Germenii de porumb separaţi sunt spãlaţi, deshidrataţi şi uscaţi fiind folosiţi la fabricarea uleiului comestibil. Extracţia amidonului din mãciniş urmãreşte separarea substanţelor celulozice grosiere şi fine din suspensia de amidon cu ajutorul sitelor rotative sau a separatoarelor centrifugale. Substanţele celulozice separate constituie ''aşa numitul'' borhot umed, care este deshidratat cu ajutorul sitelor rotative, presat şi apoi uscat. Borhotul este valorificat ca furaj. Suspensia de amidon rezultatã prin operaţia de extracţie a amidonului are 11-14% substanţã uscatã şi este un amestec eterogen format din circa 90% amidon şi 8% proteine raportat la substanţã uscatã. Purificarea suspensiei de amidon are ca scop îndepãrtarea substanţelor proteice şi obţinerea unei suspensii de amidon cât mai pure. Purificarea are loc în douã baterii de hidrocicloane. În prima baterie de hidrocicloane se separã proteinele insolubile (glutenul) rezultând ape glutenoase. Acestea sunt concentrate rezultând glutenul umed care este deshidratat cu ajutorul unui filtru rotativ sub vid. În a doua baterie de hidrocicloane are loc o purificare suplimentarã a suspensiei de amidon prin spãlarea cu apã dedurizatã în contracurent. În urma acestei purificãri, conţinutul de proteine scade la 0,2-0,4%. Deshidratarea suspensiei de amidon constã în eliminarea apei din suspensia de amidon al cãrei conţinut în substanţã uscatã creşte de la 40% la 60%. Deshidratarea este realizatã cu ajutorul centrifugilor.

116

Uscarea amidonului este numitã şi deshidratarea termicã spre deosebire de operaţia anterioarã care este numitã deshidratare mecanicã. Uscarea amidonului constã în îndepãrtarea apei cu ajutorul energiei termice obţinându-se amidon 80-85% s.u. Pentru uscare sunt folosite camere de uscare cu rafturi în care sunt aşezate tãvile cu amidon, uscãtoare tunel, uscãtoare cu bandã, uscãtoare pneumatice. În decursul uscãrii, temperatura amidonului trebuie sã fie controlatã astfel încât sã nu se depãşeascã 60ºC deoarece peste aceastã temperaturã au loc fenomene de degradare a granulelor. În timpul uscãrii pot avea loc aglomerãri ale granulelor de amidon. De aceea este necesarã mãcinarea amidonului uscat urmatã de cernere. 8.2. Tehnologia fabricãrii dextrinei Dextrinele obţinute industrial sunt produse de degradare a amidonului şi conţin amilodextrine, eritrodextrine, maltodextrine, diglucide şi triglucide, substanţe minerale. Dextrinele pot avea aspectul de pulbere sau se prezintã ca un lichid vâscos cu proprietãţi coloidale. Dextrina se obţine prin hidroliza parţialã a amidonului catalizatã de acizi sau de enzime. Procesul tehnologic clasic de hidrolizã acidã a amidonului este prezentat în schema din figura 8.2. În procedeul clasic se foloseşte ca materie primã amidonul uscat care se aciduleazã cu acizi minerali. Se foloseşte acidul clorhidric, 1-5 kg HCl la o tonã de amidon sau acid azotic. În etapa urmãtoare are loc uscarea amidonului acidulat când se reduce umiditatea de la 20-25% la 5-8%. Prãjirea amidonului numitã şi torefiere este de fapt operaţia principalã a procesului tehnologic, în care amidonul acidulat, se încãlzeşte treptat şi se transformã în dextrinã. Se pot obţine mai multe tipuri de dextrinã în funcţie de durata de prãjire. Principalele tipuri de dextrine şi condiţiile de obţinere sunt prezentate în tabelul 8.1. Tabelul 8.1. Condiţiile de obţinere a principalelor tipuri de dextrine Tipul dextrinei Albã deschis Galbenã deschis Galbenã Galbenã închis

Doza de HCl, kg/tonã 1 2 3 5

Durata de prãjire, minute 60 90 120 180

Temperatura dupã prãjire, °C 100...120 120...140 140...160 160...180

117

Acid clorhidric

Amidon Acidulare Uscare Torefiere Rãcire

Apă

Umectare

Mãcinare Cernere Ambalare Dextrinã

Fig. 8.2. Schema procesului tehnologic de fabricarea dextrinei. Dupã prãjire, dextrinele au o umiditate foarte micã fiind higroscopice şi explozive. De aceea, ele se rãcesc la 50…60ºC şi se umecteazã de la 97-98% substanţã uscatã la 90% substanţã uscatã. În cazul procedeului enzimatic se porneşte de la suspensie de amidon cu 35% substanţã uscatã. Enzima folositã este α-amilazã de provenienţã bacterianã. Transformarea amidonului în dextrinã are loc la 80…85ºC. Sub influenţa enzimei are loc hidroliza parţialã însoţitã de fluidificare. Reacţia este stopatã prin inactivarea enzimei la temperatura de 120ºC. Soluţia de dextrinã se usucã prin atomizare folosind ca agent de uscare aerul cald. Rezultã un produs pulverulent de culoare albã.

118

Procedeul enzimatic prezintã comparativ cu procedeul clasic urmãtoarele avantaje: se obţin produse de calitate superioarã, nu este necesarã aparaturã antiacidã. Dextrina se foloseşte ca apret pentru ţesãturi, pentru obţinerea de cleiuri vegetale, la lipirea etichetelor, în industria produselor zaharoase la fabricarea emulsiilor, tabletelor şi a drajeurilor. 8.3. Tehnologia fabricãrii glucozei Glucoza este o monoglucidă de culoare albã, cristalizatã, solubilã în apã. Glucoza se gãseşte în fructele dulci, flori, miere, în sânge. Industrial, glucoza se fabricã din suspensia de amidon purificat prin hidrolizã acidã sau enzimaticã. Procesul de hidrolizã al amidonului la glucozã este cunoscut şi sub numele de zaharificare. Procesul tehnologic de fabricare a glucozei prin hidrolizã acidã cuprinde urmãtoarele etape principale: hidroliza suspensiei de amidon în prezenţa unui acid mineral sau organic, neutralizarea acidului şi purificarea siropului de glucozã. Schema tehnologică de fabricare a glucozei prin hidrolizã acidã este prezentatã în figura 8.3. Hidroliza acidã a amidonului are loc în prezenţa acizilor şi constã în

scindarea progresivã a macromoleculelor de amidon în molecule tot mai mici, în final obţinându-se glucozã. Viteza reacţiei de hidrolizã este influenţatã de natura şi concentraţia acidului. S-a costatat cã acidul clorhidric este cel mai eficient catalizator urmat de acidul sulfuric, acidul oxalic şi acidul acetic. Procesul de hidrolizã a amidonului se desfãşoarã în douã etape: cleificarea sau lichefierea suspensiei de amidon şi zaharificarea. În etapa de cleificare, sub acţiunea temperaturii are loc transformarea suspensiei de amidon într-un produs gelatinos, iar în etapa de zaharificare are loc procesul de scindare a macromoleculelor de amidon. Reacţia de hidrolizã poate fi opritã în diferite stadii, obţinându-se dextrine, maltozã, glucozã. Neutralizarea acidului se face cu substanţe cu caracter bazic aşa cum este carbonatul de sodiu. Acidul clorhidric are rol de catalizator şi deci nu se consumã în decursul hidrolizei fiind necesar adaosul de agenţi de neutralizare pentru a se ajunge la pH apropiat de neutru. În urma reacţiei de neutralizare se formeazã clorura de sodiu, care are un gust slab sãrat dar nu constituie un impediment pentru utilizarea produsului. Dacã s-a lucrat cu amidon de porumb, după neutralizare, datoritã trecerii de la pH acid la pH neutru, are loc precipitarea substanţelor proteice.

119

Suspensie de amidon

Acid clorhidric

Carbonat de sodiu

Cãrbune activ, kieselgur, bentonit

Hidrolizã Neutralizare Rãcire Filtrare

Proteine, lipide

Decolorare, purificare Filtrare Concentrare Rãcire

Turnare în forme

Cristalizare

Solidificare

Centrifugare

Decofrare

Uscare

Glucozã solidã

Dextrozã

Glucozã lichidã

Fig. 8.3. Schema tehnologicã de fabricare a glucozei prin hidrolizã acidã.

120

Proteinele împreunã cu lipidele sunt eliminate prin filtrare sau centrifugare. În cazul în care s-a folosit suspensie de amidon din cartofi nu este necesarã aceastã operaţie. Purificarea siropului de glucozã trebuie efectuatã pentru a se îndepãrta substanţele colorate şi substanţele cu miros nedorit. Pentru purificarea siropului de glucozã se folosesc materiale adsorbante şi decolorante: cãrbune activ, kieselgur, bentonit. Concentrarea siropului de glucozã se realizeazã în general în douã trepte: preconcentrarea şi concentrarea finalã. Concentrarea glucozei se efectueazã sub vid, la temperatura de maxim 65°C pentru a se preveni caramelizarea glucozei. În urma concentrãrii se obţine glucoza lichidã în care sunt prezente maltozã şi poliglucide. Glucoza solidã se obţine prin acelaşi procedeu tehnologic ca şi glucoza lichidã, dar se realizeazã un grad mai avansat de hidrolizã a amidonului. În acest scop se mãreşte timpul de hidrolizã şi proporţia de acid clorhidric în suspensia de amidon. Siropul de glucozã purificat şi rãcit este apoi turnat în forme de calupuri obţinându-se glucoza solidã numitã şi glucozã tehnicã. Prin colorarea şi aromatizarea siropului de glucozã şi turnarea în forme de tablete se obţine glucoza aromatizatã. Glucoza solidã este constituitã dintr-un amestec de glucozã şi dextrine. Glucoza cristalizatã este numitã dextrozã. Pentru obţinerea dextrozei se realizeazã o hidrolizã mai avansatã a granulelor de amidon. Siropul concentrat de glucozã este supus unor cristalizãri repetate urmate de separarea cristalelor şi uscarea acestora. Prin hidroliza enzimaticã a amidonului se pot obţine diferite sortimente de glucozã: sirop de glucozã, dextrozã pulbere, dextrozã cristalizatã monohidrat sau dextrozã cristalizatã anhidrã. Schema procesului tehnologic de fabricare a glucozei prin hidroliza enzimaticã a suspensiei de amidon este redatã în figura 8.4. Suspensia de amidon având aproximativ 45% substanţã uscatã, este încãlzitã la 65°C şi tratatã cu α-amilazã. pH-ul suspensiei de amidon se corecteazã cu lapte de var pânã la 6,5. Sub acţiunea α-amilazei, are loc fluidificarea gelului de amidon. La încãlzirea hidrolizatelor are loc coagularea proteinelor conţinute în sirop. Dupã îndepãrtarea acestora prin filtrare, soluţia se rãceşte la 60°C, se ajusteazã cu HCl valoarea pH-ului la 4,5 şi se adaugã enzimã amiloglucozidazã. Are loc zaharificarea respectiv formarea glucozei. Procesul are loc la 60°C timp de 48-60 ore. Apoi enzima este inactivatã termic, iar siropul de glucozã este decolorat cu cãrbune activ şi filtrat.

121

Amiloglucozidazã

HCl

Suspensie de amidon aprox. 45% s.u.

Ca(OH)2

α-Amilazã

Încãlzire 65°C; pH 6,5 Fierbere 130°C Rãcire Lichefiere amidon 85°C Zaharificare 60°C;pH4,5 Inactivare termicã a enzimei Decolorare pe cãrbune activ Filtrare Schimb ionic Concentrare Uscare prin atomizare

Sirop de glucozã

Cristalizare, Centrifugare, Afinare, Uscare, Cernere

Dextrozã pulbere

Fierbere, Centrifugare, Afinare, Uscare

Dextrozã cristalizatã monohidrat

Dextrozã cristalizatã anhidrã

Fig. 8.4. Schema tehnologicã de fabricare a glucozei prin hidroliza enzimaticã a suspensiei de amidon.

122

Purificarea avansatã a siropului de glucozã se face prin trecerea pe coloane cu schimbãtori de ioni. Apoi are loc concentrarea sub vid a siropului de glucozã. În funcţie de cerere, acesta se poate livra sub formã de glucozã lichidã care este un lichid vâscos cu maxim 18,5% umiditate sau se poate prelucra pentru obţinerea de glucozã solidã. În cazul pulverizãrii soluţiei de glucozã în curentul de aer cald se obţine dextroza pulbere. Pentru obţinerea de glucozã cristalizatã monohidrat (dextrozã monohidrat), soluţia de glucoză este rãcită. Are loc cristalizarea, iar cristalele obţinute sunt separate de soluţia mumã prin centrifugare. Apoi cristalele sunt prelucrate prin afinare (îndepãrtarea cu apã a siropului de glucozã reţinut pe cristale), uscare şi cernere. Prin uscarea avansatã se obţine dextrozã cristalizatã anhidrã care conţine glucozã în proporţie de 98%.

123

10. TEHNOLOGIA FABRICÃRII ALCOOLULUI Alcoolul etilic, ca produs comercial este cunoscut şi sub denumirea de spirt. Alcoolul etilic are multiple utilizãri în diferite industrii. În industria alimentarã acesta se foloseşte pentru prepararea bãuturilor alcoolice. În medicinã, spirtul este folosit ca dezinfectant. La fabricarea alcoolului se folosesc ca materii prime: melasa, porumbul, cartofii. În industria alcoolului se prelucreazã şi materii prime degradate (grâu, secarã etc.) care nu pot fi utilizate pentru alimentaţie sau pentru furajarea animalelor. Orzul este folosit pentru fabricarea sladului. Sladul este un malţ verde cu activitate enzimaticã mare şi solubilizare avansatã. Spre deosebire de malţul utilizat în industria berii, malţul pentru fabricarea spirtului este supus germinãrii pe o duratã mai lungã (10-14 zile), iar orzul folosit ca materie primã trebuie sã fie bogat în proteine. Fabricarea alcoolului din materii prime bogate în amidon (porumb şi cartofi) cuprinde urmãtoarele etape: -obţinerea plãmezii dulci din materia primã prin transformarea amidonului în zaharuri fermentescibile (maltozã, glucozã) sub acţiunea enzimelor conţinute în slad. -fermentarea plãmezii dulci prin acţiunea drojdiilor; -distilarea plãmezii fermentate; -rafinarea alcoolului brut. Reprezentarea schematicã generalã a proceselor chimice şi biochimice care au loc la fabricarea alcoolului este redatã în figura 10.1. Alcool etilic Materii prime

descompunere

enzimaticã

Zaharuri fermentescibile

fermentaţie alcoolicã

CO2

Fig. 10.1. Procesele chimice şi biochimice care au loc la fabricarea alcoolului etilic Materiile prime bogate în amidon trebuie supuse întâi procesului de hidrolizã prin care amidonul este transformat în zaharuri mai simple (dizaharide, monozaharide). Are loc '' zaharificarea plãmezii ''. Peste plãmada zaharificatã se adaugã drojdia de bere sub formã de suspensie. Are loc fermentaţia alcoolicã prin care se formeazã alcoolul etilic şi bioxidul de carbon. Schema procesului tehnologic este prezentatã în figura 10.2.

124

Drojdie

Cereale

Cartofi

Curãţire

Spãlare

Apã

Malţ pt. spirt (slad) Mãcinare umedã Lapte de slad

Mãcinare

Fierbere

Zaharificare

Bioxid de carbon

Fermentare

Plãmada fermentatã Distilare

Alcool brut

Rectificare

Borhot

Alcool tehnic (frunţi şi cozi)

Alcool rafinat

Ulei de fuzel

Fig. 10.2. Schema de operaţii pentru procesul tehnologic de fabricare aalcoolului etilic din cereale şi cartofi.

125

Curãţirea cerealelor se realizeazã prin procedee mecanice (tarare, triere, vânturare). Prin fierbere se urmãreşte cleificarea şi solubilizarea amidonului astfel ca enzimele amilolitice (amilazele) din malţul pentru spirt sã poatã acţiona mai eficient în decursul operaţiei de zaharificare. Fierberea cerealelor sau a cartofilor se realizeazã în autoclave. În urma fierberii se obţine plãmada fiartã ce va fi supusã zaharificãrii. Zaharificarea este procesul de transformare a amidonului cleificat în maltozã (aproximativ 80%) şi dextrine (aproximativ 20%). Acest proces are loc sub acţiunea amilazelor conţinute în slad. În loc de slad se poate lucra cu preparate enzimatice fabricate de firme specializate. Alãturi de amilaze, acţioneazã şi enzimele proteolitice care hidrolizeazã proteinele şi le transformã în peptide şi aminoacizi necesare pentru dezvoltarea drojdiilor. Zaharificarea cuprinde urmãtoarele etape: -rãcirea plãmezii la 72-73ºC când se face o fluidificare a plãmezii cu ajutorul a 1/3 din masa laptelui de slad; -reducerea temperaturii la 63-64ºC după care se adaugă din nou lapte de slad; -menţinerea temperaturii la 60-62ºC pentru a permite acţiunea enzimelor amilolitice şi proteolitice. Sfârşitul zaharificării se verifică cu soluţia iod-iodură de potasiu cu care se evidenţiază absenţa amidonului. Dupã zaharificare plãmada se rãceşte la 30ºC, se adaugã drojdia şi apoi se continuã rãcirea pânã la 18ºC, când plãmada zaharificatã este trecutã în linurile de fermentare. Utilajele folosite la zaharificare sunt numite zaharificatoare. Ele sunt vase cilindrice prevãzute cu agitatoare şi serpentinã de rãcire. Laptele de slad este necesar în proporţie de 2,5-3 kg pentru 100 kg cereale sau cartofi. Fermentarea plãmezii de cãtre drojdii cuprinde urmãtoarele operaţii: -pregãtirea drojdiilor pentru fermentaţie; -pregãtirea plãmezii speciale pentru drojdie; -fermentarea plãmezii principale. Drojdia cu care se inoculează plămada zaharificată, numită drojdie de cuib se obţine fie din culturi pure selecţionate, fie din drojdie comprimată sau uscată. Drojdia este însãmânţatã pe o plãmadã specialã, acidulatã pentru a-i pãstra puritatea şi puterea de fermentare. Pentru obţinerea cuibului de drojdie, în prealabil trebuie sã se pregãteascã un mediu de culturã special. Acest mediu se preparã din plãmadã dulce (zaharificatã), cãreia i se adaugã slad sub formã de lapte de slad care este sursã de azot asimilabil pentru drojdii. Dupã adãugarea sladului, plãmada se menţine la 58-62ºC, timp de 1-2 ore pentru ca amidonul conţinut în sladul introdus sã fie 126

zaharificat. Apoi în mediul de culturã se introduce acid sulfuric care are rol de antiseptic. Plămada specială în care se cultivă drojdia de cuib este de circa 8% din cantitatea de plămadă principală. Plãmada zaharificatã şi acidulatã este pasteurizatã la 75-80ºC, dupã care este rãcitã rapid la temperatura de însãmânţare cu dojdii de 30ºC. Dupã însãmânţare, temperatura mediului este coborâtã la circa 20ºC. Fermentarea plãmezii principale începe o datã cu introducerea drojdiei în zaharificator, de unde, dupã multiplicarea drojdiilor, este trecutã în linurile de fermentare. În cazul unei fermentaţii desfãşurate în bune condiţii, are loc transformarea practic totalã a zahãrului fermentescibil din plãmadã, sub acţiunea drojdiilor, în alcool etilic şi bioxid de carbon. Se obţin concentraţii mari de alcool şi randament ridicat dacă se lucrează în condiţii de sterilizare depline. De aceea, linurile de fermentare sunt prevăzute cu dispozitive hidraulice de închidere, care permit reţinerea bioxidului de carbon depozitat, dar opresc intrarea aerului din exterior. . Procesul de fermentare a plãmezii dureazã aproximativ 72 ore pentru plãmezile de porumb şi circa 50 ore pentru cele de cartofi. Distilarea plãmezii fermentate Plămada fermentată conţine circa 8-10% alcool etilic. Lichidul rezultat în urma fermentãrii plãmezii zaharificate conţine pe lângã alcool etilic, acid acetic, alcooli superiori, glicerinã şi substanţe nevolatile (zaharuri, sãruri minerale, substanţe proteice). Acesta se separă de celelalte componente ale plămezii în aparate speciale de distilare de tip coloană. Substanţele nevolatile din plămada fermentată sunt numite borhot. Borhotul este folosit pentru furajarea animalelor. Distilarea este realizatã în coloane de distilare cu talere. Se obţine alcoolul etilic brut având tãria alcoolicã de 80-85 grade. Rafinarea alcoolului brut Alcoolul brut este un amestec complex de substanţe volatile care conţine alcool etilic, apã, acizi organici, aldehide, esteri, alcooli superiori şi baze volatile. Substanţele organice trebuie eliminate din alcoolul brut deoarece, prezente în proporţie de circa 1% , îi imprimã acestuia miros şi gust neplãcut astfel încât nu poate fi utilizat la fabricarea bãuturilor alcoolice. Rafinarea se realizează în coloana de rectificare, după ce în prealabil, alcoolul brut este supus unei tratări chimice care constă în neutralizarea acizilor volatili, saponificarea esterilor şi oxidarea aldehidelor. Neutralizarea şi saponificarea se fac cu soluţie de NaOH sau Na2CO3. Pentru oxidarea aldehidelor se foloseşte soluţie de KMnO4 de concentraţie 1%. În general, pentru tratarea chimicã a unui hectolitru de alcool brut sunt necesare 15-30g NaOH şi 5-15g KMnO4. Pentru rafinarea alcoolului brut se folosesc douã tipuri de instalaţii: cu funcţionare periodicã şi cu funcţionare continuã. 127

În urma rectificãrii se obţin trei fracţiuni: - o fracţiune în care se gãsesc compuşii mai uşor volatili decât etanolul, deci care au punctul de fierbere mai mic decât 78,3°C, denumită frunţi de distilare, sau spirt frunţi, pe scurt frunţi; -alcoolul etilic de 96%, având punctul de fierbere de 78,15°C; -alcoolul sau spirtul cozi, care conţine o serie de componenţi mai greu volatili; -uleiul de fuzel este format din impuritãţi cu volatilitate scãzutã şi constituie reziduul procesului de rectificare. Spirtul frunţi şi spirtul cozi se amestecã şi se foloseşte ca alcool tehnic în industrie. Uleiul de fuzel se utilizeazã ca dizolvant. Uleiul de fuzel conţine alcooli superiori: amilic, izoamilic, izobutilic, propilic.

