Laptele de Consum

Cuprins CAPITOLUL I. .......................................................................................................................................7 LAPTELE DE CONSUM.......................................................................................................................7 1.1. PREZENTARE GENERALĂ.........................................................................................................7 1.2. PROPRIETĂŢILE ORGANOLEPTICE, FIZICO – CHIMICE, BIOCHIMICE, MICROBIOLOGICE ŞI NUTRITIVE ALE LAPTELUI INTEGRAL................................................9 1.2.1. Proprietăţile organoleptice şl fizico-chimice ale laptelui crud integral...................................9 1.2.2. Compoziţia biochimică a laptelui..........................................................................................15 CAPITOLUL II......................................................................................................................................23 MICROBIOLOGIA LAPTELUI.........................................................................................................23 2.1. MICROORGANISMELE DIN LAPTE ŞI PRODUSELE LACTATE.......................................24 2.2. SURSE DE CONTAMINARE A LAPTELUI.............................................................................30 2.3. MODIFICĂRILE ORGANOLEPTICE ALE LAPTELUI SUB ACŢIUNEA MICROORGANISMELOR.................................................................................................................32 2.3.1. Modificări de consistenţă - filanţa laptelui şi smântânii........................................................33 2.3.2. Modificări de culoare.............................................................................................................33 2.3.3. Modificări de gust şl miros...................................................................................................35 2.3.4. Modificări de aspect şl consistenţă........................................................................................37 2.3.5. Coagularea dulce a laptelui....................................................................................................38 2.3.6. Smântâna neomogenă............................................................................................................39 2.4. DEZVOLTAREA MICROORGANISMELOR DIN LAPTE ÎN FUNCŢIE DE TEMPERATURĂ................................................................................................................................39 CAPITOLUL III. ................................................................................................................................41 LAPTELE DE CONSUM TRATAT TERMIC .................................................................................41 3.1. LAPTELE PASTEURIZAT.........................................................................................................41 3.1.1. Schema tehnologică de obţinere a laptelui pasteurizat..........................................................44 3.1.2. Descrirea schemei tehnologice...............................................................................................45 3.1.3. Condiţiile de calitate ale laptelui pasteurizat.........................................................................47 3.2. LAPTELE STERILIZAT..............................................................................................................48 3.2.1. Tehnologia obţinerii laptelui sterilizat...................................................................................49 3.3. LAPTELE CONSERVAT............................................................................................................50 3.3.1. Laptele condensat (concentrat)..............................................................................................50 3.3.2. Laptele praf sau pudră............................................................................................................51 CAPITOLUL IV....................................................................................................................................55 PARTE EXPERIMENTALĂ APRECIEREA CALITĂŢII LAPTELUI.......................................55 4.1. ANALIZE FIZICO-CHIMICE.....................................................................................................55 4.2. ANALIZE MICROBIOLOGICE..................................................................................................77 4.3. REZULTATE ŞI DISCUŢII.........................................................................................................93 4.3.1. Examenul caracterelor organoleptice.....................................................................................93 4.3.2. Examenul fizico-chimic.........................................................................................................94 4.3.3. Examenul microbilogic..........................................................................................................98 4.4. CONCLUZII...............................................................................................................................114 CAPITOLUL V. PARTE TEHNOLOGICĂ.....................................................................................116 5.1. BILANŢ DE MATERIALE........................................................................................................116 5.1.1. Bilanţ de materiale tabelar...................................................................................................119 5.1.2. Bilanţ de materiale global....................................................................................................121 5.2. BILANŢ TERMIC ŞI CLIMATIZARE.....................................................................................121 CAPITOLUL VI..................................................................................................................................126 PARTE DE PROIECTARE................................................................................................................126 6.1. DESCRIEREA SCHIMBĂTOARELOR DE CĂLDURĂ CU PLĂCI......................................126 6.2. CALCULUL DE DIMENSIONARE AL SCHIMBĂTORULUI DE CĂLDURĂ CU PLĂCI.134 5