128

12. TEHNOLOGIA LAPTELUI ŞI A PRODUSELOR LACTATE 12.1. Proprietăţi fizico-chimice ale laptelui Laptele este produsul de secreţie al glandelor mamare ale mamiferelor. În industrie, este prelucrat în special laptele de vacã, dar şi cel de oaie, caprã, bivoliţã. Proprietãţile fizice şi senzoriale ale laptelui de vacã sunt urmãtoarele: culoare alb-gãlbuie, gust dulceag, densitate 1,027-1,034 kg/dm3, punct de fierbere 100,15-100,17°C, punct de congelare –0,555ºC. Laptele de vacã are pH-ul uşor acid situat între 6,6 şi 6,8. Aciditatea laptelui se exprimã în grade Thőrner. 1º Thőrner reprezintã numãrul de ml de soluţie NaOH 1N necesar pentru neutralizarea unui litru de lapte. Laptele este un amestec complex format din: apã, lipide, protide, glucide şi sãruri minerale. Laptele este un lichid instabil. Globulele de grãsime, având densitatea subunitarã, se separã la suprafaţã sub formã de smântânã. Lactoza este fermentatã de cãtre unele microorganisme. Cazeina, care este dispersatã coloidal în lapte, precipitã sub formã de fosfocazeinat de calciu sub acţiunea acizilor când pH-ul atinge valoarea 4,6. 12.2. Colectarea laptelui Fabricile de produse lactate prelucreazã laptele colectat din zonele apropiate. Imediat dupã ce este muls, laptele trebuie supus unui tratament primar care constã în: -filtrarea prin site, tifon sau ţesãturi speciale pentru îndepãrtarea impuritãţilor mecanice; -rãcirea laptelui pânã la +2...+5ºC pentru a se încetini dezvoltarea microorganismelor din lapte care sunt endogene sau provin din mediul înconjurãtor (praf, furaje, ustensile şi utilaje, bãlegar, etc.). În lapte se pot gãsi bacterii lactice, drojdii şi mucegaiuri. -depozitarea în tancuri izoterme. De la centrele de recoltare, transportul laptelui se face cu mijloace auto în bidoane sau în cisterne izoterme. În cadrul fabricii, laptele se prelucreazã, obţinându-se laptele de consum sau este folosit ca materie primã pentru obţinerea de produse lactate: produse lactate dietetice acide (iaurt, chefir, lapte bătut), smântânã, brânzeturi, unt.

129

12.3. Tehnologia laptelui de consum Procesul tehnologic de obţinere a laptelui de consum cuprinde urmãtoarele operaţii principale: recepţia, rãcirea laptelui, curãţirea laptelui de impuritãţi, normalizarea laptelui, omogenizarea, pasteurizarea, ambalarea, depozitarea. Schema tehnologică de obţinere a laptelui de consum pasteurizat este următoarea (figura 12.1 )

130

:

Lapte

Recepţie calitativă şi cantitativă

Curăţirea laptelui

Omogenizare

Pasteurizare

Răcire

Dezaeraredezodorizare (la laptele cu mirosuri străine)

Depozitare

Ambalare

Depozitare lapte ambalat Fig. 12.1 Schema tehnologică de obţinere a laptelui de consum pasteurizat 131

Tanc de răcire al laptelui Recepţia laptelui se face atât cantitativ (gravimetric sau volumetric) cât şi calitativ. Recepţia calitativã constã în examinarea laptelui din punct de vedere senzorial, fizico-chimic şi microbiologic. Proprietãţile fizico-chimice urmãrite sunt: densitatea laptelui, conţinutul de grãsime, aciditatea laptelui, etc. Curãţirea laptelui de impuritãţi se face prin filtrare sau prin centrifugare. Normalizarea laptelui Conţinutul de grãsime al laptelui recepţionat variazã în limite relativ largi iar, la livrarea laptelui de consum pe piaţã acesta trebuie sã aibã un anumit conţinut de grãsime, constant în funcţie de sortiment. Normalizarea laptelui se poate realiza prin micşorarea sau prin creşterea conţinutului de grãsime. Reducerea conţinutului de grãsime se realizeazã prin extragerea unei pãrţi din smântânã din lapte cu ajutorul separatoarelor centrifugale sau prin amestecarea unui lapte integral cu lapte smântânit. Pentru creşterea conţinutului de grãsime a laptelui se adaugã smântânã proaspãtã în lapte sau se amestecã laptele cu un conţinut scãzut de grãsime cu un lapte având un conţinut mai mare de grãsime. Calculul normalizãrii laptelui se poate face prin metoda pãtratului lui Pearson cunoscutã şi sub denumirea de regula amestecurilor. Calculul normalizãrii laptelui se poate face pe baza unor formule de bilanţ de materiale şi bilanţ de grãsime. De regulã, pentru normalizarea laptelui de consum, se foloseşte lapte smântânit care se obţine prin separarea grãsimii dintr-o cantitate de lapte integral care se amestecã apoi cu lapte integral în proporţii stabilite prin pãtratul lui Pearson sau prin calcule de bilanţ.

132

În cazul folosirii pãtratului lui Pearson se fac urmãtoarele notaţii: A- conţinutul de grãsime mai mare; B- conţinutul de grãsime mai mic; C- conţinutul de grãsime la care trebuie sã se ajungã. A

I= C - B

pãrţi de lapte cu A grãsime

II = A - C

pãrţi de lapte cu B grãsime

C B

Un exemplu de calcul pentru normalizarea laptelui este prezentat mai departe. Se normalizeazã 2500 l lapte cu un conţinut de 3,5% grãsime, la 2% grãsime, prin adaos de lapte smântânit cu 0,1% grãsime. Ce cantitate de lapte smântânit trebuie adãugatã? În pãtratul lui Pearson se complecteazã datele astfel: -sus, în stânga, conţinutul de grãsime cel mai mare, în acest 3,5%; -jos, în stânga, conţinutul de grãsime mai mic, în acest caz 0,1% pentru laptele smântânit; -în centru, coţinutul de grãsime la care dorim sã fie laptele normalizat, în acest exemplu 2%; -sus, în dreapta, diferenţa cifrelor pe diagonalã (2,0 - 0,1 = 1,9 ); -jos, în dreapta, diferenta cifrelor pe diagonalã (3,5 - 2 = 1,5 ); 3.5

1.9 2

0.1

pãrţi din laptele integral folosit la normalizare

+ 1.5

pãrţi din laptele smântânit folosit la normalizare

3.4

totalul pãrţilor

1,9 l lapte cu 3,5% grãsime . . . . 1,5 l lapte cu 0,1% grãsime 2500 l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .x x = 2500 · 1,5 / 1,9 =1973,7 l ~ 1980 l lapte cu 0,1% grãsime. Pentru normalizarea a 2500 l lapte cu 3,5% grãsime este necesar sã se amestece cu 1980 l lapte smântânit ( 0,1% grãsime ) şi se obţin 2500 + 1980 = 4480 l lapte normalizat cu 2% grãsime.

133

Standardizarea laptelui de consum , la un conţinut de grăsime de 1,8 % , prin amestecarea de lapte integral cu 4% grăsime şi lapte degresat (smântânit) cu 0,05 % grăsime (separat din lapte integral cu ajutorul separatorului centrifugal)

134

C

Centrifugă pentru separarea smântânii din lapte

Sectiune prin tamburul separatorulului centrifugal pentru separarea smântânii din lapte Funcţionarea şi circuitul laptelui în toba separatoare este următoarea: Laptele intră în toba de separare şi se repartizează între talerele separatorului. Datorită forţei centrifuge, globulele de grăsime , cu densitate mai mică se 135

aglomerează spre centru, iar laptele smântânit (degresat) este proiectat spre periferia tobei. Grăsimea separată se ridică pe lângă distribuitor spre spaţiul dinspre marginea interioară a talerelor. Laptele degresat , împins la marginea talerelor se ridică pe deasupra ultimului taler de unde este evacut printr-un orificiu de evacuare. Omogenizarea laptelui are ca scop reducerea diametrului globulelor de grãsime din lapte de la o medie de 3,5 - 5 µm pânã la 2 µm ceea ce duce la stabilizarea emulsiei de grãsime, evitându-se separarea acesteia la suprafaţa produsului. Omogenizarea constã în trecerea laptelui sub presiune printr-o supapã de omogenizare în care are loc mãrunţirea globulelor de grãsime. Temperatura optimã de omogenizare este de 60...80ºC, iar presiunea de omogenizare este de 120 - 180 daN / cm2. Pasteurizarea laptelui este operaţia de încãlzire a laptelui la temperaturi sub 100°C pentru a se distruge formele vegetative ale microorganismelor prezente în lapte . Regimul de pasteurizare (timpul de pasteurizare şi temperatura la care are loc pasteurizarea ) trebuie ales astfel încât sã se asigure pe de o parte distrugerea bacilului tuberculos şi pe de altã parte sã nu ducã la modificarea proprietãţilor senzoriale şi fizico-chimice ale laptelui. Pasteurizarea se poate realiza în cazane sau în vane de pasteurizare cu pereţi dubli prin care circulã agentul de încălzire sau în pasteurizatoare cu plãci. Se pot aplica mai multe metode de pasteurizare: -pasteurizare joasã care se realizeazã la 63. . .65ºC timp de 30 min; -pasteurizare la temperaturi înalte la minimum 72ºC timp de 15secunde; -pasteurizare instantanee care se realizeazã la o temperaturã de minimum 75ºC urmatã de rãcirea bruscã la 10ºC;

136

Schema instalaţiei de pasteurizare a laptelui

137

Instalaţie de paasteurizare a laptelui

138

Dezaerarea-dezodorizarea se realizeazã cu ajutorul instalaţiei Vacreator si are ca scop eliminarea eventualelor mirosuri neplãcute din lapte. Rãcirea laptelui se face în secţiunea de rãcire a pasteurizatorului cu plãci. Laptele este rãcit la temperatura de 4. . .6ºC. Dupã rãcire, laptele este depozitat în tancuri izoterme pânã în momentul ambalãrii. Tancurile sunt prevãzute cu agitatoare montate înclinat în plan vertical pntru a evita separarea particulelor de grãsime la suprafaţa laptelui. Ambalarea laptelui de consum se poate face în bidoane de aluminiu, butelii de sticlã, butelii de material plastic, pungi din material plastic sau ambalaje din carton cerat cu polietilenã. Dupã ambalare, laptele este pãstrat în depozit pânã la livrare. Perioada de depozitare este de maxim 24 ore, iar temperatura în spaţiul de depozitare trebuie sã fie de maxim 4ºC.

12.4. Tehnologia produselor lactate dietetice acide Produsele lactate dietetice acide se clasificã în douã grupe: produse obţinute numai prin fermentare lacticã (iaurt, lapte bãtut, sana, lapte acidofil ) şi produse obţinute prin fermentaţie mixtã, lacticã şi alcoolicã (chefir). Produsele din prima grupã se caracterizeazã printr-un coagul relativ dens cu gust acid datoritã acumulãrii de acid lactic. Produsele din grupa a doua (chefir) prezintã un coagul fin strãbãtut de bule de CO2 şi au gustul acid, uşor astringent, datoritã acumulãrii de acid lactic, alcool etilic şi CO2. Produsele lactate dietetice acide se obţin prin fermentarea laptelui sub acţiunea culturilor de bacterii lactice care, în cazul produselor din grupa a doua, sunt asociate cu unele specii de drojdii. Bacteriile lactice fermenteazã lactoza care este transformatã în acid lactic. Aciditatea laptelui creşte şi are loc coagularea lui. De asemenea sub acţiunea bacteriilor lactice, substanţele proteice suferã hidrolizã parţialã devenind mai uşor de digerat pentru organism şi deci mai uşor asimilabile. De aceea, aceste produse au o valoare nutritivã ridicatã. Ele conţin toate elementele nutritive ale laptelui sub o formã uşor asimilabilã. Consumul acestor produse duce la o îmbunãtãţire a compoziţiei microflorei intestinale prin inhibarea dezvoltãrii bacteriilor de putrefacţie şi patogene şi prin intensificarea acţiunii secretoare şi motorii a tractului intestinal. Produsele lactate dietetice acide au o durată de pãstrare mai mare decât cea a laptelui, ceea ce prezintã un avantaj economic important. Tehnologia de obţinere a produselor lactate dietetice acide cuprinde operaţiile: recepţia laptelui, normalizarea, pasteurizarea, însãmânţarea laptelui 139

cu culturi de bacterii lactice, repartizarea în ambalaje mici, fermentare, prerãcire, rãcire, depozitare. Pentru însãmânţare se folosesc culturi de bacterii selecţionate având putere acidifiantã mare şi capacitate aromatizantã. Aceste culturi de bacterii sunt livrate de laboratoare specializate sub formã lichidã sau liofilizatã (uscate sub vid înaintat în stare congelatã). 12.4.1. Iaurtul Iaurtul este cel mai vechi şi mai rãspândit dintre produsele lactate acide. Numele de iaurt este de origine turcã, "ia-urt" însemnând lapte acru. Iaurtul se obţine sub acţiunea a douã bacterii lactice: Streptococcus thermophilus şi Lactobacillus delbrueckii , ssp bulgaricus Schema procesului tehnologic de fabricare a iaurtului este prezentatã în figura 12.1. Caracteristicile fizico-chimice ale diferitelor sortimente de iaurt sunt redate în tabelul 12.1. Tabelul 12.1 Caracteristicile fizico-chimice ale diferitelor sortimente de iaurt Indicatorul Iaurt extra Iaurt gras Iaurt slab Grãsime, % 4 2,8 0,1 Substanţã uscatã, 15 11,3 8,5 % minimum Substanţe 4 3,2 3,2 proteice, % minimum Zer expulzat, % 2 5 5 maximum Aciditate, ºT 75-145 75-145 75-145

140

120 Recepţia calitativã şi cantitativã a laptelui Curãţire

I

Normalizare

Iaurt tip gras şi tip slab

II Iaurt extra

Pasteurizare

Omogenizare Pasteurizare Concentrare pânã la 15% s.u.

Rãcire la 45ºC Însãmânţare cu culturi de bacterii lactice Repartizare în ambalaje mici Termostatare (43-45ºC; 2,5-3 ore) Prerãcire (18. . .20ºC, 30 min Rãcire (2. . . 8ºC) Depozitare (2 . . . 8ºC) Livrare

141

Fig. 12.1. Schema procesului tehnologic de fabricare a iaurtului Însãmânţare cu culturi de bacterii lactice este numită şi inoculare şi constă în adaosul direct al culturii de bactreii lactice în lapte la temperatura de 42-45 ºC. Culturile de bacterii lactice utilizate, livrate de firme specializate au în componenţă două tipuri de bacterii lactice: Streptococcus thermophilus Lactobacillus delbrueckii , ssp bulgaricus Cultura concentrată de bacterii lactice se dizolvă în lapte pasteurizat, la temperatura de 25 ºC şi se adaugă sub agitare continuă în lapte. Inocularea laptelui se realizează în vane de inox. Termostatarea asigură condiţiile optime de dezvoltare a microflorei specifice şi fermentarea laptelui. Momentul final al fermentării este stabilit atât organoleptic cât şi analitic , prin determinarea acidităţii titrabile care trebuie să fie cuprinsă între 80 – 90 º T sau prin determinarea pH-ului care trebuie să ajungă la 4,6… 4,7 . Prerăcirea iaurtului din ambalaje se realizează într-o cameră frigorifică şi are ca scop formarea coagulului ferm şi prevenirea separării zerului. Prerăcirea este necesară pentru a împiedica acidifierea în continuare a produsului. Prerăcirea are loc la temperatura de 18… 20 º C şi durează 30 de minute.

142

Masina de ambalat iaurt Răcirea la temperatura de 2…8 º C are loc în camera frigorifică. În cursul răcirii coagulul devine mai compact, aroma se accentuează şi gustul devine mai plăcut. Iaurtul este păstrat în camera frigorifică până la livrare. Caracteristicile fizico-chimice ale diferitelor sortimente de iaurt sunt redate în tabelul 12.1. Tabelul 12.1 Caracteristicile fizico-chimice ale diferitelor sortimente de iaurt Indicatorul Iaurt extra Iaurt gras Iaurt slab Grãsime, % 4 2,8 0,1 Substanţã uscatã, 15 11,3 8,5 % minimum Substanţe 4 3,2 3,2 proteice, % minimum Zer expulzat, % 2 5 5 maximum Aciditate, ºT 75-145 75-145 75-145

1 - vana pentru preparare iaurt ; 2 - pompă pentru vehicularea laptelui şi a iaurtului; 3 - schimbător de căldură pentru pasteurizarea laptelui utilizat la fabricarea iaurtului; 4 – maşina de ambalat iaurt la pahare

143

Schema unei instalaţii de fabricare a ianurtului cu coagul fluid ( inocularea si termostatarea se fac in vană, iar apoi coagulul este agitat pentrru fluidizare şi trimis la masina de ambalat 12.4.2. Chefirul Chefirul este un produs ce rezultã în urma unei fermentaţii mixte: fermentaţie lacticã şi alcoolicã. Fermentaţia mixtă se produce sub acţiunea granulelor de chefir, care sunt culturi bacteriene naturale foarte complexe pe o matrice de proteine, lipide şi glucide (contin o poliglucida numita chefiran). Granulele de chefir au aspectul unei conopide si dimensiuni care variază de la marimea unei unei nuci până la cea a unui bob de orez. Din punct de vedere microbiologic, granula de chefir reprezintă o cultură bacteriană naturală foarte complexă. Granulele de chefir au o anumită structură şi poate fi comparată cu un organism viu, adică creşte, se multiplică şi transmite structura şi proprietăţile sale altor generaţii. În granulele de chefir trăiesc în simbioză bacterii lactice, bacterii acetice şi drojdii: • Streptococcus lactis; • Streptococcus diacetilactis; • Streptococcus citrovorum; • Betabacterium caucasium care descompune parţial cazeina si măreste cantitatea de peptone din produs; • Bacterium caucasium; • drojdia Torula Kefiri. Streptococii lactici produc fermentaţia lacticã care duce la coagularea laptelui, bacteriile formeazã produşi de aromã, iar drojdiile produc alcool şi dioxid de carbon.

Granula de chefir

144

Granula de chefir Chefirul se obţine prin procedeul clasic în care fermentarea are loc în ambalaje mici sau prin fermentare în vanã. Procedeul clasic de fabricare a chefirului constã din însãmînţarea laptelui pasteurizat şi rãcit la temperatura de 20…22ºC şi apoi repartizarea în ambalaje mici în care are loc fermentarea. Urmează răcirea - maturarea chefirului şi depozitarea în spaţii frigorifice la 6...8 ºC. Pentru obţinerea chefirului, fermentarea laptelui se realizeazã în douã faze: -în prima fazã, la temperatura de 18…20ºC timp de 16…20 ore se asigurã condiţiile pentru fermentaţia lacticã; -în a doua fazã la temperatura de 10…20ºC, timp de 1…2 zile are loc fermentaţia alcoolicã. Procedeul de fermentare " în vanã " are loc de asemenea în douã etape: -fermentarea I, fermentarea lacticã se face la 20…24ºC timp de 8...12 ore; -fermentarea II, (când predominã fermentaţia alcoolicã şi a microflorei aromatizante are loc la temperatura de 12…14ºC) timp de 6…12 ore. Dupã terminarea fermentãrii II urmeazã ambalarea chefirului. Chefirul are un coagul fin, omogen, cu o consistenţã fluidã. Gustul este acrişor, uşor înţepãtor şi rãcoritor. Indicatorii fizico-chimici ai chefirului sunt: -conţinut de grãsime 3,3% sau în funcţie de sortiment; -substanţe proteice 3 %; -aciditate, maximum 110ºT; -conţinut alcool 0,1-0,6%. 145

12.5. Laptele praf Laptele praf se obţine prin deshidratarea avansatã a laptelui de vacã normalizat. Se fabricã lapte praf degresat şi lapte praf cu un conţinut standardizat de grãsime. Materia primã destinatã fabricãrii laptelui praf trebuie sã fie de foarte bunã calitate. Procesul tehnologic de obţinere a laptelui praf cuprinde urmãtoarele operaţii: recepţia laptelui, normalizarea, pasteurizarea pentru distrugerea bacteriilor şi inactivarea enzimelor, concentrarea laptelui, omogenizare, uscare, rãcire, ambalare, depozitare şi livrare. Concetrarea laptelui se face pânã la 33-35% pentru laptele care va fi uscat prin procedeul de uscare în peliculã (pe valţuri) şi pânã la 40-50% pentru laptele destinat uscãrii prin pulverizare. Omogenizarea laptelui se aplicã numai pentru laptele care conţine grãsime. Omogenizarea se poate face fie dupã o concentrare parţialã a laptelui, fie dupã concentrarea finalã. Uscarea laptelui se poate realiza prin douã procedee: - procedeul de uscare în peliculã; - procedeul de uscare prin pulverizare. Procedeul de uscare în peliculã numit şi procedeul de uscare pe valţuri constã în încãlzirea la presiune atmosfericã a unei pelicule subţiri de lapte timp de 2-3 secunde pe o suprafaţã metalicã încãlzitã cu abur la temperatura de 115140ºC.Temperatura peretelui metalic care intrã în contact cu laptele este situatã deasupra punctului de fierbere a laptelui. Cele mai utilizate sunt instalaţiile de uscare cu valţuri. Valţurile metalice sunt aşezate orizontal şi paralel la o distanţã foarte micã între ele (0,5-0,75mm). Valţurile sunt încãlzite în interior cu abur. Deasupra valţurilor este montat un bazin de alimentare cu lapte încălzit în prealabil la 71ºC. Laptele se rãspândeşte uniform şi se usucã. Datoritã evaporãrii rapide a apei, temperatura laptelui uscat nu atinge temperatura valţurilor. Pelicula de lapte uscat este detaşatã cu ajutorul unor racleţi sub formã de benzi continue care sunt preluate de un transportor elicoidal şi mãrunţite întâi grosier şi apoi fin în moara cu ciocane. Laptele praf obţinut prin uscarea în peliculã prezintã o solubilitate de maximum 85%. Procedeul de uscare prin pulverizare (atomizare) este un procedeu modern ce permite obţinerea unui produs cu proprietãţi calitative superioare atât ca aspect (culoare) cât şi ca gust şi miros având solubilitatea de peste 99%. Principiul de bazã al acestui procedeu constã în pulverizarea laptelui sub formã de picãturi foarte fine (ceaţã) într-o camerã de uscare în care se introduce un curent de aer uscat având temperatura de 140-170ºC. Datoritã temperaturii ridicate a aerului introdus in camera de uscare şi a suprafeţei mari de contact, laptele se usucã aproape instantaneu şi se transformã într-un praf fin care este 146

ulterior separat de aer. Deoarece evaporarea apei are loc atât de repede, temperatura în picãturile de lapte nu depãşeşte 49-54ºC. Laptele praf care cade la baza camerei de uscare, este evacuat continuu. In figura 1 este aratata o instalaţie de uscare a laptelui Anhidro , Danemarca. Este formata din trei părţi principale: sistemul de încălzire al aerului , camere de uscare şi cicloane.

1-dispozitiv de pulverizare centrifugal, 2-pompă de alimentare , 3- baterii de încălzire aerului , 4- distribuitor de aer, 5-cameră de uscare, 6- dispozitiv de evacuare a aerului, 7baterie de cicloane, 8- ventilator de aspiraţie , 9- ecluze pentru lapte praf ,10- conductă de răcire şi transport pneumatic , 11- ciclon final cu dispozitiv de reţinere , 12- tablou de comandă.

Instalaţie de uscare a laptelui

147

a) Imagine a unei instalatii de uscare lapte prin pulverizare

b) Instalatie de uscare a laptelui prin pulverizare într-o fabrica de lapte

http://www.google.com/search?tbm=isch&hl=en&source=hp&q=milk+drying&gbv=2&oq=milk+drying&aq=f &aqi=&aql=1&gs_l=img.12...2813l15235l0l17344l11l11l0l0l0l0l781l2766l3-2j0j2j1l5l0.efis.1.

Uscarea laptelui pe valturi

Laptele praf este folosit în alimentaţie sau în industria alimentarã: în industria cãrnii, în industria produselor zaharoase (caramele, ciocolatã), în industria panificaţiei (pâine, biscuiţi etc.), la fabricarea îngheţatei.

148

12.6. Smântâna Smântâna este un produs lactat având o compoziţie asemãnãtoare cu cea a laptelui, dar având un conţinut mai mare de grãsime. Aceasta variazã în limite destul de largi, între 20 şi 70%, în mod obişnuit fiind cuprins între 20 şi 40%. Smântâna mai conţine apã şi substanţã uscatã negrasã formatã din componenţii laptelui, a cãror proporţie variazã în funcţie de procentul de grãsime. De exemplu, smântâna cu un conţinut de 30% grãsime are, în medie, urmãtoarea compoziţie: -grãsime . . . . . . . .30% -apã . . . . . . . . . . . 64% -proteine . . . . . . . 2,7% -lactozã . . . . . . . . . 3% -substanţe minerale 0,3%

-substanţã uscatã negrasã

-plasma

Proteinele, lactoza şi substanţele minerale reprezintã substanţa uscatã negrasã care cu apa formeazã aşa numita "plasmã" în care este emulsionatã grãsimea. Smântâna se obţine din lapte prin aşa numita smântânire a laptelui care constã în separarea grãsimii din lapte pe baza diferenţei de densitate între grãsimea din lapte şi ceilalţi componenţi ai laptelui. În urma smântânirii laptelui se obţine smântâna şi laptele smântânit Smântânirea laptelui se poate realiza pe cale naturalã sau mecanicã. Smântânirea naturală se observã la laptele lãsat în repaus un anumit timp şi are loc sub acţiunea forţei gravitaţionale datoritã densitãţii mai mici a smântânii. Smântânirea naturalã nu se aplicã în industrie deoarece prezintã unele dezavantaje ca: durata mare, faptul cã în lapte rãmâne 1% grãsime, aciditatea ridicatã a smântânii obţinute. Smântânirea mecanicã a laptelui se realizeazã pe cale centrifugalã. Smântâna poate fi folositã ca materie primã pentru fabricarea untului sau se poate prelucra în smântânã destinatã alimentaţiei (smântânã de consum). Smântâna pentru consum poate fi de doua tipuri: smântânã dulce (nefermentatã) sau smântânã fermentatã. Procesul tehnologic de fabricare a smântânii este prezentat în figura 12.3.

149

Lapte Recepţie calitativã şi cantitativã Curãţire Smântânire mecanicã

Culturi de bacterii lactice

Normalizarea smântânii Preîncălzire Omogenizarea smântânii Pasteurizare-dezodorizare Rãcire

Smântânã dulce

Smântânã fermentatã

Rãcire la 4 - 6ºC

Rãcire la 18-22ºC

Maturare fizicã 4-6ºC, 24 ore

Maturare biochimicã

Ambalare Depozitare Livrare

Rãcire Ambalare Maturare fizicã, 5-6ºC, 24 ore Depozitare Livrare

Fig. 12.3. Schema procesului tehnologic de fabricare a smântânii de consum.

150

Smântânirea mecanicã a laptelui se realizeazã prin centrifugare în separatoare centrifugale. Sub acţiunea forţei centrifuge, componentele laptelui se separã pe baza diferenţei de densitate în smântânã şi laptele smântânit. Concomitent se separã impuritãţile din lapte sub formã de nãmol. În vederea smântânirii centrifugale, laptele este încãlzit la 35-40ºC şi introdus în toba separatorului. Eficacitatea separãrii centrifugale depinde de dimensiunea globulelor de grãsime, de densitate grãsimii, respectiv a plasmei laptelui, de vâscozitatea laptelui, de calitatea acestuia (conţinutul de proteine precipitate sau de impuritãţi reduc eficacitatea separãrii). Vâscozitatea laptelui scade cu creşterea temperaturii, iar rezistenţa opusã la deplasarea globulelor de grãsime se micşoreazã. Încãlzirea faciliteazã în acelaşi timp aglomerarea globulelor de grãsime. De aceea se recomandã încãlzirea laptelui la 35-45ºC.

Centrifuga pentru smântânirea laptelui I) lapte integral; II) smântână; III lapte degresat separat Normalizarea smântânii Smântâna care se foloseşte ca smântânã de consum şi cea destinatã fabricãrii untului sau a altor produse lactate trebuie sã aibã un anumit conţinut de grãsime caracteristic. Obţinerea smântânii cu un anumit conţinut de grãsime standardizat se poate realiza fie direct din separatorul centrifugal (prin reglarea debitului de lapte, a numãrului de rotaţii ale tobei etc.) fie prin normalizare. Pentru smântâna dulce normalizarea se face la un conţinut de grãsime de 32%, iar pentru smântâna fermentatã la un conţinut între 20 şi 30% în funcţie de tipul 151

de smântânã. Normalizarea se realizeazã prin adaos de lapte smântânit sau de smântânã cu un conţinut mai mic de grãsime. Pasteurizarea smântânii Pasteurizarea smântânii trebuie realizatã la temperaturi mai mari decât în cazul laptelui, respectiv la 92-95ºC deoarece termorezistenţa microorganismelor este mai accentuatã în smântânã datoritã efectului protector al grãsimii. Pentru a îmbunãtãţi consistenţa smântânii şi a se evita separarea grãsimii de plasmã în decursul depozitãrii, înainte de pasteurizare se recomanda omogenizarea smântânii. Omogenizarea se face dupã ce smântâna a fost preîncãlzitã la 60-70ºC. Obiectivele pasteurizãrii sunt urmãtoarele: -distrugerea microbilor patogeni; -distrugerea florei nedorite respectiv drojdii, mucegaiuri şi anumite bacterii care pot produce defecte ale smântânii sau influenţeazã negativ calitatea şi conservabilitatea untului; -distrugerea enzimelor naturale existente în lapte sau a celor produse de microorganisme care pot determina modificãri calitative ale untului şi micşoreazã conservabilitatea untului; -îndepãrtarea substanţelor volatile mirositoare prin folosirea vidului parţial în procesul de pasteurizare cu ajutorul instalaţiilor de tip Vacreator. Îndepãrtarea substanţelor volatile nedorite este numitã dezodorizare. Pentru pasteurizarea smântânii se folosesc pasteurizatoare cu plãci sau instalaţii de pasteurizare de tip Vacreator în care se injecteazã abur în smântânã. Vacreatorul este format din trei compartimente care funcţioneazã sub vid: -compartiment de pasteurizare la 92-95ºC; -compartiment de evaporare a vaporilor de apã înglobaţi în smântâna diluatã care vine din compartimentul de pasteurizare. În acest compartiment temperatura este de 75-80ºC, iar presiunea de 340 mmHg; -compartiment de evaporare a vaporilor de apã rãmaşi şi a gazelor rãu mirositoare în care temperatura este de 45ºC, iar presiunea de 90 mmHg. Rãcirea smântânii pasteurizate trebuie fãcutã în sistem închis evitându-se contactul cu aerul şi prin aceasta posibilitatea de oxidare a grãsimii şi de infectare microbianã. Maturarea smântânii În funcţie de destinaţia smântânii pentru fabricarea unui anumit sortiment de smântână de consum, sau pentru fabricarea untului, aceasta este supusã maturãrii fizice sau maturãrii fizice şi biochimice. Maturarea fizicã are drept obiectiv solidificarea grãsimii şi hidratarea substanţelor proteice pentru a se obţine o anumitã consistenţã. Maturarea biochimicã se aplicã în cazul fabricãrii sortimentului smântânã fermentatã pentru consum şi în cazul smântânii destinate fabricãrii untului.

152

Maturarea biochimicã are urmãtoarele obiective: -formarea aromei specifice; -acidifierea smântânii ceea ce duce la scãderea pH-ului. În cazul fabricãrii untului, creşterea aciditãţii smântânii favorizeazã inversarea de faze ceea ce duce la îmbunãtãţirea randamentului în unt. Maturarea smântânii are loc în vane de maturare unde se face însãmânţarea cu culturi selecţionate de bacterii lactice. Pentru însãmânţare se foloseşte o culturã mixtã formatã din: -bacterii acidifiante: Streptococcus lactis cu acţiune acidifiantã puternicã şi Streptococcus cremoris care are acţiune acidifiantã redusã, dar favorizeazã obţinerea unei consistenţe cremoase; -bacterii care produc compuşi de aromã (bacterii aromatizante ) cum sunt Leuconostoc citrovorum şi Leuconostoc paracitrovorum. Substanţele de aromã sunt acetoina şi diacetilul şi se formeazã din acidul citric existent în smântânã. În timpul maturãrii biochimice se urmãreşte aciditatea smântânii .Când aciditatea atinge 50-60ºT, faza de maturare biochimicã este încheiatã. Urmeazã rãcirea smântânii fermentate care are drept scop încetinirea procesului de acidifiere şi crearea condiţiilor de dezvoltare a compuşilor de aromã. Rãcirea smântânii se face mai lent datoritã conductibilitãţii termice reduse. Rãcirea smântânii se realizeazã în douã etape: -în vanã pânã la temperatura de 10…14ºC; -în ambalaje (bidoane sau ambalaje din plastic mici) pânã la temperatura de 4…6ºC în spaţii frigorifice. Smântâna dulce sau fermentatã se depoziteazã în spaţii frigorifice curate, dezinfectate, bine aerisite la temperatura de 2…5ºC. 12.7. Tehnologia fabricãrii untului Untul este un produs cu o importanţã deosebitã în alimentaţia omului datoritã proprietãţilor sale nutritive şi energetice. Untul se obţine prin baterea smântânii şi conţine grãsime, apã şi substanţã uscatã negrasã. Procesul tehnologic de fabricare a untului cuprinde douã etape principale: -smântânirea laptelui; -obţinerea untului din smântânã. Procedeul clasic de fabricare a untului cuprinde urmãtoarele etape: recepţia laptelui (calitativã şi cantitativã), smântânirea mecanicã a laptelui, normalizarea smântânii, pasteurizarea şi dezodorizarea smântânii, maturarea fizicã şi biochimicã a smântânii, baterea smântânii în urma cãreia se obţine untul cu 74-83% grãsime şi zara, un subprodus lichid ce conţine 7-9,5% substanţã uscatã, spãlarea untului, malaxarea şi ambalarea untului. Schema procesului tehnologic de fabricare a untului este redatã în figura 12.4.

153

Inversarea fazelor Pentru obţinerea untului din smântânã este necesar sã se realizeze inversarea fazelor cu eliminarea concomitentã a zarei: G/A smântânã

A/G unt

+

Zarã

Smântâna este o emulsie G/A în care globulele de grãsime sunt dispersate în plasmã, iar untul este o emulsie A/G în care grãsimea este faza continuã ce conţine apã sau plasmã dispersate sub formã de picãturi fine. Zara care se obţine concomitent cu untul conţine 7-9,5% substanţã uscatã formatã din: lactozã (3,3-3,7%), substanţe azotoase (3-3,3%), grãsime (0,10,9%), substanţe minerale (0,6-0,7%). Pentru a se realiza inversarea fazelor în scopul obţinerii untului din smântânã sunt aplicate trei procedee: -procedeul prin aglomerare; -procedeul prin concentrare; -procedeul prin combinare. Procedeul prin aglomerare constã din unirea globulelor de grãsime şi aglomerarea în granule care apoi sunt sudate prin malaxare.

154

Lapte

Culturi de bacterii lactice

Recepţie calitativã şi cantitativã Lapte degresat

Smântânire Normalizarea smântânii Pasteurizaredezodorizare Rãcire Maturare fizicã Maturare biochimicã Inversarea fazelor

Zara

Unt

Livrare

Spalarea bobului de unt Malaxarea untului Ambalare Depozitare Livrare

Fig. 12.4. Schema procesului tehnologic de fabricare a untului prin procedeul clasic (inversia fazelor se face prin aglomarare)

155





Procedeul prin aglomerare se poate realiza: discontinuu, în putinei metalic rotativ continuu, prin procedeul Fritz.

Procedeul discontinuu prin aglomerare este bazat pe baterea smântânii într-un utilaj numit putinei.

Putinei metalic În timpul învârtirii putineiului are loc înglobarea de aer în smântânã şi se formeazã o spumã. Globulele de grãsime se ciocnesc cu bulele de aer ceea ce duce la deformarea şi chiar distrugerea parţialã a lor. În faza urmãtoare, globulele de grãsime se concentreazã şi se unesc formând aglomerãri sub formã de granule numite bob de unt. Procesul de formare a bobului de unt este terminat atunci când spuma îmbogãţitã în substanţã grasã lichidã şi apoi în aglomerãri de globule de grãsime devine instabilã şi se sparge. Granulele de unt sunt unite apoi prin malaxare. Factorii care influenţeazã procesul de obţinere a untului în putineele rotative sunt: construcţia putineiului, viteza de rotire, gradul de umplere a putineiului, conţinutul de grãsime al smântânii şi temperatura de batere a smântânii în putinei. Turaţia putineiului trebuie astfel aleasã încât sã se asigure cãderea smântânii de la înãlţime şi sã se împiedice menţinerea smântânii pe pereţii putineiului. Se lucrează la turaţii de 28-35 rotaţii /minut. Viteza de rotire se alege în funcţie de mãrimea putineiului. Durata baterii este în medie de 45 minute. Gradul de umplere al putineiului este de 35-40% depinzând de conţinutul de grãsime al smântânii care este supusã baterii în putinei.

156

Putineiul este prevãzut cu un vizor prin care se urmãreşte procesul de batere a smântânii. La început, smântâna vâscoasã acoperã continuu vizorul. Cãtre sfârşitul baterii începe sã se separe zara sub forma unui lichid care spalã vizorul. În acel moment s-a realizat faza de alegere a untului şi putineiul se lasã în repaus 3-5 minute. Zara se eliminã din putinei fiind trecutã într-un bazin de colectare . Spãlarea untului are ca scop înlocuirea zarei cu apã. Zara conţine substanţe proteice, lactozã , acid lactic fiind un mediu prielnic pentru înmulţirea microorganismelor. Prin înlocuirea zarei cu apã se asigurã un grad mai mare de conservabilitate a untului. Prin spãlare, bobul de unt este rãcit şi capãtã o consistenţã suficient de tare care previne aglomerarea şi favorizeazã îndepãrtarea zarei şi a apei de spãlare. Apa de spãlare are temperatura de 6...10ºC vara şi 10...12ºC iarna. Se fac 2-3 spãlãri pânã când apa care se scurge din putinei este limpede, fãrã urme de zarã. Malaxarea untului are urmãtoarele obiective: transformarea într-o masã compactã şi omogenã a boabelor de unt, repartizarea uniformã a apei şi reglarea conţinutului de apã. Prin malaxare se asigurã untului o structurã caracteristicã în care globulele de substanţã grasã, particulele de grãsime solide, particulele de cazeinã, picãturile de apã şi bulele de aer sunt dispersate într-o fazã lichidã continuã de substanţã grasã. În decursul malaxãrii untului au loc urmãtoarele procese: -presarea boabelor de unt cu expulzarea de apã şi zarã; -frecãri lamelare ale masei de unt şi fracţionarea unor constituenţi ai untului, în special a picãturilor de apã. Durata malaxãrii este de 20-40 minute (pentru procedeul discontinuu prin aglomerare). Reglarea conţinutului de apã din unt se face la sfârşitul malaxãrii, necesarul de apã fiind calculat cu relaţia: A = Cu (Ad - Ae)/ 100-Ae A- cantitatea de apã ce se adaugã la sfâşitul malaxãrii, în kg Cu- cantitatea de unt probabilã (calculatã), în kg Ad- conţinutul de apã dorit în unt, în % Ae- conţinutul de apã existent în unt, în % Cantitatea probabilã de unt se calculeazã cu ajutorul relaţiei: Cu =Cs (Gs - Gz)/ (Gu - Gz)

în care: Cs- cantitatea de smântânã folositã, în kg Gs - grãsimea din smântânã, în % Gu- grãsimea din unt, în % Gz- grãsimea din zarã, în % 157

Ambalarea untului Untul se ambaleazã în hârtie tratatã şi în folie de aluminiu caşeratã cu pergament sau caşeratã cu hârtie. Untul se poate ambala şi în cutii de carton de 25 kg cãptuşite cu hãrtie de pergament simplã, tratatã sau caşeratã. Depozitarea untului Untul ambalat se depoziteazã la 2...5ºC în caz de livrare imediatã sau este congelat la -30...-25ºC şi apoi depozitat la -15...-18ºC. În aceste condiţii untul se poate conserva aproximativ 10 luni. Procedee moderne de inversare a fazelor pentru obtinerea untului din smântână Pentru a se realiza inversarea fazelor în scopul obţinerii untului din smântânã sunt aplicate trei procedee: -procedeul prin aglomerare ( procedeu discontinuu a fost descris); -procedeul prin concentrare; -procedeul prin combinare. Procedeul prin aglomerare constã din unirea globulelor de grãsime şi aglomerarea în granule care apoi sunt sudate prin malaxare. În decursul formãrii untului prin aglomerare se disting trei etape: -solidificarea zonei periferice a globului de grãsime; -eliberarea de grãsime lichidã datoritã contracţiei globulelor ca urmare a rãcirii şi a şocurilor mecanice repetate care se aplicã masei de smântânã; -sudarea globulelor de grãsime atunci când conţinutul de substanţã grasã lichidã în raport cu cea solidã este destul de ridicat. Procedeul continuu prin aglomerare (procedeul Fritz) Aglomerarea se poate realiza nu numai prin baterea smânânii în putinei ci şi printr-un procedeu continuu de obţinere a untului numit procedeul Fritz. În acest caz smântâna este introdusã într-un cilindru cu agitator şi cu manta de rãcire unde are loc baterea şi transformarea smântânii în unt. Smântâna este proiectatã sub formã de strat pe peretele cilindrului şi antrenatã într-o mişcare de rotaţie foarte rapidã. Globulele de grãsime se concentreazã spre interior fiind supuse la şocuri puternice datoritã acţiunii agitatorului şi se elibereazã astfel gãsime lichidã. În cazul acestui procedeu celelate faze de la fabricarea untului respectiv separarea zarei, spãlarea untului, malaxarea sunt realizate în cadrul unei singure instalaţii. Malaxarea are loc prin laminare, untul fiind trecut prin compartimentul final al instalaţiei prevãzut cu plãci perforate.

158

Instalatie de fabricare a untului Contimab-Simon bazată pe procedeul Fritz 1- Cilindu de batere cu agitator-batator 2 - Conductă de evacuare 3 – Compartiment de malaxare (I) 4 - Cilindu de malaxare 5 - Spirala elicoidala 6 -Primul punct de spalare 6’ – Compartimenul de malaxare (II) 7 - al doile apunct de spălare 8 - Compartimetul de malaxare (III) 9 - Zonă de presiune 10 Palete de amestecare 11 – Site cu orificii 12 – Compresor 13,14 – Sifoane de recirculare

Smântâna se introduce în cilindrul de batere 1, prevăzut cu agitator – bătător si manta de răcire. In cilindrul de batere are loc inversarea fazelor cu formarea bobului deunt , avand diemsiuni de 2-5 mm. Amestecul de boabe de unt şi zară este evacuat din cilindrul de batere printr-o conductă verticală fiind adus în compartimentul 3 al cilindrului de malaxare 4 unde se separă zara. Boabele de unt separate de zară sunt preluate de spirala elicoidală 5 a cilindrului de malaxare, sunt spălate în punctul 6 şi obligate să treacă printr-o secţiune de stoarcere în compartimentul al doilea de malaxare 6’, 159

unde se realizeză a doua spălare în punctul 7 şi fărămiţarea untului. În acest compartiment se realizează o mai bună repartizare a apei în unt. În continuare, untul este condus în compartimentul al III-lea de malaxare 8, care lucrează sub vid şi este obligat să treacă prin zona de presiune 9 , prevăzută cu site 11 şi palete de omogenizare 10. Aivci se face şi reglarea conţinutului de apă al untului prin injectarea de apă cu ajutorul compresorului 12, după care untul este forţat să trecă ajutajul de ieşire sub forma unui laminat cu secţiune dreptunghiulară. Primul sector de malaxare are două spirale elicoidale care lucrează în aceeaşi carcasă şi se rotesc în sensuri contrare. Turaţia de malaxare se reglează în limitele 10 –70 rot /minut , având grijă să nu se depaşească acest domeniu deoarece o turaţie mai mare duce la înglobarea apei în loc de eliminarea acesteia. O alta varianta a procedului Fritz este realizata in instalatia Nagema. Smântână

Fabricarea untului prin proces continuu in instalatia NAGEMA

160

Procedeul de fabricare a untului prin concentrare constã în încãlzirea smântânii la 60-70ºC şi trecerea ei într-un separator centrifugal unde are loc ridicarea conţinutului de grãsime la 82-83%. În aceastã smântânã concentratã globulele de grãsime sunt în contact foarte strâns . Smântâna concentratã este supusã acţiunii a doi cilindrii canelaţi care se rotesc în sens invers şi care se gãsesc într-un spaţiu inelar rãcit cu saramurã. Datoritã acţiunii mecanice a cilindrilor şi a temperaturii scãzute se realizeazã solidificarea parţialã şi eliberarea substanţei grase lichide care trece în fazã continuã concomitent cu emulsionarea fazei negrase. Untul obţinut prin concentrare are un conţinut ridicat de substanţã negrasã şi este bogat în substanţe antioxidante. Pe acest principiu au fost elaborate procedeele Meleşin (Rusia), Alfa (Suedia), New-Way (Australia). Procedeul de fabricare a untului prin combinare constã în destabilizarea smântânii printr-un tratament mecanic intensiv prin care membrana globulelor de grãsime este distrusã. Apoi smântâna este încãlzitã şi, cu ajutorul unui separator centrifugal, are loc separarea fazei grase de cea apoasã. Faza grasã conţine 80-90% grãsime şi în continuare este concentratã sub vid pânã la 98% grãsime. Fazei grase i se adaugã ceilalţi componenţi ai untului (apã, substanţã uscatã negrasã, sare etc.) dupã care este trecutã printr-un rãcitor-cristalizor pentru solidificarea grãsimii şi dispersia apei în unt. 12.8. Tehnologia fabricãrii brânzeturilor Brânzeturile sunt produse nefermentate sau fementate obţinute prin coagularea laptelui, scurgerea zerului rezultat şi prelucrarea coagulului format prin metode fizice şi biochimice. Brânzeturile sunt formate, în principal, din cazeinã. Aceasta constituie matricea proteicã în care este înglobatã grãsime, lactozã, acid lactic, sãruri minerale, vitamine. Se fabricã o gamã sortimentalã variatã de brânzeturi care diferã prin materia primã folositã şi procesul tehnologic de fabricare precum şi prin caracteristicile fizico-chimice, senzoriale şi microbiologice. Brânzeturile se clasificã dupã mai multe criterii. Dupã conţinutul de grãsime, brânzeturile se clasificã în : -brânzeturi slabe cu pânã la 10% grãsime în substanţa uscatã (s.u.); -brânzeturi semigrase (minim 20% grãsime în s.u.); -brânzeturi grase (minim 40% grãsime în s.u.); -brânzeturi foarte grase (minim 45% grãsime în s.u.). În funcţie de consistenţa pastei, brânzeturile pot fi: • brânzeturi moi; • brânzeturi semitari; 161

• brânzeturi tari având un conţinut scãzut de apã şi conservabilitate mare. Dupã procesul de fabricaţie brânzeturile se clasificã în: -brânzeturi proaspete; -brânzeturi maturate; -brânzeturi cu pastã-opãritã, -brânzeturi topite; -brânzeturi frãmântate. 12.8.1. Procesul tehnologic general de fabricare a brânzeturilor Procesul tehnologic general de fabricare a brânzeturilor cuprinde urmãtoarele operaţii: pregãtirea laptelui pentru cogulare (închegare), pasteurizarea laptelui, coagularea laptelui, prelucrarea coagulului, formarea brânzeturilor, presarea, sãrarea, maturarea brânzeturilor, ambalarea brânzeturilor. Pregãtirea laptelui pentru coagulare constã în recepţia calitativã şi cantitativã a acestuia, curãţirea laptelui şi normalizarea laptelui. Recepţia laptelui constã în recepţie calitativã şi cantitativã. La recepţia calitativã se face exminarea senzorialã a laptelui urmãrindu-se aspectul , mirosul şi gustul, analize fizico-chimice (gradul de puritate, densitatea, aciditate, conţinutul de grãsime, titrul proteic) şi microbiologice. Calitatea brânzeturilor depinde în mare mãsurã de calitatea laptelui şi de aceea recepţia calitativã este foarte importantã. Nu se admite lapte cu amestec de colostru, lapte provenit de la animale bolnave sau tratate cu antibiotice, lapte cu gust strãin sau cu aciditatea peste 20ºT. Normalizarea laptelui se face pentru a se asigura producţia de brânzeturi cât mai omogene din punct de vedere calitativ. Fiecare sortiment de brânzã se fabricã din lapte cu un anumit conţinut de grãsime care variazã în funcţie de conţinutul de grãsime raportatã la substanţa uscatã a brânzei ce urmeazã sã fie fabricatã, valoarea acestuia fiind stabilitã prin standarde sau norme interne de calitate. Pasteurizarea laptelui trebuie efectuatã pentru a se asigura distrugerea bacteriilor patogene şi a bacteriilor coliforme care provoacã balonarea timpurie a brânzeturilor. Totodatã pasteurizarea laptelui permite utilizarea culturilor pure de bacterii lactice sau a altor microorganisme ce acţioneazã în procesul de maturare. Pasteurizarea se face la temperaturã joasã, 63...65°C, cu menţinerea 20-30 minute sau la temperaturi medii de 71-74°C timp de 15 secunde în pasteurizatoare cu plãci. Maturarea laptelui constã în însãmânţarea cu culturi de bacterii lactice specifice pentru fiecare sortiment de brânzã. În decursul maturãrii, are loc o înmulţire a bacteriilor lactice care se vor dezvolta ulterior în timpul prelucrãrii coagulului şi al presãrii, asigurând formarea de acid lactic. Acidul lactic îmbunãtãţeşte calitatea coagulului şi frâneazã dezvoltarea bacteriilor gazogene. 162

Maturarea laptelui pasteurizat se realizeazã prin rãcirea acestuia la temperaturi apropiate de temperatura de coagulare (25…35°C) şi adãugarea de culturi pure de bacterii lactice. Dupã 30...45 minute, aciditatea laptelui creşte cu 0,5-1°T şi faza de maturare este terminatã. În laptele maturat se pot adãuga înainte de coagulare anumite substanţe cum sunt: -clorura de calciu care duce la îmbunãtãţirea capacitãţii de coagulare a laptelui datoritã restabilirii echilibrului ionilor de calciu solubili perturbat prin pasteurizare; -coloranţi pentru asigurarea nuanţei în cazul unor anumite brânzeturi. Coagularea laptelui Coagularea sau închegarea laptelui constã în trecerea laptelui din stare lichidã într-o masã gelificatã, elasticã denumitã coagul. Coagularea laptelui se poate realiza în douã moduri: -prin acidifiere; -cu ajutorul enzimelor coagulante de origine animalã (cheag sau pepsinã) sau a unor enzime fungice obţinute din diverse specii de mucegaiuri. Coagularea laptelui prin acidifiere se realizeazã sub acţiunea acidului lactic produs de bacteriile lactice prin fermentarea lactozei sau prin adaos de acizi minerali (acid clorhidric, acid sulfuric). Sub acţiunea acidului, o parte din calciul legat de cazeinã trece sub formã de sare de calciu a acidului respectiv, iar cazeina trece în acid cazeinic şi precipitã. Coagulul obţinut este numit coagul acid şi are o consistenţã moale şi un conţinut redus de sãruri de calciu. Coagularea cu acizi este mai puţin folositã. Ea este aplicatã la fabricarea brânzei proaspete de vaci când coagularea are loc sub acţiunea acidului lactic, sau la fabricarea cazeinei când se foloseşte acidul clorhidric, acidul sulfuric sau acidul lactic. Coagularea laptelui pe cale enzimaticã are loc sub acţiunea enzimelor coagulante care denatureazã cazeina ducând la precipitarea ei. Procesul de coagulare are loc în prezenţa sãrurilor de calciu din lapte sau adãugate sub formã de CaCl2. Procesul de coagulare enzimaticã se poate prezenta schematic astfel: Cazeinã + Enzimã coagulantã → Paracazeinã Paracazeinã+ Sãruri de calciu solubile →Paracazeinat de calciu precipitat. Coagulul obţinut pe cale enzimaticã se numeşte coagul dulce. Acesta prezintã o consistenţã fermã şi o aciditate redusã. Enzimele coagulante folosite sunt cheagul, pepsina sau enzimele coagulante obţinute din diverse specii de mucegaiuri numite cheag microbian. Cheagul (chimiozina sau labfermentul) este secretat de stomacul rumegãtoarelor în perioada când acestea consumã lapte.

163

Cheagul folosit la fabricarea brânzeturilor poate fi sub formã lichidã (cheag lichid) sau de pulbere (cheag praf) şi se obţine industrial în instalaţii speciale din stomace de miel sau de viţel. În cazul fabricãrii brânzeturilor tari, temperatura de coagulare este de 32…34º C, iar la fabricarea brânzeturilor moi se lucreazã la temperaturi de coagulare mai joase pentru a se asigura un conţinut de apã mai ridicat în produsul finit. Prelucrarea coagulului Coagulul rezultat în etapa anterioarã se prelucreazã în vederea eliminãrii zerului. Coagulul format prin închegarea laptelui are aspectul de masã compactã, gelatinoasã având o structurã buretoasã cu capilare prin care se eliminã zerul. Zerul este format din apã şi componentele solubile din lapte: lactozã, sãrurile

minerale şi proteinele solubile.

Baza coagulului este constituitã din molecule de paracazeinã, iar faza apoasã se prezintã sub trei forme: -apa liberã, care se aflã în spaţiile mari ale coagulului şi care poate fi eliminatã prin prelucrare şi presare; -apa capilarã conţinutã în capilarele coagulului. Aceasta nu se poate elimina prin presare ci doar prin încãlzirea coagulului când se micşoreazã spaţiile capilare. -apa de constituţie este legatã de moleculele de paracazeinã şi nu poate fi eliminatã prin presare sau încãlzire. Procesul de eliminare a zerului din coagul este numit sinerezã. Modul de prelucrare a coagulului depinde de tipul de brânzeturi fabricat. Prelucrarea coagulului cuprinde urmãtoarele faze: -întoarcerea stratului de coagul de la suprafaţã pentru uniformizarea temperaturii şi pentru a se evita stratificarea grãsimii; -tãierea şi mãrunţirea coagulului; -încãlzirea a doua. Tãierea şi mãrunţirea coagulului este efectuatã în vederea formãrii bobului şi a deshidratãrii acestuia prin eliminarea zerului. La brânzeturile moi, gradul de mãrunţire a coagului este redus, bobul de coagul având dimensiuni de 10-30 mm. În cazul fabricãrii brânzeturilor tari, coagulul trebuie mãrunţit pânã la dimensiunea de 2-5 mm. Tãierea şi mãrunţirea coagului se realizeazã manual cu cuţite de diferite forme (lirã, harpã, etc.) sau mecanizat cu dispozitive de mãrunţire. Coagularea şi prelucrarea coagului se executã în cazane cu pereţi dubli sau în vane paralelipipedice din oţel inoxidabil prevãzute cu agitatoare suspendate care pot efectua mişcãri de rotaţie şi de translaţie putându-se deplasa de-a lungul vanei.

164

Încãlzirea a doua este aplicatã la obţinerea de brânzeturi semitari şi tari la care este necesar sã se realizeze un grad mai mare de deshidratare. Încãlzirea a doua este numitã astfel deoarece prima încãlzire se considerã cea efectuatã înainte de introducerea cheagului în lapte. Masa de coagul mãrunţit este încãlzitã la 38...48°C pentru brânzeturile semitari şi 52...58°C pentru brânzeturile tari. Formarea brânzeturilor Dupã prelucrarea coagului urmeazã operaţia de formare a brânzeturilor. Aceasta constã în introducerea coagului în forme unde particulele de coagul se unesc şi formeazã bucãţi de diferite forme (cilindrice, paralelipipedice etc.) specifice sortimentului de brânzã respectiv. Formarea se poate realiza prin douã procedee: -formarea în pastã; -formarea prin turnarea în forme. Formarea în pastã se aplicã la brânzeturile semitari şi tari şi se realizeazã în vana unde a avut loc coagularea dupã eliminarea zerului. Formarea în pastã constã în dirijarea masei de coagul la un capãt al vanei paralelipipedice, acoperirea cu o ţesãturã specialã numitã sedilã şi presarea cu o placã metalicã perforatã. Din masa presatã se taie cuburi de mãrime egalã care se pun în forme. Sedilele sunt confecţionate din fire rãsucite de in sau cânepã sau din fire de material plastic. Sedila nu se umflã în zer şi permite scurgerea rapidã prin ochiurile ţesãturii a zerului din bucãţile de brânzã. Formarea prin turnare în forme constã în trecerea boabelor de coagul amestecate continuu cu zer în forme cu diverse secţiuni (pãtratã, dreptunghiularã, circularã). Formele sunt confecţionate din lemn, tablã, oţel inox sau aluminiu, au pereţii perforaţi şi sunt cãptuşite cu sedilã. Pentru tasarea boabelor de coagul într-o masã compactã formele sunt supuse acţiunii vibraţiilor pe mese vibratoare. Presarea brânzeturilor este efectuatã pentru a se elimina zerul şi a se uni boabele de coagul într-o masã cât mai compactã. În timpul presãrii, temperatura trebuie menţinutã la 20...25°C pentru a se asigura continuarea activitãţii bacteriilor lactice. Acestea s-au înmulţit în timpul prelucrãrii coagului şi continuã procesul de fermentare lacticã. Acidul lactic format asigurã continuarea procesului de sintezã. Brânzeturile moi sunt supuse autopresãrii. În timpul autopresãrii, brânza trebuie întoarsã deoarece straturile de jos se compacteazã mai bine sub presiunea straturilor superioare. În cazul autopresãrii, brânza se întoarce la început dupã 10...30 minute, iar apoi mai rar dupã 60...90 minute. Autopresarea dureazã 10...24 ore la brânzeturile moi şi 8...10 ore la cele tari. Autopresarea este încheiatã atunci când zerul nu mai picurã. Brânzeturile tari sunt presate cu ajutorul unor prese speciale. Forţa de presare aplicatã este de 15...25 kgf/kg, timp de 2...4 ore pentru brânzeturile de

165

format mic şi de 30...40 kgf/kg timp de 12...24 ore pentru brânzeturile de format mare. Bucãţile de brânzã supuse presãrii sunt acoperite cu sedilã. Pe durata presãrii, bucãţile de brânzã se întorc de câteva ori pentru a se evita deformarea lor şi pentru ca zerul sã se elimine uniform. Sãrarea brânzeturilor Operaţia de sãrare a brânzeturilor este aplicatã pentru aproape toate sortimentele de brânzã. Sãrarea brânzeturilor are urmãtoarele efecte: -îmbunãtãţeşte gustul; -este favorizatã continuarea eliminãrii zerului şi deshidratarea brânzei; -activitatea microorganismelor nedorite este opritã sau încetinitã; -este influenţatã activitatea unor enzime şi, deci, maturarea brânzeturilor; -se accelereazã formarea şi întãrirea cojii în cazul brânzeturilor cu pastã tare. În funcţie de sortimentul de brânzã, conţinutul în sare al acesteia la terminarea procesului de sãrare este de 1...6%. Pentru sãrarea brânzeturilor se folosesc urmãtoarele procedee: sãrarea uscatã, sãrarea în saramurã (sãrarea umedã), sãrarea în bob. Sãrarea uscatã constã în aplicarea unui strat de sare pe suprafaţa brânzei. Sarea aderã pe suprafaţã, absoarbe apa din masa de brânzã şi formeazã picãturi de soluţie de sare care va pãtrunde apoi în interiorul brânzei. Sãrarea în saramurã se realizeazã prin introducerea brânzei sub formã de bucãţi în saramurã având concentraţia de 13...24% în funcţie de tipul de brânzã fabricat. Pentru brânzeturile tari, saramura trebuie sã aibã o concentraţie mai mare (20...24%) decât cea folositã pentru brânzeturile semitari (16...20%) sau pentru cele moi (13...18%). Sãrarea în bob se aplicã dupã formarea bobului de coagul şi dupã eliminarea zerului. În masa de brânzã se introduce sare finã, se lasã în repaus 15...20 minute se eliminã o parte din zer iar coagulul rezultat este trecut în forme. Maturarea brânzeturilor Maturarea brânzeturilor are drept scop transformarea "brânzei crude" într-un produs finit având aspectul, gustul, mirosul şi culoarea caracteristice sortimentului de brânzã respectiv. Maturarea constã în menţinerea brânzei o anumitã perioadã de timp într-o atmosferã controlatã (temperaturã, umiditate a aerului) astfel încât prin dezvoltarea şi acţiunea unor microorganisme specifice sortimentului de brânzã produs sã se obţinã un produs cu anumite însuşiri organoleptice. Maturarea brânzeturilor are loc sub acţiunea enzimelor existente în lapte, în cheag şi a enzimelor secretate de microorganismele care se dezvoltã spontan în lapte sau sunt însãmânţate. Din punct de vedere tehnologic, în procesul de maturare se disting trei faze: 166

-prematurarea sau fermentarea preliminarã în decursul cãreia lactoza este transformatã în acid lactic şi începe descompunerea cazeinei cu formarea de peptide; -maturarea propriu-zisã sau fermentarea principalã, când acţioneazã enzimele proteolitice şi lipazele şi când la unele brânzeturi cu pastã tare se formeazã gãurile specifice; -maturarea finalã sau fermentarea finalã când se continuã transformãrile biochimice începute în fazele anterioare, dar cu vitezã foarte micã şi când se definitiveazã gustul şi aroma brânzeturilor. Aprecierea gradului de maturare se face cu ajutorul raportului de maturare care este egal cu conţinutul de azot solubil al brânzeturilor raportat la conţinutul de azot total al acestora: M (raport de maturare) =(Nsolubil / Ntotal)·100 Acest raport creşte continuu în timpul maturãrii pe parcursul celor trei faze: prematurare, maturare propriu-zisã şi maturare finalã. Maturarea brânzeturilor are loc în încãperi de maturare în care temperatura şi umiditatea aerului sunt menţinute la anumite valori. Maturarea brânzeturilor se face la temperatura de 15...20ºC pentru brânzeturile de format mic şi la 20...26ºC pentru cele de format mare. Maturarea finalã se face la temperatura de 10...14ºC. În timpul maturãrii umiditatea relativã a aerului trebuie sã fie de 80-90%, în funcţie de sortimentul de brânzã şi de stadiul maturãrii. Pe durata maturãrii brânzeturile necesitã o îngrijire specialã determinatã de sortimentul de brânzã fabricat. Brânzeturile tari sunt presate, sãrate pe suprafaţã, frecate cu peria pentru a favoriza pãtrunderea sãrii în coajã. Periodic, coaja este spãlatã cu saramurã, iar dacã s-a format coaja prea groasã este rãzuitã. Brânzeturile semitari sunt spãlate cu saramurã de concentraţie micã sau cu apã de var pentru a favoriza formarea unei coji galbene. Depozitarea brânzeturilor are loc în spaţii cu temperatura de 0...10°C şi umiditate relativã constantã, specificã fiecãrui sortiment de brânzã. Ambalarea brânzeturilor depinde de sortimentul de brânzã fabricat. Brânzeturile proaspete sunt ambalate în folie metalizatã caşeratã, în hârtie pergament sau pahare din plastic. Brânzeturile semitari şi o parte din cele tari se protejeazã prin parafinare, tratarea suprafeţei cu emulsii polimerice sau ambalare în folii din material plastic contractibile. Ambalajele cu brânzã topitã sunt rãcite treptat timp de 30 minute. Ambalajele cu brânzã topitã se depoziteazã pânã la livrare la temperatura de 2...8°C şi umiditatea relativã a aerului de 70...80%.

167

12.8.2. Sortimente de brânzeturi 12.8.2.1. Brânza proaspãtã de vacã Brânza proaspãtã de vacã este un sortiment de brânzã solicitat atât pentru consum direct cât şi pentru prepararea brânzeturilor topite. Brânza proaspãtã de vaci are o valoare nutritivã ridicatã datoritã conţinutului bogat în aminoacizi esenţiali şi a unei bune digestibilitãţi. Se fabricã mai multe sortimente de brânzã proaspãtã de vaci care diferã prin conţinutul de grãsime: -brânzã proaspãtã de vaci foarte grasã sau superioarã (cu minimum 14% grãsime raportatã la produsul ca atare); -brânzã grasã (min. 8% grãsime); -brânzã dieteticã (maximum 5% grãsime). Brânza proaspãtã de vaci se prezintã ca o pastã omogenã, finã, cremoasã, fãrã scurgere de zer. Gustul este plãcut, acrişor, caracteristic de fermentaţie lacticã. Brânza proaspãtã de vacã face parte din grupa brânzeturilor moi, fãrã maturare. Procesul tehnologic de fabricare a brânzei proaspete de vaci cuprinde urmãtoarele etape: -recepţia calitativã şi cantitativã a laptelui; -curãţirea laptelui; -normalizarea laptelui; -pasteurizarea laptelui; -pregãtirea laptelui pentru coagulare; -coagularea laptelui; -prelucrarea coagulului; -presarea coagulului; -pastificarea şi rãcirea brânzei; -ambalarea brânzei proaspete de vaci. Laptele destinat pentru fabricarea brânzei proaspete de vaci este recepţionat, curãţat prin filtrare sau centrifugare, normalizat la un conţinut de grãsime care depinde de sortimentul de brânzã preparat şi apoi pasteurizat. Dupã pasteurizare are loc pregãtirea laptelui pentru coagulare care constã în rãcirea laptelui la temperatura de fermentare (28...35ºC) în funcţie de compoziţia microflorei folosite pentru fermentare. În laptele rãcit la temperatura de coagulare se adaugã maiaua de bacterii lactice acidifiante şi aromatizante (Streptococcus lactis şi Streptococcus diacetilactis) şi clorurã de calciu (10...15 g la 100 litri lapte). Coagularea laptelui are loc sub acţiunea asociatã a acidului lactic rezultat în urma fermentaţiei lactice şi a enzimei coagulante (cheag). Enzima coagulantã are rolul de a desãvârşi precipitarea proteinelor care are loc în paralel şi datoritã acţiunii acidifiante a bacteriilor lactice.

168

Dupã introducerea soluţiei de enzimã coagulantã, masa de lapte se amestecã 10...15 minute apoi se lasã în repaus pânã la coagulare. Se obţine un coagul fin, compact cu aciditatea de 80…90ºT, iar zerul eliminat este limpede, de culoare galben-verzuie. Prelucrarea coagulului se face prin tãiere în coloane cu secţiunea pãtratã cu latura de 6...8 cm evitându-se mãrunţirea înaintatã. Coagulul împreunã cu zerul se introduce în saci de sedilã care sunt supuşi autopresãrii în cãrucioare speciale sau se preseazã în utilaje numite "vaneprese". Pastificarea şi rãcirea brânzei se realizeazã în maşina de pastificat şi rãcit. Pastificarea este efectuatã în scopul obţinerii unei consistenţe mai fine a brânzei şi pentru prevenirea acidifierii brânzei. Brânza este introdusã în maşina de pastificat şi rãcit unde are este rãcită de la circa 20°C la o temperaturã sub 10°C şi apoi este trecutã printr-un corp cilindric în interiorul cãruia se roteşte un şurub elicoidal. Ambalarea brânzei proaspete de vaci se face în pachete de formã paralelipipedicã de 250g învelite în hârtie metalizatã, în pahare tronconice de carton parafinat sau în bidoane de aluminiu. 12.8.2.2. Brânzeturi moi Brânzeturile moi reprezintã o grupã de brânzeturi caracterizate printr-un conţinut ridicat de apã, o duratã scurtã de maturare, o conservabilitate mai redusã. Aceste brânzeturi au o consistentã finã, moale, gust plãcut cu aromã pronunţatã specificã sortimentului de brânzã fabricat. Din aceastã grupã fac parte şi unele brânzeturi a cãror maturare se datoreşte acţiunii unor mucegaiuri specifice de exterior (brânza Camembert) sau mucegaiuri care se dezvoltã în interior (brânza '' Roquefort'', brânza Bucegi). Brânza tip Camembert Brânza Camembert este denumitã dupã localitatea cu acelaşi nume din Franţa (Normandia) în care a fost preparatã pentru prima datã. Brânzeturile care fac parte din aceastã grupã au drept caracteristicã dezvoltarea pe suprafaţa lor a unor specii de mucegai. Brânzeturile tip Camembert au gust slab picant de ciuperci, aromã plãcută, coaja subţire, netedã acoperitã cu mucegai alb, consistenţã finã, miez compact sau cu ochiuri de fermentare foarte mici, culoare alb-gãlbuie. Specific pentru acest sortiment de brânzã este maturarea sub acţiunea bacteriilor lactice şi a mucegaiului alb Penicillium candidum sau Penicillium Camemberti care se dezvoltã la suprafaţa bucãţii de brânzã şi care duce la descompunerea substanţelor proteice. Procesul tehnologic de fabricare a brânzeturilor tip Camembert cuprinde etapele urmãtoare: -recepţia laptelui; 169

-curãţirea laptelui; -pasteurizarea; -pregãtirea laptelui pentru coagulare când, dupã adãugarea maialei de bacterii lactice şi dupã maturarea laptelui, se adaugã suspensia apoasã de spori de mucegai (30…80 ml la 100 l lapte); -coagularea laptelui; -prelucrarea coagulului prin tãiere în cuburi cu latura de 2…3 cm; -formarea brânzeturilor prin turnarea în forme cu diametrul de 8…13 cm şi înãlţimea de 11…13 cm; -autopresarea bucãţilor de brânzã; -sãrarea uscatã sau în baie de saramurã; -zvântarea bucãţilor de brânzã în camere de zvântare unde bucãţile de brânzã se menţin timp de 4…5 zile la temperatura de 18…20ºC şi umiditatea de 75…80%; -maturarea brânzeturilor; -ambalarea; -depozitarea brânzei tip Camembert. Maturarea brânzeturilor are loc la temperatura de 14…16ºC şi umiditatea aerului de 80…85% timp de 12…14 zile. Dupã 4…6 zile, la suprafaţa brânzei apare mucegaiul alb. Pentru dezvoltarea uniformã a acestuia bucãţile de brânzã trebuie întoarse periodic. Dupã 10…12 zile, bucãţile de brânzã acoperite cu un strat alb de mucegai se ambaleazã, se depoziteazã şi se livreazã. Depozitarea se face în încãperi cu temperatura de 2…8ºC, durata depozitãrii fiind de maximum 15 zile. Brânza Bucegi face parte din categoria brânzeturilor cu mucegai interior tip Roquefort (mucegai verde). Brânzeturile tip Roquefort se matureazã sub acţiunea culturii de mucegai selecţionat Penicillium roqueforti care se dezvoltã în interiorul masei de brânzã sub forma unor artere care imprimã produsului un anumit gust şi o aromã specificã. Procesul tehnologic de fabricare a brânzei Bucegi cuprinde urmãtoarele operaţii: -pregãtirea laptelui pentru coagulare; -coagularea laptelui; -formarea brânzei; -sãrarea; -înţeparea brânzei; -maturarea brânzei; -ambalarea brânzei. Pregãtirea laptelui pentru coagulare constã în rãcirea laptelui la temperatura de coagulare de 26…29ºC şi însãmânţarea cu culturi de bacterii lactice selecţionate. Se adaugã clorurã de calciu, maxim 15g/100 l lapte. Dupã amestecare, laptele este menţinut la temperatura de coagulare pentru maturare 170

timp de 30…40 minute pânã când aciditatea laptelui de vacã ajunge la 20…21ºT şi la 22…25ºT dacã se prelucreazã lapte de oaie. În laptele maturat se introduce culturã purã de Penicillium Roqueforti (3…4g praf de spori la 100 kg lapte) apoi totul se amestecã bine. Coagularea laptelui are loc la temperatura de 26…29ºC, timpul de coagulare fiind de 70…90 minute. Prelucrarea coagulului constã în tãierea în cuburi cu latura de 1…1,5 cm. Formarea brânzei Când bobul de coagul este gata, se eliminã 55…60% din zer, iar masa de coagul se trece pe mese perforate acoperite cu sedilã pentru separarea zerului. Bobul de coagul se introduce în forme cilindrice având diametrul 18…20 cm şi înãlţimea 20 cm. Formele sunt confecţionate din oţel inoxidabil şi au pereţii perforaţi cu gãuri de 1…1,4 mm repartizate în formã de şah. Formele cu brânzã se menţin la temperatura de 18…20ºC şi umiditatea relativã de 90…95% timp de 24…36 ore pentru activarea proceselor de fermentare şi eliminare a zerului prin autopresare. În acest timp bucãţile de brânzã se întorc periodic. Sãrarea se realizeazã la 8…10ºC timp de 4…5 zile în saramurã de 20% NaCl. Dupã sãrare, bucãţile de brânzã se supun zvãntãrii timp de 3…5 zile. Înteparea constã în strãpungerea bucãţilor de brânzã cu ace din oţel cu diametrul de 3…4 mm şi lungimea de 20…25 cm. Strãpungerea se face concentric pe suprafaţa circularã a brânzei, la distanţã de 2 cm de la margine. Fiecare bucatã de brânzã este înţepatã în 50…70 locuri, pentru a permite pãtrunderea mucegaiului şi eliminarea gazelor formate în timpul maturãrii. Maturarea brânzei se face în încãperi speciale la temperatura de 5…7ºC şi umiditatea relativã a aerului de 92…95%. Brânzeturile se aşeazã pe muchie, pe rafturi la 2…3 cm una de alta. Pentru a se asigura dezvoltarea normalã a mucegaiului este necesar sã se asigure un schimb de aer de 4…5 ore pe zi. Prin aceastã ventilaţie a aerului se îndepãrteazã bioxidul de carbon, amoniacul şi alte gaze care rezultã în timpul maturãrii. Dupã 15…20 de zile de la gãurire, în masa de brânzã se dezvoltã mucegaiul. Dacã pe suprafaţa bucãţilor de brânzã se formeazã mucilagiu, acesta se înlãturã periodic, prevenind astfel astuparea gãurilor. Perioada de maturare este de 1,5…2 luni. Dupã aceasta bucãţile de brânzã se curãţã de mucilagiu, se usucã şi se învelesc în hârtie de pergament, apoi în folii de staniol. Astfel ambalate se menţin pentru maturare încã 20…30 zile. În acest timp se formeazã gustul picant, iute şi mirosul de Roquefort. Brânzeturile maturate se depoziteazã la temperatura de 2…5ºC şi umiditatea 85% maxim 15 zile. 12.8.2.3. Brânzeturi maturate în saramurã (telemea) Aceastã grupã de brânzeturi se caracterizeazã prin maturarea şi pãstrarea în saramurã. Pãstrarea în saramurã asigurã o duratã lungã de conservare. 171

Din aceastã grupã de brânzeturi face parte brânza telemea din lapte de vacã, din lapte de oaie şi din lapte de bivoliţã. Procesul tehnologic de fabricare a brânzei telemea are ca particularitate maturarea brânzeturilor în saramurã. Calupurile de brânzã rezultate dupã tãierea în bucãţi a caşului presat se supun procesului de sãrare umedã prin introducerea în bazine cu saramurã de concentraţie 20-22% NaCl. La interval de 7...9 ore, calupurile se întorc. Durata de saramurare a brânzei este de 14...16 ore. Sãrarea umedã este urmatã de sãrarea uscatã care constã în presãrarea bucãţilor de brânzã cu sare grunjuroasã dupã scoaterea acestora din saramurã. Durata sãrãrii uscate este de 24 ore. Maturarea brânzei telemea are loc în saramurã timp de 15...20 zile la 10...12ºC. În timpul maturãrii brânza telemea trebuie sã fie bine acoperitã în saramurã. În decursul maturãrii aciditatea brânzei creşte continuu de la 40...50ºT pânã la 250...300ºT în produsul maturat. Brânza maturatã se poate pãstra în saramurã timp de 4 luni în depozite simple şi circa 12 luni în camere frigorifice. 12.8.2.4. Brânzeturi cu pastã tare şi semitare Acest sortiment de brânzeturi se caracterizeazã prin mãrunţirea avansatã a bobului de coagul, încãlzirea a II-a la temperaturã ridicatã, presare puternicã, duratã de maturare lungã şi conservabilitate bunã. Dintre brânzeturile cu pastã tare, cele mai rãspândite sunt sortimentele Şvaiter, Cedar, Parmezan. 12.8.2.5. Brânzeturi cu pastã opãritã Brânzeturile cu pastã opãritã sunt cunoscute sub denumirea de caşcaval. Ele se fabricã dupã o tehnologie specialã în care se disting douã faze: prepararea caşului şi prepararea caşcavalului propriu-zis. Caracteristic pentru fabricarea caşcavalului, este etapa de opãrire a feliilor de caş în apã sau într-un amestec de apã, zer dezalbuminat şi sare la 72...74ºC. Opãrirea caşului are urmãtoarele obiective: -distrugerea unei pãrţi a microflorei şi oprirea proceselor interne de fermentare; -modificarea structurii şi consistenţei caşului astfel încât acesta sã poatã fi supus frãmântãrii şi formãrii. Caşul maturat se taie în felii de 3...4 mm grosime şi 30...60 mm lãţime. Pentru opãrire, feliile de caş se introduc într-un coş de nuiele, confecţionat special pentru acest scop. Coşul se introduce în cazanul cu saramura fierbinte. Feliile de caş se amestecã cu o lopãţicã de lemn pânã se obţine o masã topitã, dupã care caşul se scoate din saramurã, se frãmântã manual pentru eliminarea apei, se trece pe masa de prelucrare şi se frãmântã în continuare dându-se pastei de caş o formã sfericã.

172

Masa de caş astfel prelucratã este introdusã în forme metalice cãptuşite cu pânzã specialã. Formele se menţin pentru autopresare timp de 24 ore la temperatura de 20...22ºC. În prima orã formele trebuie întoarse de 3...4 ori. Dupã aşezarea în forme, suprafaţa caşcavalului crud se înţeapã cu un ac gros în mai multe puncte pentru eliminarea aerului de sub coajã. Dupã autopresare, bucãţile de caşcaval crud se scot din forme şi se trec în camera pentru maturare. Maturarea caşcavalului are loc în douã etape: În prima etapã de maturare are loc zvântarea la temperatura de 16...18ºC şi umiditatea relativã a aerului de 83...85%. Durata primei faze de maturare este de 6...10 zile. A doua etapã de maturare are loc la 14...15ºC şi umiditate relativã de 82%. Durata etapei a doua de maturare este de minimum 60 zile. Bucãţile de caşcaval maturat se spalã cu o soluţie de 8...10% NaCl, se zvântã şi apoi se acoperã cu un amestec format din 80% parafinã şi 20% cerezinã (parafinarea caşcavalului). Roţile de caşcaval parafinate se aşeazã în coloane de câte 4...5 bucãţi şi se depoziteazã la temperatura de 4...6ºC. Tehnologia de fabricare a caşcavalului necesitã multã muncã manualã, în special la etapa de opãrire-formare a pastei. De aceea s-au construit instalaţii automatizate de fabricare a caşcavalului. Sortimentele de caşcaval fabricate la noi în ţarã sunt Dobrogea, Teleorman, Dalia, Penteleu. 12.8.2.6. Brânzeturi frãmântate Aceste sortimente de brânzeturi se obţin din caş de oaie sau de vacã. Dupã maturare, caşul este supus prelucrãrii prin mãrunţire, pastificare şi sãrare, iar apoi este introdus în diferite tipuri de ambalaje specifice sortimentului de brânzã fabricat în care procesul de maturare continuã. Cele mai cunoscute sortimente de brânzeturi frãmântate sunt: brânza de burduf, brânza de Moldova, crema de Focşani. Brânza de burduf este o brânzã tradiţionalã româneascã. Denumirea de brânzã de burduf provine de la burduful din piele de oaie în care se ambaleazã aceastã brânzã. Obţinerea brânzei de burduf cuprinde douã etape principale: prepararea caşului şi fabricarea brânzei frãmântate. Fabricarea brânzei frãmântate cuprinde urmatoarele operaţii: -tãierea în bucãţi a caşului maturat; -mãrunţirea bucãţilor de caş; -amestecarea caşului mãrunţit cu 2,5...3% sare şi frãmântarea pentru obţinerea unei paste omogene. Pasta de brânzã astfel pregãtitã se introduce în burdufuri din piele de oaie, îndesatã bine astfel încât sã nu rãmânã spaţii libere. Burdufurile se trec în

173

încãperi de maturare unde se menţin la temperatura de 12...16°C timp de 12...15 zile. La terminarea procesului de maturare brânza are o consistentã moale. Brânza de burduf se depoziteazã la temperatura de 7...8°C. Dacã se depoziteazã la temperaturi ridicate, brânza de burduf capãtã gustul iute datoritã descompunerii grãsimii. 12.8.2.7. Brânzeturi topite Brânzeturile topite se obţin prin topirea brânzeturilor fermentate necorespunzãtoare standardelor sau a brânzeturilor proaspete preparate în acest scop. Topirea are loc în prezenţa sãrurilor de topire (emulgatori). Se fabricã brânzeturi topite fãrã adaosuri şi brânzeturi topite cu adaosuri sau condimente (cu şuncã, mãrar, ardei tomate etc.). Brânzeturile topite au urmãtoarele caracteristici: -conţinut ridicat de grãsime (30...60% raportatã la substanţa uscatã a brânzei); -conţinut de proteine de 13...16,5% ; -minim 40% substanţã uscatã. Procesul tehnologic de fabricare a brânzeturilor topite cuprinde urmãtoarele etape: -recepţia cantitativã şi calitativã a materiei prime; -pregãtirea materiei prime pentru topire (mãcinare, malaxare); -topirea; -ambalarea brânzeturilor topite; -rãcirea ambalajelor cu brânzã topitã; -depozitarea. Recepţia cantitativã şi calitativã a materiei prime constã în mãsurarea gravimetricã a materiei prime şi aprecierea calitãţii materiei prime de bazã (a brânzeturilor), a ingredientelor şi a substanţelor de adaos. Pregãtirea materiei prime pentru topire Brânzeturile destinate topirii sunt curãţate de porţiunile cu defecte, de impuritãţile mecanice şi de învelişul de parafinã. Brânzeturile cu coajã se înmoaie în apã caldã având temperatura de 60...70°C pentru decojire. Brânzeturile cu pastã tare se taie în fâşii de 2...4 cm şi se mãrunţesc la maşina de tocat la dimensiuni de 3...8 mm. Masa de brânzã mãrunţitã şi brânzeturile proaspete sunt supuse pastificãrii în aparate cu valţuri. Brânza pastificatã este amestecatã cu eventualele ingrediente prescrise de reţetele tehnologice şi cu sãrurile de topire. În calitate de sãruri de topire (emulgatori) se pot folosi urmãtoarele substanţe: -citraţi şi lactaţi de sodiu, potasiu şi calciu; -monofosfaţi şi polifosfaţi de sodiu, potasiu şi calciu.

174

Pentru stabilirea tipului şi a cantitãţilor de emulgatori se face topirea de probã. Aceasta constã în topirea a 100...200g de materie primã cu diferiţi emulgatori, în diferite cantitãţi, urmãrindu-se procesul de topire, pH-ul produsului topit care este optim în domeniul 5,7...5,9 şi caracteristicile produsului finit. Dupã introducerea tuturor componenţilor, masa de brânzã se malaxeazã timp de 10 minute pentru uniformizare şi omogenizare. Topirea brânzeturilor se realizeazã în cazane cu pereţi dubli, prin încãlzire sub vid parţial la temperatura de 65...80°C timp de 5...10 minute. Rezervoarele pentru topirea brânzeturilor sunt dotate cu dispozitive pentru amestecare. În cazul fabricãrii brânzeturilor cu pastã mai tare se face o topire rapidã, iar în cazul celor cu pastã moale, topirea se face mai lent prin amestecare la 80°C timp mai îndelungat şi adãugarea unei anumite cantitãţi de apã. Ambalarea brânzeturilor topite se face cu ajutorul maşinii automate de dozare. Masa de brânzã topitã având temperatura de 70...80°C, este introdusã în pâlnia de alimentare a maşinii automate de dozare cu ajutorul cãreia se ambaleazã în folie de aluminiu în pachete de 15...250g, în cutii de plastic sau în formã de salam în membrane artificiale. Ambalajele cu brânzã topitã sunt rãcite treptat timp de 30 minute. Ambalajele cu brânzã topitã se depoziteazã pânã la livrare la temperatura de 2...8°C şi umiditatea relativã a aerului de 70...80%.

13. INDUSTRIA CÃRNII ŞI A PRODUSELOR DIN CARNE Materia primã prelucratã de industria cãrnii şi a produselor din carne provine de la urmãtoarele specii de animale sacrificate în abatoare: taurine, porcine, ovine, pãsãri. Carnea se poate folosi pentru consumul direct sau pentru fabricarea produselor din carne. 13.1. Tehnologia de abatorizare Tehnologia de abatorizare cuprinde urmãtoarele etape principale: -pregãtirea animalelor pentru tãiere; -suprimarea vieţii animalelor; -prelucrarea iniţialã a animalelor sacrificate (jupuirea sau opãrirea şi depilarea, iar în cazul pãsãrilor, opãrirea şi deplumarea); -prelucrarea carcasei; -examenul sanitar-veterinar; -marcarea şi cântãrirea carcasei; -prelucrarea frigorificã. Aceste operaţii au loc în abatoare. Abatoarele sunt unitãţi industriale construite special pentru tãierea animalelor şi a pãsãrilor şi pentru prelucrarea 175

produselor rezultate la tãiere în condiţii optime din punct de vedere tehnic şi igienic. Pregãtirea animalelor pentru tãiere constă în: -examenul sanitar-veterinar pentru a depista animalele cu diferite infecţii a cãror carne nu poate fi datã în consum; -igienizarea animalelor prin curãţire mecanicã, duşare; -cântãrirea animalelor pentru a se stabili randamentele la sacrificare. Suprimarea vieţii animalelor constã în asomare urmatã de sângerare. Metodele de asomare se clasificã în: -asomare mecanicã; -asomare electricã; -asomare prin intoxicare cu gaze. Asomarea mecanicã se poate face prin lovirea cu ciocanul, prin lezarea centrilor nervoşi cu pistoale cu tijã acţionate cu arc (pistoale de asomare). Asomarea electricã urmãreşte paralizarea sistemului nervos prin şoc electric. În cazul asomãrii prin intoxicare cu gaze se utilizeazã CO2 în concentraţie de 75% din aer sau se foloseşte un amestec protoxid de azot, N2O şi aer (70...80% N2O). În practicã, asomarea cu pistolul se foloseşte pentru bovine, asomarea electricã la porcine, ovine şi pãsãri, iar asomarea cu gaze la porcine. Sângerarea reprezintã adevãrata operaţie de suprimare a vieţii animalului. Sângerarea este necesarã pentru a se obţine carne cu aspect comercial mai plãcut şi pentru a mãri conservabilitatea cãrnii (sângele este un mediu favorabil dezvoltãrii microorganismelor). Prelucrarea iniţială a animalelor Jupuirea este aplicatã la bovine, porcine, ovine si iepuri de casã. Aceastã operaţie se executã mecanizat cu ajutorul cuţitelor discoidale acţionate electric. Opãrirea şi depilarea se aplicã la prelucrarea porcilor tineri şi a celor destinaţi pentru şuncã. Depilarea se face cu maşini de depilat. Dupã depilare, porcii sunt trecuţi printr-un cuptor de pârlire a pãrului rãmas şi apoi printr-o maşinã de curãţat scrumul prin spãlare. În cazul păsărilor după asomare şi sângerare urmează opărirea şi deplumarea. Prelucrarea carcaselor cuprinde operaţiile de eviscerare, despicare a carcaselor şi în final toaletarea carcaselor. Eviscerarea este operaţia prin care se scot organele şi viscerele din cavitatea toracică şi din cavitatea abdominală. Evicserarea se execută manuală. Această operaţie trebuie executată rapid pentru a nu se altera viscerele şi glandele cu secreţie internă. Despicarea carcaselor este efectuată cu ajutorul ferăstraielor electrice mobile lamelare sau cu disc. Această operaţie are rolul de a uşura manipularea 176

ulterioară a carcaselor şi de a favoriza procesul de răcire a cărnii. Despicarea carcaselor se practică în cazul bovinelor şi al porcinelor. În cazul bovinelor, despicarea în jumătăţi a carcaselor este urmată de tăierea jumătăţilor în sferturi (sfertuire). Toaletarea carcaselor constă în curăţirea exteriorului carcasei de impurităţi, aderenţe, cheaguri de sânge. Apoi carcasele sunt trecute sub duşuri montate între panouri din oţel inox unde sunt spălate cu apă având temperatura de 30…32ºC. Examenul sanitar veterinar este efectuat de către medicul veterinar şi constă în examenul cărnii şi al organelor. Examenul sanitar veterinar se realizează prin inspecţie vizuală, palpare şi analize de laborator. Marcarea şi cântărirea carcasei Carnea şi organele care au fost supuse examenului sanitar veterinar şi care sunt admise pentru consum sunt marcate cu o ştampilă rotundă pe care este înscrisă denumirea abatorului. Carnea este apoi cântărită pentru a se evidenţia producţia realizată la sacrificare. Prelucrarea frigorifică a cărnii constă în refrigerare sau congelare. 13.2. Transformările cărnii după sacrificare Transformările care au loc în ţesutul muscular după sacrificare se petrec în două faze: - faza de rigiditate; - faza de maturare. Faza de rigiditate se instalează după 0,5…2 ore de la sacrificarea animalului. Imediat după sacrificare, carnea animalului este flexibilă, moale, relaxată aflându-se în starea de prerigiditate. După trecerea intervalului de 0,5…2 ore, carnea trece în faza de rigiditate în care au loc o serie de modificări biochimice şi fizico-chimice. Modificările fizico-chimice constau în scăderea elasticităţii şi a extensibilităţii ţesutului muscular. Modificările biochimice constau în degradarea compuşilor macroergici şi transformarea glicogenului în acid lactic la un pH de 5-5,8. Faza de rigiditate durează aproximativ 24 de ore la temperatura de refrigerare a cărnii de 0…4 ºC. În faza de rigiditate carnea are un gust fad şi este tare. Faza de maturare a cărnii începe sub acţiunea acidului lactic şi a enzimelor proteolitice intracelulare care determină scindarea proteinelor în peptide, aminoacizi, uree, amoniac etc. Fibrele musculare devin moi şi fragede, se dezagregă mai uşor şi sunt mai uşor digerabile. Procesul de maturare a cărnii este în prima fază aseptic fiind favorizat de un pH scăzut, de anaerobioză şi de o temperatură cuprinsă între 27 şi 40 ºC. 177

Durata maturării depinde de temperatura de păstrare a cărnii. La 37 ºC, durata maturării este de 4..5 ore, la 20 ºC de 2 zile, la 15 ºC de 5 zile, iar la 0ºC este de 2…3 săptămâni. Accelerarea maturării cărnii se poate realiza cu ajutorul unor preparate enzimatice de origine vegetală. 13.3. Tranşarea, dezosarea şi alegera cărnii Tranşarea cărnii este operaţia de secţionare a carcasei (întregi, jumătăţi sau sferturi) în porţiuni anatomice mari. Dezosarea cărnii constă în separarea cărnii de pe oase. Alegerea cărnii constă în îndepărtarea grăsimii şi a ţesuturilor cu valoare alimentară redusă numite flaxuri (tendoane, vase de sânge, nervi), a cheagurilor de sânge etc. În decursul operaţiei de alegere a cărnii se face şi împărţirea acesteia pe calităţi. Operaţiile de tranşare, dezosare şi alegere a cărnii se efectuează în spaţii special amenajate, pe mese confecţionate din oţel inoxidabil. În încăperile unde se realizează aceste operaţii temperatura trebuie să fie de maximum 10 ºC, iar umiditatea relativă a aerului de 80 %. Carnea astfel prelucrată se livrează pentru consum sau se prelucrează sub formă de preparate din carne. 13.4. Conservarea cărnii Carnea este un aliment cu un conţinut mare de apă, substanţe proteice şi grăsimi care reprezintă un mediu favorabil dezvoltării microorganismelor. De aceea este necesară utilizarea uneia sau mai multor metode de conservare a cărnii. Conservarea cărnii se poate realiza prin următoarele metode: - fizice (refrigerare, congelare, sterilizare, uscare, pasteurizare); - fizico-chimice (cu radiaţii electromagnetice); - chimice (sărare, afumare, folosirea antisepticelor). 13.4.1. Refrigerarea cărnii Refrigerarea constă în răcirea artificială a cărnii la temperaturi situate deasupra punctului de congelare a ţesuturilor. Refrigerarea cărnii este un proces tehnologic obligatoriu în toate abatoarele şi trebuie aplicat rapid în maximum o oră de la toaletarea carcaselor şi la 30 minute după terminarea controlului sanitar veterinar. Scopul refrigerării este reducerea modificărilor produse de microorganisme prelungindu-se rezistenţa cărnii proaspete.

178

Abatoarele sunt dotate cu spaţii de refrigerare separate pentru carnea de bovine şi pentru carnea de porc. Sunt prevăzute spaţii separate pentru refrigerarea organelor şi a capetelor de bovine şi de porcine. Refrigerarea se poate efectua prin mai multe metode: - refrigerare lentă; - refrigerare rapidă. Refrigerarea lentă se realizează prin răcirea cărnii sub formă de sferturi sau jumătăţi de carcase în camerele de depozitare. În acest scop temperatura aerului se menţine în jur de 0ºC, iar viteza de circulaţie a aerului se menţine la 0,25 m/s. Pierderile în greutate sunt relativ mari. Durata procesului este de 30 ore. Metoda asigură o bună maturare, dar este neeconomică.Aspectul comercial al carcaselor este favorabil întru-cât prin această metodă este evitat defectul de contracţie a cărnii. Refrigerarea rapidă poate fi realizată într-o singură fază sau în două faze. Refrigerarea într-o singură fază are loc în tunele de refrigerare în care temperatura aerului este de -1ºC. Viteza aerului este de 2-3 m/s la nivelul carcaselor (circa 600 recirculări pe oră), iar umiditatea aerului este de 95%. Durata refrigerării este de 19 ore pentru carnea de vită şi de 15 ore pentru cea de porc. Refrigerarea în două faze se caracterizează prin două regimuri succesive diferite. Prima fază se desfăşoară la temperaturi ale aerului mai scăzute şi la viteze de circulaţie a aerului mult mai ridicate decât în faza a doua. Refrigerarea în două faze asigură reducerea mult mai rapidă a suprafeţei produsului în comparaţie cu refrigerarea într-o singură fază. În acest fel se micşorează pierderile de masă prin evaporarea apei componente. 13.4.2. Congelarea cãrnii Congelarea cãrnii se realizeazã prin rãcirea artificialã a acesteia la temperaturi de -18...-28ºC când are loc solidificarea apei componente. Congelarea cãrnii este una din metodele de conservare a cãrnii a cãrnii larg aplicate în practicã întrucât se pãstreazã în mare mãsurã caracteristicile senzoriale ale cãrnii (suculenţã, frãgezime, gust, culoare). Prin congelare se obţine o mai mare stabilitate a cãrnii atât din punct de vedere microbiologic cât şi biochimic. Prin congelarea este stopatã multiplicarea microorganismelor şi sunt distruşi o mare parte din germenii sensibili la frig (are loc criosterilizarea). Datoritã îngheţãrii apei conţinute în carne, procesele chimice şi biochimice care au loc în carne sunt oprite sau mult încetinite. Pentru congelarea cãrnii se aplicã diferite metode de congelare. Aceste metode de congelare se clasificã folosind urmãtoarele criterii: -viteza de congelare; -mediul de rãcire; 179

-intervalul de timp dintre sacrificare şi congelare. Dupã viteza de congelare, metodele de congelare a cãrnii se clasificã în: -congelare lentã; -congelare semirapidã; -congelare rapidã; -congelare foarte rapidã; -congelare ultrarapidã. Viteza de congelare este viteza cu care avanseazã frontul de cristalizare a apei de la suprafaţa produsului supus congelãrii cãtre interior. În practica industrialã este aplicatã cu precãdere congelarea rapidã care se realizeazã prin rãcirea cãrnii cu aer având temperatura de -30...-40ºC şi viteza de 2...7 m/s. La congelarea rapidã, straturile exterioare îngheaţã foarte repede, iar cele interioare se rãcesc pe mãsurã ce frontul de gheaţã avanseazã de la suprafaţa produsului spre centrul termic al acestuia. Centrul termic al unui produs supus congelãrii este punctul în care temperatura este cea mai ridicatã la terminarea procesului de congelare. Temperatura de echilibru (temperatura medie) a cãrnii congelate trebuie sã fie de -18ºC. Viteza de congelare determinã mãrimea, forma şi localizarea cristalelor de gheaţã din carnea congelatã. În cazul congelãrii lente, cristalele de gheaţã sunt mari, de forme neregulate fiind localizate extracelular. La congelarea rapidã, cristalele de gheaţã sunt numeroase, mici şi sunt localizate în cea mai mare parte în interiorul fibrei musculare. În acest fel se explicã faptul cã pierderile de suc la decongelare sunt mai mici la produsele congelate rapid decât la cele congelate lent. Dupã criteriul mediului de rãcire şi al sistemului de preluare a cãldurii, metodele de congelare pot fi: -congelare în aer; -congelare prin contact cu suprafeţe metalice rãcite; -congelarea prin contact cu agenţi intermediari de rãcire (soluţii de clorurã de sodiu, clorurã de calciu sau propilenglicol) sau cu agenţi criogenici (azot lichid). Congelarea prin contact cu agenţi intermediari de rãcire asigurã viteze mari de rãcire, dar în acest caz congelarea trebuie sã fie precedatã de ambalarea cãrnii în materiale impermeabile. Dupã intervalul de timp dintre sacrificare şi congelare, metodele de congelare a cãrnii se clasificã în: -congelare cu refrigerare prealabilã; -congelare cu refrigerare şi depozitare prealabilã; -congelarea cãrnii în stare caldã.

180

În cazul congelãrii cu refrigerare prealabilã are loc o primã etapã de refrigerare realizatã în tunele sau camere de refrigerare, în care temperatura cãrnii scade de la 37...38ºC pânã la 4ºC în centrul termic. Congelarea cu refrigerare şi depozitare prealabilã constã în refrigerarea cãrnii şi depozitarea acesteia timp de 2...3 zile înainte de congelare. În acest fel, carnea iese din faza de rigiditate astfel încãt la congelare şi la decongelare carnea se aflã în faza de maturare. Congelarea cãrnii în stare caldã prezintã unele avantaje cum ar fi: micşorarea duratei totale a procesului frigorific, reducerea manipulãrilor şi a pierderilor în greutate a cãrnii. Dezavantajul acestei metode constã în apariţia rigiditãţii la decongelare. 13.4.3. Conservarea cãrnii prin sãrare Sãrarea cãrnii este o metodã de conservare fie singurã, fie ca fazã premergãtoare la conservarea prin afumare sau prin uscare. Acţiunea conservantã a sãrii este datoratã creşterii presiunii osmotice a sucurilor celulare ceea ce duce la pierderea vitalitãţii microorganismelor, în special a bacteriilor de putrefacţie care sunt mai sensibile la creşterea presiunii osmotice. Dizolvarea sãrii în sucul celular are ca efect micşorarea cantitãţii de apã disponibilã pentru activitatea vitalã a microorganismelor. Majoritatea bacteriilor îşi înceteazã dezvoltarea când activitatea apei scade sub valoarea de 0,87...0,9, respectiv la o concentraţie de aprox 15% clorurã de sodiu în sucurile celulare. Sãrarea cãrnii se poate realiza prin urmãtoarele metode: - sãrarea uscatã; - sãrarea umedã; - sãrarea prin injectarea cãrnii intramuscular sau intraarterial. Odatã cu sarea, în amestecul de sãrare se pot introduce şi alte materii auxiliare cum sunt: -azotaţii şi azotiţii de sodiu sau de potasiu pentru formarea şi pãstrarea culorii cãrnii; -zahãrul pentru ameliorarea gustului şi favorizarea pãtrunderii amestecului de sãrare; -polifosfaţii pentru mãrirea capacitãţii de hidratare şi reţinere a apei de cãtre carne (la fabricarea produselor din carne). Saramurile folosite în industria cărnii pot fi: - saramuri slabe cu o concentraţie de până la 10% NaCl; - saramuri medii având concentraţia de până la 18% NaCl; - saramuri tari cu concentraţii de peste 18% NaCl.

181

13.4.4. Conservarea cãrnii prin afumare Afumarea cãrnii sau a produselor din carne constã în expunerea acestora pentru o anumitã perioadã la fum. Fumul se obţine prin arderea incompletã a lemnului sau a rumeguşului. Fumul este un aerosol în care mediul de dispersie este format din gaze necondensabile (N2, O2, H2, CH4), vapori de apã şi substanţe organice sub formã de vapori condensabili, iar faza dispersatã este lichidã (substanţe organice sub formã de picãturi fine) şi solidã (funingine, cenuşã). Compoziţia chimicã a fumului este complexã (circa 200 componente). Principalele componente ale fumului sunt: hidrogen, monoxid de carbon, dioxid de carbon, metan, etan, acetilenã, vapori de apã, acizi organici (acid formic, acetic, propionic, capronic,etc.), alcooli (alcool metilic, etilic, amilic, izoamilic, butilic, izobutilic etc.), aldehide şi cetone (formaldehida, acetaldehida, diacetil, acetona, furfural etc.), derivaţi hidroxilici ai hidrocarburilor aromatice (fenol, crezoli, xilenol, pirocatehinã şi derivaţi ai lor), hidrocarburi policiclice: 3,4-benzpiren, 1,2- benzantracen, fenantren etc. Hidrocarburile policiclice sunt substanţe cancerigene şi pentru a se evita formarea acestora este necesar ca pentru producerea fumului să se uitilizeze numai lemne (rumeguş) de esenţă tare cu umiditate de 30-35 %, iar temperatura de ardere să fie sub 400 ºC. Fumul are capacitate de conservare datoritã proprietãţilor sale antioxidante şi antiseptice. Fumul conferã produselor gust şi aromã specificã, de afumat şi totodatã culoare şi luciu caracteristic. Proprietãţile antioxidante ale fumului sunt datorate în principal difenolilor (pirocatehina, rezorcina, hidrochinona), iar cele antiseptice sunt conferite în special de fenoli, formaldehidã şi acizi organici. Acţiunea bactericidã a fumului se manifestã numai la suprafaţa produsului. De aceea, afumarea nu este folositã ca metodã singurã de conservare, ci este asociatã cu sãrarea şi uscarea. Pentru afumarea cãrnii se folosesc urmãtoarele metode: -afumarea caldã numitã în industrie şi hiţuire la care temperatura fumului este 60...100ºC, durata afumãrii fiind de 30-180 minute; -afumare la temperatura de 20...35ºC cu o duratã de 12...18 ore; -afumare rece, cu fum având temperatura 10...18ºC şi durata afumãrii de 5...15 zile. Afumarea în câmp electrostatic este o metodã modernã de afumare, prin care se scurteazã durata procesului. Fumul se introduce între doi electrozi dintre care unul, numit electrod activ este racordat la tensiune înaltã (40...60 kV). Particulele din fum sunt ionizate (se încarcã negativ) şi se depun pe suprafaţa produsului supus afumãrii. Acesta este plasat în câmpul electrostatic creat între cei doi electrozi sau este legat la electrodul pozitiv.

182

Folosirea lichidelor de afumare este o metodă modernă de aromatizare a produselor din carne cu aromă de fum. Lichidele de afumare prezintă anumite avantaje faţă de afumarea tradiţională cu aerosol. Lichidele de afumare sunt libere de hidrocarburi policiclice condensate cu acţiune cancerigenă şi permit dozarea exactă a substanţelor de afumare în produs. Totodată se simplifică tehnologia de afumare, iar procesul poate fi automatizat. Lichidele de afumare se pot obţine prin absorbţia în apă a componentelor active ale fumului produs într-un generator. Extractul apos obţinut este purificat prin filtrare, concentrat şi apoi supus distilării fracţionate. 13.4.5. Conservarea cãrnii prin uscare Uscarea este aplicatã în industria cãrnii la fabricarea unor preparate din carne de duratã aşa este salamul de Sibiu, a pastramei uscate de oaie. Metoda de conservare prin uscare este bazatã pe principiul anabiozei şi constã în îndepãrtarea parţialã a apei conţinutã în carne. În urma acestui proces sunt perturbate funcţiile metabolice ale microorganismelor şi activitatea vitalã a acestora este întreruptã. Eliminarea apei conţinutã în carne sau în produsele din carne trebuie astfel realizatã încât acestea sã pãstreze calitãţile principale ale materiei prime şi în acelaşi timp sã fie rezistente la procesele de descompunere în timpul pãstrãrii. Apa se gãseşte în carne sub trei forme: - apa în stare liberã legatã prin forţe de capilaritate care reprezintã 7075% din totalul umiditãţii produsului; - apa legatã fizico-chimic care este apa coloidalã; - apa de constituţie legatã chimic. În decursul procesului de uscare apa liberã se îndepãrteazã uşor, apa coloidalã se eliminã mai greu, iar apa de constituţie, care intrã în componenţa moleculelor produsului, nu se poate îndepãrta fãrã a provoca degradarea alimentului. Temperatura de uscare a cãrnii şi a produselor din carne trebuie sã fie situatã în intervalul 45...65ºC. La temperaturi sub 45ºC este pericol microbiologic, iar peste 65ºC are loc denaturarea proteinelor ceea ce împiedicã rehidratarea ulterioarã a produsului. Pentru uscarea cãrnii şi a produselor din carne se aplicã urmãtoarele metode: -uscarea convectivã (prin convecţie de la agentul de încãlzire la suprafaţa produsului) utilizând ca agent termic aerul cald, vaporii supraâncãlziţi sau gazele de ardere; -uscarea conductivã prin contactul direct dintre produs şi suprafeţe metalice încãlzite care se poate efectua la presiune normalã sau la presiune redusã;

183

-uscarea cu radiaţii infraroşii care constã în iradierea produselor cu radiaţii avînd lungimi de undã cuprinse între 0,4...4 µm. Produsele absorb radiaţiile infraroşii şi le transformã în cãldurã; -uscarea cu microunde şi curenţi de înaltã frecvenţã care are la bazã încãlzirea dielectricã şi se aplicã pentru carnea care a fost iniţial uscatã prin alte metode pânã la umiditate sub 20%; -uscarea prin liofilizare care constã în eliminarea apei prin sublimare din produsul congelat supus la presiuni scãzute.

13.5. Tehnologia produselor din carne Produsele din carne sau preparatele din carne sunt produse alimentare care se obţin prin prelucrarea cãrnii, a slãninii şi a subproduselor comestibile. Produsele din carne au o valoare nutritivã şi energeticã ridicatã. În general, aceste produse se consumã ca atare fãrã nici un fel de prelucrare suplimentarã cu excepţia crenvurştilor care se fierb şi a cârnaţilor care se prãjesc. Produsele din carne se pot obţine fie din carne tocatã cu amestec de sãrare şi condimente introduse în membrane şi denumite mezeluri sau cârnaţi fie din anumite pãrţi anatomice şi organe netocate. 13.5.1. Clasificarea preparatelor din carne Clasificarea preparatelor din carne se poate face dupã urmãtoarele criterii: -procesul tehnologic de bazã; -materia primã folositã; -gradul de mãrunţire a componentelor care formeazã compoziţia; -destinaţia produselor; -forma de prezentare. Dupã procesul tehnologic de bazã, produsele din carne se clasificã în: -produse sãrate (slãnina sãratã); -produse pasteurizate sau coapte (tobe, caltaboşi, lebãrvuşti, slãninã fiartã cu boia sau usturoi); -produse afumate (cârnaţi afumaţi, slãninã afumatã, costiţã afumatã etc.); -produse afumate la cald şi pasteurizate (crenvurşti, parizer, polonez, salamuri, cârnaţi); -produse afumate la cald, pasteurizate şi afumate la rece (salam de varã). Dupã criteriul materiei prime folosite, produsele pot fi: • produse din carne de porc;

184

• • • •

produse din carne de vitã; produse din carne de oaie; produse din carne de pasãre; produse la care se folosesc mai multe feluri de carne.

Dupã gradul de mãrunţire al componentelor care alcãtuiesc compoziţia, produsele din carne se clasificã în: -produse din carne netocatã (specialitãţi); -produse din carne tocatã (mezeluri, cârnaţi). Dupã destinaţie, produsele din carne pot fi:
produse obişnuite;
produse dietetice;
produse pentru copii. Dupã forma de prezentare se disting urmãtoarele tipuri de produse din carne: -cârnaţi; -salamuri; -rulade. 13.5.2. Materii prime, materii auxiliare şi materiale pentru fabricarea produselor din carne Materii prime Materiile prime folosite la fabricarea produselor din carne sunt: carnea de porc, de vitã, de oaie, de pasãre, slãninã, subproduse comestibile de abator, sânge. La prepararea multor sortimente de produse din carne se folosesc semifabricatele bradt şi şrot. Bradtul este pasta obţinutã prin tocarea finã a cãrnii şi adaosul de apã rãcitã sau gheaţã precum şi de sare. Sarea (NaCl) are rolul de a creşte capacitatea de hidratare a cãrnii şi de a forma cu apa o soluţie electroliticã care sã extragã din carne proteine sarcoplasmatice şi miofibrilare. Bradtul este folosit în industria produselor din carne ca pastã de legãturã pentru carnea, grãsimea şi condimentele din care se fabricã mezelurile cu structurã omogenã sau eterogenã. Bradtul este un sistem dispers apropiat ca structurã şi proprietãţi de emulsiile ulei în apã. Faza de dispersie (continuã) este constituitã dintr-o soluţie apoasã (apa din carne şi cea adãugatã) în care sunt dizolvate clorura de sodiu, azotiţi, polifosfaţi, proteine şi faza dispersatã alcãtuitã din particule de ţesut muscular, de fragmente de ţesut conjunctiv, gras, de vase de sânge şi limfatice, de nervi.

185

Proteinele dizolvate în soluţia de electroliţi joacă un rol important în utilizarea bradtului ca pastă de legătură la fabricarea diferitelor sortimente de mezeluri. Proteinele sunt agenţi de emulsionare ai grăsimilor şi stabilizatori ai dispersiei complexe formate de bradt cu grăsimea şi cu fragmentele de ţesut muscular, gras, conjunctiv şi cu particulele de condimentele fin măcinate care intră în componenţa mezelurilor şi a cârnaţilor. Solubilizarea proteinelor din carne este favorizată de adaosul de sare, polifosfaţi. Bradtul este obţinut prin mãrunţirea cãrnii dezosate şi alese prin maşina de tocat volf şi apoi tocarea finã cu maşini de tocat fin (cutere, dezintegratoare sau mori coloidale). Bradtul se fabricã din carne caldã sau din carne rece care poate fi carne refrigeratã, carne maturatã în carcase sau carne maturatã ca şrot. Schemele tehnologice de fabricare a bradtului din carne caldã şi din carne refrigeratã sunt prezentate în figurile 13.1 şi 13.2. Factorii determinanţi pentru obţinerea unui bradt de calitate sunt următorii: calitatea materiei prime, gradul de mărunţire a cărnii, adaosul de apă de hidratare, adaosul de sare (NaCl) şi adaosul de polifosfaţi. Apã cu fulgi de gheaţã

Carne caldã

Saramurã

Tranşarea, dezosarea, alegerea cãrnii Tocare la volf

Prelucrare la cuter

Maturare 24...28h la 2...4°C Bradt

Fig. 13.1. Schema tehnologicã de fabricare a bradtului din carne caldã.

186

La fabricarea bradtului din carne rece se adaugã polifosfaţi care favorizeazã reţinerea sucului celular sporind frãgezimea cãrnii şi ajutã la emulsionarea grãsimilor din carne. În cazul folosirii cãrnii congelate la fabricarea bradtului, prin adaosul de polifosfaţi, carnea îşi recapãtã dupã decongelare capacitatea de legare a apei şi de reţinere a sucului celular. Saramura

Carne refrigeratã

Polifosfaţi

Tranşarea, dezosarea, alegerea cãrnii

Şrotuire

Malaxare

Maturare 24...28h la 2...4°C Prelucrare la cuter

Apã rece

Bradt

Fig. 13.2. Schema tehnologicã de fabricare a bradtului din carne refrigeratã.

Şrotul se preparã din carne de vitã şi de porc aleasã care se taie în bucãţi de 200...300 g, se cântãreşte şi se malaxeazã cu amestec de sãrare. Apoi şrotul este depozitat pentru maturare la 4ºC timp de 1...4 zile. Schema tehnologicã de fabricare a şrotului este prezentatã în figura 13.3.

187

Carne

Saramurã

Tranşarea, dezosarea, alegerea cãrnii

Porţionarea în bucãţi de 200...300g Malaxare

Maturare

Şrot

Figura nr. 13.3. Schema tehnologicã de fabricare a şrotului. Materii auxiliare pentru fabricarea produselor din carne Materiile auxiliare folosite la fabricarea produselor din carne sunt urmãtoarele: -apa şi gheaţa; -clorura de sodiu; -azotatul şi azotitul de sodiu; -acidul ascorbic; -polifosfaţi; -aromatizanţi; -potenţiatori de aromă; -derivate proteice. Apa potabilă se foloseşte la prepararea saramurilor, a emulsiilor, a compoziţiilor pentru diferite produse, la spălarea materiilor prime, a membranelor, a utilajelor, la opărirea sau fierberea materiilor prime.

188

Clorura de sodiu (sarea de bucătărie) este folosită la conservarea cărnii prin sărare. Sarea este adăugată în preparatele din carne pentru îmbunătăţirea gustului şi pentru prevenirea alterării şi mărirea conservabilităţii produselor finite. Azotatul şi azotitul de sodiu sunt utilizaţi în procesul de sărare a cărnii pentru formarea culorii roşii stabile în timp a cărnii. Acidul ascorbic şi ascorbatul de sodiu (sarea de sodiu a acidului ascorbic) au rol de antioxidanţi mărind stabilitatea cărnii. Aceste substanţe sunt folosite şi ca adaosuri la prepararea amestecurilor de sărare cu azotiţi. Acidul ascorbic şi sarea sa de sodiu acţionează ca reducători puternici favorizând descompunerea azotiţilor cu eliberare de oxid de azot NO şi formarea mai rapidă a culorii roşii a cărnii. Polifosfaţii sunt utilizaţi la fabricarea unor preparate de carne şi a unor semiconserve datorită proprietăţii lor de a mări capacitatea de hidratare a cărnii. Prin adaosul de polifosfaţi la fabricarea bradtului creşte capacitatea acestuia de a emulsiona grăsimile şi stabilitatea acestor emulsii. Aromatizanţii sunt adăugaţi în produsele din carne pentru a le îmbunătăţi gustul şi mirosul. Unii aromatizanţi au efect antiseptic şi antioxidant şi contribuie la creşterea gradului de conservabilitate a produselor din carne. Aromatizanţii folosiţi în industria cărnii pot fi: - condimente şi plante condimentare; - uleiuri esenţiale; - oleorezine. Condimentele şi plantele condimentare se pot prezenta sub formă de frunze (dafin, busuioc, mentă, pătrunjel, rozmarin, leuştean, etc.), muguri florali (cuişoare), coajă (scorţişoară), fructe (ardei, anason, coriandru, chimen, fenicul, ienihabar, piper etc.), seminţe (muştar), bulbi (ceapă, usturoi), partea aeriană a plantei (cimbru, măghiran, mărar, tarhon), rizomi (hrean, ghimbir). Condimentele şi plantele condimentare se pot clasifica în: • condimente picante (piper, muştar, boia de ardei); • condimente aliacee (usturoi, ceapă, praz, hrean); • condimente aromate (coriandru, chimen, cimbru, leuştean, mărar, pătrunjel, dafin, cuişoare, tarhon, scorţişoară, anason). Pentru exprimarea unei arome, de regulă, se grupează mai multe condimente. Uleiurile esenţiale se obţin din diferite plante aromatizante prin una din următoarele metode: distilare, antrenare cu vapori de apă sau prin extracţe cu solvenţi. În cazul obţinerii prin extracţie, solventul este recuperat din miscelă, iar amestecul de ulei esenţial şi răşini rămas, numit “concret” este tratat cu alcool etilic la rece. Alcool etilic extrage uleiul esenţial care poate fi folosit ca atare sau după concentrare.

189

Aromatizarea preparatelor din carne cu uleiuri esenţiale este avantajoasă datorită puterii mari de aromatizare a acestora (de până la 100 de ori mai mare decât a plantelor din care s-au obţinut), datorită faptului că acestea sunt pure din punct de vedere microbiologic şi necesită spaţii mai mici de depozitare. Folosirea uleiurilor esenţiale este însă limitată datorită următoarelor inconveniente: - uleiurile esenţiale nu conţin toate elementele aromatizante ale materialului de start; - se oxidează uşor în prezenţa luminii deoarece nu conţin substanţe antioxidante; - sunt greu de dispersat în masa produsului datorită insolubilităţii în apă şi a volumului redus. Oleorezinele sunt produse cu consistenţă vâscoasă obţinute din condimente şi plante aromatizante uscate şi măcinate prin percolare (procedeu de extracţie cu solvenţi a unui component dintr-un amestec prin străbaterea stratului de material de sus în jos de către solvent) cu un solvent organic, de obicei o hidrocarbură clorurată. Oleorezinele sunt amestecate cu suport de sare, dextroză sau lactoză. Potenţiatorii de aromă sunt substanţe care nu posedă ele însele gust şi miros, dar care în cantităţi mici, intensifică aroma şi gustul produselor. Principalii potenţiatori de aromă folosiţi la fabricarea produselor din carne sunt: glutamatul de sodiu, 5`-nucleotidele şi hidrolizatele proteice. Glutamatul de sodiu este sarea de sodiu a acidului glutamic. HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COONa Acest compus are proprietatea de excitare a papilelor gustative. Glutamatul de sodiu este folosit la fabricarea conservelor şi a semiconservelor din carne, la pepararea sosurilor şi a supelor. 5`-Nucleotidele care au acţiune de potenţiatori de aromă sunt 5`- inozinatul disodic (inozin-5`-monofosfatul disodic), prescuratat 5`-IMP şi 5`-guanilatul disodic (guanin-5`-monofosfatul disodic), prescurtat 5`-GMP. Aceste nucleotide acţionează sinergetic cu glutamatul de sodiu. Ele se adaugă în raport de 1/10 –1/100 faţă de glutamatul de sodiu utilizându-se la prepararea sosurilor, a salamurilor şi la fabricarea semiconservelor. Hidrolizatele proteice se obţin prin hidroliza materiilor prime proteice de origine animală şi vegetală (carne de calitate inferioară, făină de soia, drojdie de bere etc.). Reacţia de hidroliză este catalizată de acidul clorhidric care este apoi neutralizat cu carbonat de sodiu rezultând clorura de sodiu. Hidrolizatele proteice sunt prelucrate prin filtrare, decolorare, concentrare în vid şi uscare prin pulverizare. Hidrolizatele proteice se folosesc la fabricarea pateurilor, a conservelor mixte, a salamurilor etc. Derivatele proteice folosite în industria cărnii sunt de origine vegetală (glutenul, făina, concentratele şi izolatele proteice din soia) şi de origine animală 190

(laptele praf degresat, zerul praf, cazeina, plasma sanguină, derivatele proteice din materii colagenice). Derivatele proteice sunt adăugate în unele produse din carne pentru a le suplimenta valoarea nutritivă prin aportul de proteine. Materiale pentru fabricarea produselor din carne Materialele utilizate în industria cãrnii sunt: -membranele care pot fi naturale, semisintetice-colagenice şi sintetice; -materiale de legare a batoanelor (sfoarã, clipsuri); -combustibilii tehnologici folosiţi la afumarea cãrnii (lemn, rumeguş). 13.5.2. Tehnologia generală de fabricare a mezelurilor şi a cârnaţilor Procesul tehnologic de fabricare a mezelurilor şi a cârnaţilor cuprinde următoarele operaţii principale: - tranşarea, dezosarea şi alegerea cărnii; - obţinerea semifabricatelor bradt şi şrot; - prepararea compoziţiei; - umplerea compoziţiei în membrane şi legarea batoane; - afumarea caldă; - pasteurizarea; - afumarea rece. Schema tehnologică generală de fabricare a mezelurilor şi a cârnaţilor este prezentată în figura 13.4. Prepararea compoziţiei La prepararea mezelurilor şi a cârnaţilor se folosesc următoarele componente: bradt, şrot, slănină, condimente, apă răcită, fulgi de gheaţă. La pregătirea compoziţiei se folosesc maşini de tocat carnea (volf), maşini de tăiat slănina, malaxoare, maşini de tocat fin (cutere), mori coloidale, dezintegratoare, pompe pentru carne. Pentru mezelurile cu structură omogenă (parizer, crenvurşti) compoziţia se prepară prin amestecarea componentelor bradt, slănină tocată, apă răcită şi condimente cu ajutorul cuterului sau a morii coloidale. De exemplu, parizerul este preparat din 70% bradt şi 30% slănină. Condimentele adăugate sunt: piper, 0,05%, nucşoară, 0,03%, boia de ardei dulce, 0,05% şi usturoi, 0,05 %. Prepararea compoziţiei pentru parizer constă în prelucrarea bradtului maturat la cuter împreună cu slănină moale. Slănina moale a fost conservată în prealabil, maturată, răcită şi tocată la volf prin sita cu ochiuri de 3 mm. În timpul prelucrării la cuter se adaugă gheaţă (pentru a preîntâmpina încălzirea pastei) şi condimentele măcinate. Prelucrarea la cuter este terminată atunci când s-a obţinut o pastă omogenă cu aspect lucios, aderentă.

191

Slănină

Carne

Sare, azotaţi de sodiu, azotiţi de sodiu, polifosfaţi

Condimente

Tocare la volf

Tranşarea, dezosarea, alegerea cărnii

Prepararea amestecului de sărare

Pregătire

Preparare bradt

Preparare şrot

Tocare la volf

Prepararea compoziţiei Umplerea şi legarea batoanelor Afumare caldă

Pasteurizare

Afumare rece

Preparat de carne

Fig. nr. 13.4. Schema tehnologică generală de fabricare a preparatelor din carne în membrană

192

În cazul mezelurilor cu structură eterogenă pregătirea compoziţiei se face în malaxor. Se introduce bradtul în malaxor, apoi apa răcită, şrotul de vită sau de porc tocat prin sită de dimensiuni specifice fiecărui sortiment, condimentele şi slănina. Umplerea membranelor Umplerea membranelor cu compoziţie cuprinde următoarele etape: - pregătirea membranelor pentru umplere; - introducerea comoziţiei în membrane; - legarea batoanelor. Pregătirea membranelor constă în verificarea calibrului, a integrităţii, a rezistenţei şi a elasticităţii acestora. Membranele naturale sărate se desărează, iar cele uscate se înmoaie în apă caldă. Introducerea compoziţiei în membrane se face cu ajutorul maşinilor de umplut care pot fi cu acţiune periodică sau cu funcţionare continuă. Maşinile de umplut cu acţiune periodică sunt alcătuite dintr-un cilindru închis ermetic cu capac, un piston pentru introducerea compoziţiei prin ţeava de umplere şi sistemul de acţionare al pistonului, de obicei hidraulic. Maşinile de umplut cu funcţionare continuă pot fi cu spirale, şuruburi (melci), palete excentrice. Aceste maşini sunt prevăzute cu sistem de producere a vidului pentru dezaerarea pastei şi pentru a se uşura operaţia de umplere datorită creerii diferenţei de presiune cu exteriorul. Legarea batoanelor Batoanele umplute se leagă la capete cu sfoară pentru a se putea agăţa. Legarea la capătul liber se poate înlocui prin clipsare. La crenvurşti, polonezi, cârnaţi se execută răsucirea manuală sau mecanică pentru formarea bucăţilor scurte. Batoanele groase se înţeapă pentru îndepărtarea aerului. Batoanele legate sunt aşezate pe rame pentru a fi duse la prelucrarea termică. Afumarea caldă Afumarea caldă (80…90ºC) se aplică atât prospăturilor (parizer, crenvurşti) cât şi salamurilor şi cârnaţilor. Durata afumării depinde de sortimentul de produs din carne fabricat( 2060 min.). Instalaţiile în care are loc afumarea pot fi: -celule clasice de afumare; -instalaţii de afumare complexe în care se realizează zvântarea, afumarea caldă propriu-zisă şi pasteurizarea în atmosferă de aer cald sau abur. O instalaţie de afumare complexă este compusă din celula de afumare şi fierbere, generatorul de fum, instalaţia de automatizare şi control, schimbător de căldură. În celulele de afumare sunt efectuate mai multe etape ale procesului tehnic şi anume: -pentru prospături: zvântarea, afumarea caldă, pasteurizarea, răcirea; 193

-pentru salamurile semiafumate : zvântarea, afumarea caldă, pasteurizarea, zvântarea, afumarea rece. Pasteurizarea preparatelor din carne Pasteurizarea preparatelor din carne se face fie în celula instalaţiei de afumare complexă, încălzirea făcându-se prin admisie de abur, fie în bazine de pasteurizare. Pentru a se realiza pasteurizarea preparatelor din carne acestea trebuie încălzite la temperaturi de 75-80º C, astfel încât să se atingă temperatura de 70ºC în centrul termic al batonului şi să fie menţinută cel puţin 10 min. În cazul prospăturilor temperatura nu trebuie să depăşească 75º C. Afumarea rece Această operaţie este aplicată preparatelor de carne din sortimentul salamuri semiafumate pentru a le îmbogăţi în substanţe cu acţiune bactericidă şi antioxidantă, a le mări durata de conservare. Înainte de a fi supuse operaţiei de afumare rece, salamurile pasteurizate sunt răcite sub duş cu apă rece şi apoi zvântate. 13.6. Tehnologia fabricării semiconservelor din carne Semiconservele din carne sunt produse cu următoarele caracteristici: - conţin carne care a fost supusă în prealabil unor tratamente fizicochimice; - sunt ambalate în cutii ermetic închise şi pasteurizate - se pot conserva un timp limitat (6-10 luni) la temperatura mediului de 0….60C. Se fabrică următoarele sortimente de semiconserve din carne: - semiconserve de şuncă (pulpă,spată,cotlet); - semiconserve de şuncă de vită (pulpă de mânzat); - semiconserve din piept de porc afumat (bacon slab); - semiconserve din carne tocată; - semiconserve de crenvurşti; - semiconserve din limbă de porc sau vită. Tehnologia fabricării semiconservelor de şuncă Materia primă pentru fabricarea semiconservelor de şuncă este carnea de porcine şi de mânzat. Schema tehnologică de fabricare a semiconservelor de şuncă de porc este prezentată în figura 13.5.

194

Pungi din material plastic

Semicarcase de porc refrigerate

Tranşarea,dezosarea,alegerea şi sortarea pe culori a cărnii

Sărarea cărnii

Cutii Spălare

Duşare cu apă de 830C la interior

Malaxarea şi maturarea cărnii Umplerea cutiilor cu carne şi presarea sub vid Verificarea greutăţii şi închiderea cutiilor Pasteurizare Răcire şi temperare Depozitare la 2…40C Etichetare Ambalare Livrare semiconserve de şuncă Fig. 13.5 Schema tehnologică de fabricare a semiconservelor de şuncă (pulpă,spată, cotlet) 195

Procesul tehnologic de fabricare a semiconservelor de şuncă cuprinde următoarele operaţii: - pregătirea iniţială a materiilor prime care constă în tranşare, dezosare, alegerea cărnii şi sortarea cărnii provenite de la pulpă şi muşchiul spinal în două categorii: închisă şi deschisă la culoare; - sărarea cărnii; - malaxarea şi maturarea cărnii; - umplerea cutiilor metalice cu carne şi presarea cărnii sub vid; - verificarea greutăţii cutiilor şi închiderea acestora; - pasteurizarea; - răcirea şi temperarea semiconservelor; - depozitarea la 2-40C; - etichetarea şi ambalarea semiconservelor în cutii de carton pentru a fi livrate. 13.7. Tehnologia conservelor din carne Conservele din carne sunt produse ambalate în recipiente închise ermetic şi sterilizate la temperaturi de peste 1000C. Conservele din carne se pot clasifica, după modul de preparare în: - conserve de carne în suc propriu; - conserve din carne tocată; - conserve sub formă de pastă (pateuri, haşeuri); - conserve mixte din carne şi ingrediente de origine vegetală. În funcţie de destinaţie, conservelor din carne pot fi: • conserve obişnuite; • conserve dietetice, recomandate în diferite afecţiuni; • conserve pentru copii. Materiile prime folosite la fabricarea conservelor din carne sunt următoarele: - carne de vită, porc, pasăre, unele organe; - legume: fasole boabe şi verde, mazăre, morcovi, ţelină, pătrunjel, ceapă, usturoi, păstârnac, ardei, conopidă, vinete, dovlecei, varză etc.; - orez; - paste făinoase. Ca materii prime auxiliare se folosesc: uleiul de floarea soarelui, făină albă, pastă sau suc de roşii, zahăr, condimente etc. Ambalajele utilizate la fabricarea conservelor sunt confecţionate din tablă cositorită şi vernisată (lăcuită) sau din tablă de aluminiu. Se pot folosi şi ambalaje din sticlă sau din material plastic. Procesul tehnologic general de fabricare a conservelor din carne cuprinde următoarele operaţii principale: - recepţia materiei prime,a materiilor auxiliare şi a ambalajelor; 196

- pregătirea supelor şi a sosurilor necesare pentru unele sortimente de conserve de carne; - umplerea recipientelor şi exhaustarea acestora (îndepărtarea aerului din recipient); - închiderea recipientelor; - sterilizarea şi răcirea conservelor; - sortarea şi stergerea recipientelor metalice pentru îndepărtarea resturilor de apă, a depunerilor, prevenindu-se ruginirea ulterioară; - etichetarea şi ambalarea conservelor.

14. INDUSTRIA PEŞTELUI ŞI A PRODUSELOR DIN PEŞTE Peştele este un aliment cu o mare valoare nutritivă datorată următoarelor componente: - proteine de calitate superioară uşor asimilabile; - lipide bogate în oxizi graşi polinesaturaţi; - vitamina A şi D care se găsesc în special în peştele gras şi vitaminele B1 B2 , B12 şi nicotinamida aflate în cantităţi mari în gonade; - substanţe minerale (calciu, fier,potasiu, fosfor, sodiu, magneziu,iod etc.) Carnea de peşte este uşor digerabilă datorită structurii musculaturii organizată în segmente musculare scurte separate de foiţe conjuctive, numite miosepte. Mioseptele sunt transformate uşor în gelatină ceea ce determină dezorganizarea structurii musculare şi uşurează accesul enzimelor digestive la fibrele musculare. Dar, peştele este foarte uşor alterabil şi de aceea trebuie răcit imediat după ce este pescuit. 14.1. Clasificarea peştelui Peştii se pot clasifica în raport cu diferite criterii: modul de viaţă, forma, conţinutul în grăsime, culoarea cărnii. După modul de viaţă, peştii se împart în: - peşti marini (macrou, cod, hering, merlucius, ton, stavrid etc. ) - peşti de apă dulce (crap, somn, şalău, păstrăv, ştiucă, biban, cegă etc. ) - peşti migratori ( morun, nisetru, păstrugă, scrumbie de Dunăre etc. ) După conţinutul în grăsime, peştii se clasifică în: • peşti slabi având un conţinut de grăsime de până la 4 % (stavrid, merlucius, ştiucă ); • peşti semigraşi cu un conţinut de grăsime de 4 – 8 % ( crap, somn); • peşti graşi cu un conţinut de grăsime de peste 8 % ( sturioni, scrumbie, heringi etc. ). 197

După formă, peştii pot fi: - fusiformi ( păstrăv, macrou, scrumbie, cod, ton, şalău etc. );

Păstrăv curcubeu

- sagiformi ( ştiucă );

- plaţi ( calcan, plătică etc. );

plătică

198

Şalău

- serpentiformi ( anghilă, ţipar ).

Anghilă

Anghile

După culoarea cărnii, peştii pot fi: • cu carne albă, care, în general, sunt peşti slabi sau semigraşi ( cod, somon, merlucius ); • cu carne de culoare închisă, care prezintă un grad mare de vascularizaţie în fasciculele musculare laterale şi care, în general, sunt peşti graşi ( sardina, hering, macrou, anghila ).

Prelucrare peste

Afumare peste (Egiptul antic)

Peştele şi produsele din peşte comercializate se clasifică în: - peşte viu; - peşte proaspăt refrigerat; - peşte congelat; - peşte sărat; - peşte afumat; - preparate din peşte ( pastă de peşte , icre de peşte etc. );

199

- semiconserve din peşte ( în oţet sau în uleiuri vegetale ); - conserve din peşte. 14.2. Refrigerarea peştelui Carnea de peşte este uşor alterabilă datorită acţiunii conjugate a enzimelor proprii, a microorganismelor şi a oxidării mai rapide a lipidelor. De aceea se impune refrigerarea cât mai rapidă a peştelui imediat după ce a fost pescuit. La bordul navelor de pescuit refrigerarea peştelui se face cu apă de mare răcită sau cu gheaţă. În cazul refrigerării cu gheaţă, se utilizează gheaţă naturală sau artificială măruntă (bucăţi de 4 cm) în proporţie de 75% faţă de masa peştelui. Refrigerarea cu gheaţă se face în încăperi răcite. Recipientele cu peşte refrigerat şi gheaţă se depozitează în camere cu temperatura de -1…00C. Durata de păstrare a peştelui refrigerat este, în aceste condiţii, de 5 zile pentru speciile de peşte sensibile şi de 18 – 20 zile pentru speciile mai rezistente. La ţărm refrigerarea peştelui se face cu gheaţă în proporţie de 50 – 70% faţă de masa peştelui. 14.3. Congelarea peştelui Conservarea peştelui prin congelare poate fi aplicată la toate speciile de peşte, dar peştele slab se comportă mai bine la depozitarea de lungă durată în stare congelată. Peştele se poate supune congelării sub formă de peşte întreg, fileuri de peşte, batoane. Peştele întreg se poate congela ca atare, eviscerat sau eviscerat şi decapitat. Porţiunile musculare prelevate paralel cu coloana vertebrală a peştelui sunt denumite fileuri de peşte şi se congelează fie în pachete mici de aproximativ 400g, fie în blocuri ( brichete ) de aproximativ 12 kg. Batoanele de peşte se obţin din fileuri care sunt trecute prin pesmet, prăjite, ambalate şi apoi congelate. Peştele se poate congela prin următoarele metode: - congelare în aer , temperatura aerului fiind de -30…-400C şi viteza de circulaţie a aerului 2,5 – 20 m/s; - congelare prin contact în congelatoare cu plăci metalice răcite. La terminarea procesului de congelare, temperatura din interiorul brichetei de peşte trebuie să fie de cel puţin -120C. Toate speciile de peşte congelat trebuie supuse operaţiei de glasare. Glasarea peştelui congelat are rolul de protecţie. Stratul de gheaţă de 3…5 mm (glazura ) împiedică deshidratarea superficială a peştelui şi îl fereşte de acţiunea oxigenului atmosferic.

200

Glasarea se face prin imersarea în apă de 2…3 ori a peştilor congelaţi sau a blocului întreg de peşte congelat. Temperatura apei de glasare trebuie să fie de 2 0C . Glasarea prelungeşte durata de conservare la -180C cu 4 luni. 14.4. Conservarea peştelui prin sărare Sărarea peştelui se poate aplica fie ca metodă de conservare de sine stătătoare bazată pe principiul anabiozei (haloanabioza) fie ca fază premergătoare la prelucrarea peştelui destinat fabricării semiconservelor, a conservelor, a preparatelor culinare sau a icrelor. În al doilea caz, sărarea este asociată cu unul sau mai multe tratamente ( fermentarea, uscarea , fierberea, afumarea ). Sărarea asigură îmbunătăţirea caracteristicilor gustative ale peştelui, creşterea capacităţii de hidratare a cărnii de peşte şi ameliorarea conservabilităţii. Peştele sărat se clasifică în funcţie de cantitatea de sare incorporată în produsul finit în : - slab sărat, cu un procent de maximum 10% clorură de sodiu; - sărat mediu, cu un procent de 10 - 14% clorură de sodiu; - sărat puternic, cu un procent de peste 14% clorură de sodiu. Metodele de sărare aplicate în industria peştelui sunt următoarele: • sărarea uscată; • sărarea umedă; • sărarea mixtă. Sărarea uscată constă în tăvălirea peştelui întreg sau tăiat în sare comestibilă uscată şi aşezarea acestuia în stive, în vase sau bazine de sărare. Fiecare strat de peşte alternează cu un strat de sare. Sarea, fiind higroscopică absoarbe apa din straturile superficiale ale cărnii, se dizolvă în aceasta şi formează o saramură numită tuzluc sau saramură naturală din care are loc difuzia clorurii de sodiu în produsul supus sărării. Difuzia sării în carne depinde de temperatura la care se desfăşoară procesul, de rezistenţa mecanică a ţesutului muscular, de concentraţia în sare din diferitele straturi ale peştelui şi de distanţa dintre straturi. Sărarea uscată este aplicată în special la prelucrarea peştelui slab şi a celui mărunt. Sărarea umedă constă în imersarea peştelui sub formă de vrac sau aşezat în coşuri sau containere într-o saramură pregătită în prealabil şi numită saramură artificială. Sărarea umedă se aplică numai la obţinerea peştelui slab sărat destinat fabricării semiconservelor sau afumării la cald. Sărarea mixtă combină sărarea uscată şi cea umedă. Peştele sărat iniţial cu sare uscată se imersează în bazine cu saramură. Sarea preluată la suprafaţa

201

peştelui se dizolvă în saramură, impiedicându-se astfel diluarea saramurii pe seama apei extrase din carne. Sărarea mixtă se aplică la obţinerea peştelui mediu şi puternic sărat, în principal pentru peştii graşi şi semigraşi. 14.5. Conservarea peştelui prin afumare Afumarea peştelui se poate se poate aplica atât la peştele de apă dulce cât şi la peştele marin sau oceanic. Metodele de afumare aplicate sunt: • afumarea la cald; • afumarea la rece. Afumarea la cald are loc la temperaturi ridicate de peste 800C şi durează 2 – 4 ore. Procesul tehnologic cuprinde următoarele operaţii: - recepţia calitativă şi cantitativă a materiei prime; - decongelarea în cazul peştelui congelat; - spintecarea şi spălarea peştelui; - sărarea peştelui; - legarea peştelui sau înşirarea lui pe sârmă, sfoară, şipci; - zvântarea; - coacerea – afumarea; - răcirea; - ambalarea; - depozitarea. În cazul utilizării peştelui congelat, acesta trebuie supus decongelării în aer, în apă sau în saramură. Spintecarea peştelui se aplică în cazul peştilor foarte mari având masa mai mare de 2kg la care se îndepărtează viscerele, capetele, iar uneori trunchiul se taie în bucăţi. Sărarea se execută în scopul ameliorării calităţilor gustative. Sărarea se face în saramură cu densitatea de 1,18 – 1,2 g/cm3. Raportul peşte / saramură este de 1/1 – 1/2, iar durata sărării este de 2 – 6 ore, până se atinge o concentraţie de 2% sare în peşte. Zvântarea peştelui înainte de coacere – afumare este necesară pentru a se crea condiţiile necesare depunerii componenţilor din fum pe suprafaţa peştelui şi coagularea proteinelor din stratul superficial al cărnii de peşte, ceea ce limitează evaporarea apei din peşte. Zvântarea se face la temperatura de 50 – 80 ºC timp de 30 – 60 minute. Coacerea are loc la temperatura de 90 – 140 ºC timp de 30 – 60 minute. Durata de coacere depinde de mărimea şi de particularităţile cărnii şi de umiditatea relativă a aerului. Prin coacere, peştele poate fi consumat ca atare fără o pergătire culinară ulterioară. 202

Afumarea propriu-zisă are loc la temperatura de 80…110ºC timp de 1-3 ore. În decursul operaţiilor de coacere şi de afumare la cald au loc o serie de procese: hidroliza parţială a colagenului, denaturarea completă a proteinelor şi coagularea lor, inclusiv inactivarea completă a enzimelor. Sunt distruse formele vegetative ale microorganismelor. Datorită eliminării apei şi a pierderii de grăsime prin topire parţială şi scurgere are loc contractarea ţesutului muscular şi micşorarea volumului peştelui. Valoarea nutritivă a peştelui se diminuează datorită pierderilor de grăsime, suc celular şi distrugere de vitamine. Răcirea peştelui după afumare se execută cu scopul de a întrerupe acţiunea temperaturii ridicate asupra cărnii de peşte şi de a se reduce pierderile în greutate. Răcirea peştelui are loc în aer cu circulaţie naturală timp de 6-8 ore sau, în cazul circulaţiei forţate timp de 30-120 minute până când temperatura peştelui ajunge la 15…18 ºC. Depozitarea peştelui afumat la cald se face la temperatura de 0…2ºC. Afumarea la rece se face la temperaturi de 20…40ºC timp de 20 ore - 14 zile. Afumarea rece se aplică peştelui proaspăt sau celui sărat. Peştele proaspăt este supus operaţiei de sărare până la o concentraţie de 812% sare în carne, iar ulterior peştele se desărează la 6-8 % sare. Dacă materia primă este peştele sărat cu 12-14 % sare se aplică desărarea tot până la 6-8% sare. La desărare are loc şi o umflare a cărnii de peşte prin hidratare, creşterea în greutate fiind de 4-8 %. Desărarea se realizează în bazine de dimensiuni mici, prevăzute cu orificii de scurgere şi grătare din lemn. Raportul dintre soluţia de desărare şi cantitatea de peşte supus desărării este de 2/1. Desărarea se poate realiza cu apă, cu saramură sau mixt. Desărarea cu apă se aplică în sezonul rece, cea cu saramură în sezonul cald, iar desărarea mixtă se foloseşte în cazul peştilor de mari dimensiuni. Afumarea la rece are loc la temperaturi de 25-40 ºC la care nu se produce denaturarea termică a proteinelor. Ţesutul muscular al peştelui suferă următoarele modificări: - deshidratare; - denaturarea termică şi hidroliza parţială a proteinelor sub acţiunea proteazelor celulare şi a celor din tractusul gastro-intestinal; - hidroliza lipidelor; - reducerea numărului de microorganisme sub acţiunea bacteriostatică a compuşilor din fum şi a sării. Pierderile în greutate în decursul afumării la rece sunt de 16-22%. Depozitarea peştelui afumat la rece se face la temperaturi de 0…2ºC timp de maximum 2 luni. Peştele afumat este ambalat în lădiţe de lemn sau din material plastic căptuşite cu hârtie pregaminată. Peştele afumat se poate ambala şi în folie de plastic cu închidere sub vid.

203

14.6. Semiconserve din peşte Semiconservele din peşte sunt produse conservate cu ajutorul oţetului sau uleiului. Semiconservele din peşte se deosebesc de conservele propriu-zise deoarece nu sunt supuse sterilizării şi trebuie păstrate la temperaturi scăzute. Semiconservele din peşte au o durată de păstrare limitată. Sortimentele de semiconserve din peşte clasifică în: • semiconserve de peşte în oţet numite şi marinate nesterilizate care pot fi: reci, fierte sau prăjite; • semiconserve de peşte în uleiuri vegetale. Semiconservele de peşte în oţet (marinatele) se bazează pe conservarea peştelui cu ajutorul sării şi oţetului. Acidul acetic din oţet are un rol determinant la prepararea marinatelor datorită acţiunii sale bacteriostatice asupra unui număr mare de bacterii manifestată atunci când concentraţia sa în mediu este de 0,4 - 4%. Acidul acetic are şi o acţiune bactericidă intensificată de adaosul de sare şi zahăr. În plus, acidul acetic determină frăgezirea cărnii de peşte, făcând-o aptă pentru consum fără o prelucrare culinară ulterioară. Sarea are acţiune conservantă deoarece determină creşterea presiunii osmotice celulare. Sarea este adăugată şi pentru a ameliora calităţile gustative ale peştelui. Ca materie primă la fabricarea marinatelor se folosesc îndeosebi heringii, stavrizii, sardinele, scrumbiile. Marinatele reci se prepară din peşte sărat, peşte proaspăt sau congelat. Peştele puternic sărat este supus desărării până la 10 % sare. Peştele congelat se decongelează şi se spală. Peştele este apoi decapitat, eviscerat spălat, porţionat. Marinarea are loc într-o baie de oţet ce conţine maximum 6 % acid acetic dacă se foloseşte ca materie primă peştele desărat cu un conţinut de sare de până la 10 % sare. Dacă se prelucrează peşte proaspăt sau congelat-decongelat, soluţia de marinare va conţine 5 % acid acetic şi 10 % sare. Raportul dintre peşte şi soluţia de marinare este de 2 : 3. Marinarea are loc la temperatura de 15ºC timp de 24 ore. Prin marinare, carnea pierde aspectul de carne crudă, iar culoarea devine albă până la os. Peştele marinat este introdus în borcane de sticlă, cutii de tablă cositorită sau vernisată, în butoaie de lemn sau în recipiente de plastic. Se pot adăuga şi legume marinate (morcovi, ceapă). La sfârşit se adaugă soluţia de conservare care poate fi o soluţie de acid acetic 4 % sau un sos condimentat pe bază de oţet. După închidere, recipientele se depozitează la temperaturi mai mici de 10ºC. Marinatele fierte se fabrică numai din peşte proaspăt care este fiert şi apoi conservat prin acoperire cu o soluţie de gelatină care conţine oţet.

204

Peştele este curăţit de solzi, decapitat, eviscerat, spălat şi uneori tăiat în bucăţi. Apoi peştele este fiert într-o soluţie ce conţine de sare (6 % ) şi acid acetic (4 %) timp de 5-15 minute. După fierbere, peştele este răcit cu apă şi aşezat în recipiente. Peste peşte se toarnă o soluţie caldă (50…60 ºC) ce conţine gelatină (4%), acid acetic (3%) şi sare (3 %). Recipientele se închid ermetic şi se depozitează la temperaturi de maximum 5 ºC. Marinatele prăjite se prepară din peşte prăjit în ulei peste care se toarnă o soluţie ce conţine 5 % acid acetic şi 6 % sare. Semiconservele de peşte în ulei se prepară din peşti marini şi oceanici: stavrizi, hamsii, scrumbii, heringi, sardină etc. Uleiul folosit la fabricarea semiconservelor se constituie într-un strat izolator care împiedică pătrunderea microorganismelor. Semiconservele de peşte se prepară din peşte sărat. Acesta este supus unei desărării parţiale în apă şi apoi este marinat într-o baie de acid acetic condimentată. Peştele marinat este ambalat în recipiente, se adaugă condimente şi apoi se toarnă ulei de floarea-soarelui. Recipientele se închid ermetic şi se depozitează. Aceste tipuri de semiconserve se păstrează 1-2 luni la temperaturi de 2-12ºC şi la o umiditate relativă a aerului de 50-80 %. 14.7. Tehnologia fabricării conservelor de peşte Conservele de peşte se fabricã din peşte proaspãt, refrigerat sau congelat. Conservele de peşte pot fi: -în suc propriu; -în sos tomat; -în ulei aromatizat; -tip pastã; -''aperitiv '' cu legume, zarzavaturi şi cu sosuri. Tehnologia generalã de fabricare a conservelor din peşte cuprinde urmãtoarele operaţii, unele dintre ele fiind specifice numai unor tipuri de conserve: • recepţia peştelui; • decongelarea peştelui (în cazul utilizãrii peştelui congelat); • desolzirea, decapitarea, eviscerarea şi îndepãrtarea aripioarelor; • spãlarea peştelui; • porţionarea peştelui; • sãrarea peştelui; • înfãinarea peştelui; • prelucrarea termicã iniţialã care depinde de tipul de conserve care se fabricã şi poate fi: prãjire, aburire, fierbere sau afumare; • umplerea recipientelor; • sterilizarea conservelor; 205

• maturarea conservelor. Recepţia peştelui se face din punct de vedere calitativ şi cantitativ. Desolzirea, decapitarea, eviscerarea şi îndepãrtarea aripioarelor sunt operaţii care se aplicã la toate speciile de peşte. Desolzirea constã în curãţirea peştelui de solzi şi se face în maşini speciale. Decapitarea, eviscerarea şi îndepãrtarea aripioarelor se executã mecanizat şi manual. Spãlarea peştelui are ca scop îndepãrtarea mucusului, a sângelui, a resturilor de viscere şi a altor impuritãţi. Prin spãlare se reduce gradul de infectare cu microorganisme. Porţionarea peştelui se poate face manual sau mecanic. Sãrarea peştelui se face pentru a da gust conservelor, pentru a se realiza o deshidratare parţialã şi pentru a îmbunãtãţi consistenţa cãrnii de peşte. Se face o sãrare umedã într-o soluţie de NaCl de concentraţie 20% timp de 2-15 minute în funcţie de mãrimea bucãţilor de peşte. Conţinutul de sare în produsul finit trebuie sã fie de 1,5-2,5%. Înfãinarea peştelui se aplicã numai în cazul peştelui ce urmeazã sã fie prãjit şi are ca scop protejarea cãrnii de peşte împotriva închiderii la culoare şi a apariţiei gustului amar în timpul prãjirii. Prin înfãinare, suprafaţa peştelui este protejatã de o deshidratare excesivã. Totodatã, fãina contribuie la formarea gustului şi a mirosului de prãjire prin caramelizarea hidraţilor de carbon din fãinã, dextrinizarea parţialã a amidonului şi prin reacţii Maillard. Dupã înfãinare, peştele se lasã în reaus 2-3 minute. Înfãinarea se face manual sau mecanizat, cu ajutorul maşinilor de înfãinat. Prelucrarea termicã iniţialã poate consta în prãjire, aburire, fierbere sau afumare în funcţie de tipul de conservã ce se fabricã. Prãjirea se aplicã la peştele destinat conservelor în sos tomat. Prãjirea peştelui se face în ulei de floarea-soarelui, la temperatura de 130...140ºC, timp de 3...5 minute. Prin prãjire se realizeazã îmbunãtãţirea caracteristicilor senzoriale (gust, miros) şi se mãreşte consistenţa peştelui evitându-se astfel sfãrmarea lui în decursul prelucrãrii ulterioare. Are loc totodatã inactivarea enzimelor din ţesutul muscular şi distrugerea microflorei epifite. Datoritã absorbţiei de ulei, creşte valoarea energeticã a cãrnii de peşte. În decursul prãjirii, datoritã pierderii de umiditate, are loc micşorarea volumului şi a masei bucãţilor de peşte. Pierderile de masã la prãjire sunt de 16...21%. Prãjirea se realizeazã în cuptoare de prãjire cu funcţionare discontinuã sau continuã care pot fi cuptoare cu foc direct, cu încãlzire cu abur, cu încãlzire electricã sau cuptoare cu radiaţii infraroşii. Aburirea peştelui sau a bucãţilor de peşte se realizeazã în tãvi sau direct în recipientele care urmeazã sã fie închise şi sterilizate. Pentru aburire se utilizeazã abur sau aer umed. Aburirea peştelui se realizeazã la 95...115ºC timp de 5...25 206

minute, în funcţie de specie şi de mãrimea bucãţilor. Aburirea excesivã duce la fãrâmiţarea bucãţilor de peşte. Aburirea se poate executa discontinuu sau continuu. În cazul aburirii discontinue se folosesc dulapuri metalice dotate cu serpentine perforate pentru alimentare cu abur. Aburirea se aplicã peştelui sãrat şi zvântat. În cazul aburirii continue se folosesc instalaţii de aburire cu funcţionare continuã în care se realizeazã aburirea şi uscarea bucãţilor de peşte aşezate în recipiente. Blanşarea peştelui constã într-o opãrire de scurtã duratã prin care se realizeazã urmãtoarele obiective: -deshidratarea parţialã a peştelui ceea ce are ca efect întãrirea epidermei şi evitarea desprinderii ei de pe ţesutul muscular; -coagularea proteinelor şi mãrirea consistenţei cãrnii; -distrugerea parţialã a microorganismelor de la suprafaţa peştelui; -micşorarea masei şi a volumului peştelui dupã prelucrare. Blanşarea se poate realiza în apã fierbinte, în saramurã, în abur (aburire) sau în ulei încãlzit. Opãrirea legumelor destinate fabricãrii diferitelor tipuri de conserve de peşte se face pentru a se inactiva enzimele care produc îmbrunarea enzimaticã şi pentru a se îndepãrta substanţele pesticide cu care au fost tratate plantele. Prin opãrire se eliminã gustul neplãcut al unor legume. În urma opãririi, legumele îşi mãresc elasticitatea şi astfel volumul ambalajului se poate folosi mai eficient. Operaţia de opãrire se face la 85...88ºC, timp de 1-5 minute. Opãrirea, blanşarea şi fierberea se pot realiza în cazane duplex sau în opãritoare cu funcţionare continuã. Afumarea se face la peştele pentru conservele în ulei. Se face o afumare uşoarã. Se poate folosi şi lichid de afumare sau ulei aromatizat cu fum, iar în acest caz nu se mai face afumarea cu aerosol a peştelui. Umplerea recipientelor se poate face manual sau mecanic cu dozatoare în special pentru partea lichidã. Sosul sau uleiul se toarnã fierbinte pentru eliminarea aerului. Aerul se poate elimina şi prin închiderea conservelor cu maşini de închis sub vid. Sterilizarea conservelor urmăreşte distrugerea formelor vegetative şi sporulate ale microorganismelor. Sterilizarea conservelor de peşte se realizează în instalaţii cu funcţionare discontinuă sau continuă. Instalaţiile cu funcţionare discontinuă pot fi autoclave statice verticale sau autoclave orizontale cu rotirea recipienţilor (rotoclave). Instalaţiile de sterilizare continuă pot fi sterilizatoare rotative, sterilizatoare hidrostatice sau sterilizatoare cu flacără. Maturarea conservelor de peşte se realizează timp de 20-60 de zile în depozitele fabricii. Conservele care s-au bombat sunt îndepărtate. În decursul maturării sosul sau uleiul din conservă difuzează în carnea de peşte care devine 207

mai onctuoasă, cu gust mai plăcut. Depozitarea conservelor în vederea maturării se face la temperaturi de 4-20ºC şi la umiditatea relativă a aerului de 70-75%.

208

BIBLIOGRAFIE 1. Banu, C. şi colab. –Manualul inginerului de industrie alimentară, vol. I şi II, Ed. Tehnică, Bucureşti, 2002; 2. Banu, C. şi colab. – Progrese tehnice, tehnologice şi ştiinţifice în industria alimentară, vol. I şi II, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1993; 3. Banu, C., Oprea Al. şi Dănicel, Gh. – Îndrumător în tehnologia produselor din carne, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1985; 4. Banu, C. şi colab. – Biotehnologii în industria alimentară, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1987; 5. Banu, C. şi colab. – Procesarea industrială a cărnii, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1997; 6. Banu, C. şi Vizireanu, Camelia – Procesarea industrială a laptelui, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1998; 7. Banu, C. şi colab. –Tratat de Ştiinţa şi tehnologia malţului şi a berii, Ed. AGIR, Bucureşti, 2000; 8. Banu, C., Nour, Violeta, Leonte, M., Răsmeriţă, D., Săhleanu, V., Iordan, Maria – Tratat de chimia alimentelor, Ed. AGIR, Bucureşti, 2002; 9. Banu, C. şi colab. – Aditivi şi ingrediente pentru industria alimentară, Ed. Tehnică, Bucureşti, 2000; 10. Berzescu, P. şi colab. – Tehnologia berii şi a malţului, Ed. Ceres, Bucureşti, 1981; 11. Boeru, Gh. şi Puzdrea, D. –Tehnologia uleiurilor vegetale, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1980; 12. Cebotărescu, I. D., Neagu, I., Bibere, Luminiţa – Utilaj tehnologic pentru vinificaţie, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1997; 13. Chira, R. – Chimia aromelor alimentare, Ed. Casa Cărţii de Ştiinţă, Cluj Napoca, 2000; 14. Costin, Gh. – Tehnologia laptelui şi a produselor lactate, Ed. Did. şi Ped., Bucureşti, 1965; 15. Costin, Ionel – Tehnologii de prelucrare a cerealelor în industria morăritului, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1983; 16. Costin, Gh., Segal, Rodica - Alimente funcţionale, Ed. Academiei, Bucureşti 1999; 17. Costin, M. Gh., Florea, T. – Aplicaţii ale separării prin membrane în biotehnologie şi industria alimentară, Ed. Academica, Galaţi, 1997; 18. Cotea, D.V., Pomohaci, N., Gheorghiţa, M. – Oenologie, Ed. Did. şi Ped., Bucureşti, 1982; 19. Cotea, D.V. şi Sauciuc, J. H. – Tratat de oenologie, Vol. I şi II Ed. Ceres, Bucureşti, 1988;

209

20. Culache, Domnica şi Platon, V. – Tehnologia zahărului, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1883; 21. Chintescu, G. – Îndrumător pentru tehnologia brânzeturilor, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1980; 22. Chintescu, G. şi Grigore, Şt. – Îndrumător pentru tehnologia produselor lactate, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1982; 23. Dumitrescu, H. şi colab. – Controlul fizico-chimic al alimentelor, Ed. Medicală, Bucureşti, 1997; 24. Florea, T. – Chimia alimentelor, Vol. II, Ed. Academica, Galaţi, 2001; 25. Gherghi, A., Iordăchescu, C., Burzo, I. – Menţinerea calităţii legumelor şi fructelor în stare proaspătă, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1986; 26. Gutulescu, I. şi Dautner, M. – Tehnologia prelucrării legumelor şi fructelor, Ed. Did şi Ped., Bucureşti, 1973; 27. Guş, Camelia – Laptele şi produsele lactate, Ed. Risoprint, Cluj-Napoca 2002; 28. Guzun, Valentina, Musteaţă, Gr., Rubţov, S., Banu, C., Vizireanu, C. – Industrializarea laptelui, Ed. “Tehnica-Info”, Chişinău, 2001; 29. Iliescu, Lucia, Rappaport, I. Şi Flueraşu, I. – Tehnologia produselor zaharoase, Ed. Did. şi Ped., Bucureşti, 1974; 30. Leonte, M., Florea, T. – Chimia alimentelor, Vol. I, Ed. Pax Aura Mundi, Galaţi, 1998; 31. Marinescu, I. Şi colab. – Tehnologii moderne în industria conservelor vegetale, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1986; 32. Mencinicopschi, Gh., Kathrein, I., Teodoru, V. – Biotehnologii în prelucrarea produselor alimentare, Ed. Ceres, Bucureşti, 1987; 33. Mihalca, Gh., Mihalca, Veronica – Tehnici de păstrare a alimentelor prin frig, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1986; 34. Modoran, Dorel, - Tehnologii fermentative, Vol. I, Ed. I.C.P.I.A.F., ClujNapoca, 2002; 35. Moldoveanu, Gh., Niculescu, N. I., Melniciuc, G. – Panificaţia modernă, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1969; 36. Moraru, C. şi Râpeanu, R. – Tehnologia industrializării porumbului, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1972; 37. Muscă, M. – Tehnologia produselor alimentare, Universitatea Galaţi, 1980; 38. Muscă, M. – Tehnologia generală a industriei alimentare, Universitatea Galaţi, 1984; 39. Neamţu, G., Biochimie alimentară, Ed. Ceres, Bucureşti, 1997; 40. Nedeff, Valentin, Materii prime şi tehnologii generale în industria alimentară, Universitatea Bacău, 1998; 41. Niculescu, G. şi Petrescu, N. – Fabricarea produselor zaharoase, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1967; 42. Niculescu, N. I. – Materii şi materiale pentru producerea alimentelor, Ed. Ceres, Bucureşti, 1981; 210

43. Niculescu, N. – Producerea modernă a alimentelor făinoase, Ed. Ceres, Bucureşti, 1980; 44. Oţel, I. – Tehnologia produselor din carne, Ed.Tehnică, Bucureşti, 1979; 45. Răşenescu, I. şi colab. – Lexicon-îndrumar pentru industria alimentară. Tehnologii, operaţii, procese şi produse, Vol. I şi II, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1987; 46. Rotaru, O, Guş, Camelia şi Mihaiu, M. – Controlul sănătăţii produselor de origine animală, Ed. Hipparion, Cluj-Napoca, 1999; 47. Sârbulescu, V. şi Sârbulescu, Mariana – Tehnologia, conservarea şi controlul de calitate al produselor de origine animală; 48. Segal, B. şi Balint, Constanţa – Procedee de îmbunătăţire a calităţii şi stabilităţii produselor alimentare, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1982; 49. Segal, B. – Tehnologia conservării fructelor şi legumelor, Ed. Did. şi Ped., Bucureşti, 1964; 50. Segal, Rodica, Biochimia produselor alimentare, Vol. I şi II, Ed. Alma, Galaţi,1998; 51. Ţibulcă, D. şi Sălăgean, D. C. – Tehnologia semiconservelor şi conservelor din carne şi peşte, Ed. Bedicora, Bistriţa, 2001; 52. Ţibulcă, D. şi Sălăgean, D. C. – Tehnologia cărnii şi a produselor din carne, Ed. Risoprint, Cluj-Napoca, 2000.

211