CAPITOLUL VII.................................................................................................................................138 APE REZIDUALE...............................................................................................................................138 7.1. APA PENTRU INDUSTRIA DE PRELUCRAREA LAPTELUI.............................................138 7.2. POLUAREA APEI ÎN INDUSTRIA ALIMENTARĂ..............................................................141 7.2.1. Indicatorii de apreciere a poluării apei.................................................................................141 CAPITOLUL VIII...............................................................................................................................145 PARTE TEHNICO-ECONOMICĂ – CALCULUL EFICIENŢEI ECONOMICE.....................145 8.1. VOLUMUL ŞI STRUCTURA CHELTUIELILOR...................................................................145 8.1.1. Cheltuieli cu materia primă..................................................................................................145 8.1.2. Cheltuieli cu materii auxiliare..............................................................................................145 8.1.3. Cheltuieli cu amortizarea.....................................................................................................146 8.1.4. Cheltuieli cu energia............................................................................................................146 8.1.5. Cheltuieli cu forţa de muncă................................................................................................147 8.1.6. Cheltuieli indirecte cu salariile............................................................................................147 8.1.7. Alte cheltuieli.......................................................................................................................148 8.1.8. Cheltuieli totale....................................................................................................................148 8.2. VOLUMUL ŞI STRUCTURA VENITURILOR.......................................................................148 8.3. INDICATORI SINTETICI AI EFICIENŢEI ECONOMICE.....................................................149 8.3.1. Rata profitului......................................................................................................................149 8.3.2. Productivitatea muncii.........................................................................................................149 8.3.3. Profitul la 1.000 lei cheltuiţi................................................................................................149 8.4. IGIENA ÎN ÎNTREPRINDERILE DE INDUSTRIALIZARE A LAPTELUI..........................150 8.4.1. Reţete de soluţii pentru spălare si dezinfecţie......................................................................151 8.4.2. Igienizarea spaţiilor de producţie şi de depozitare...............................................................153 8.4.3. Igienizarea mijloacelor de transport pentru lapte şi produse lactate....................................154 8.4.4. Igienizarea instalaţiilor şi utilajelor......................................................................................155 8.4.5. Eficienţa igienizării întreprinderilor de industrie alimentară, apreciată prin examen microbiologic.................................................................................................................................159 8.5. NORME DE PROTECŢIA MUNCII ÎN FABRICILE DE LAPTE...........................................167 8.6. NORME DE TEHNICA SECURITĂŢII, PREVENIREA ŞI STINGEREA INCENDIILOR. .169 CAPITOLUL IX..................................................................................................................................170 LEGISLAŢIA LAPTELUI Şl A PRODUSELOR LACTATE........................................................170 9.1. LEGISLAŢIA LA NIVELUL ŢĂRILOR OCCIDENTALE ŞL ÎN SPECIAL AL CELOR DIN UNIUNEA EUROPEANĂ................................................................................................................170 9.2. LEGISLAŢIA LAPTELUI Şl A PRODUSELOR LACTATE ÎN ROMÂNIA.........................172 9.3. METODE DE ANALIZE...........................................................................................................175 BIBLIOGRAFIE..................................................................................................................................178

6

CAPITOLUL I. LAPTELE DE CONSUM 1.1. PREZENTARE GENERALĂ Laptele este unul din cele mai vechi alimente, fiind unul din principalele alimente consumate de om. Laptele se prezintă ca o emulsie de grăsime în apă, în care mai sunt dizolvate şi alte substanţe chimice şi provine de la glanda mamară a mamiferelor (vaca, oaie, bivoliţă, capră sau amestec). Prin definiţie, prin lapte se înţelege produsul de secreţie al glandei mamare a unor mamifere sănătoase, bine hrănite, obţinut prin mulgere igienică, neîntreruptă şi completă Laptele este alimentul cel mai complet prin compoziţia sa chimică variată şi bogată în principalele grupe de substanţe hrănitoare necesare. Valoarea calorică a laptelui şi produselor lactate obţinută din prelucrarea laptelui este foarte mare. În mare laptele conţine: apă, gaze, substanţă uscată. Gazele întâlnite se prezintă sub formă de: dioxid de carbon, oxigen, amoniac. Substanţa uscată cuprinde: substanţe anorganice (săruri minerale) şi substanţe organice (grăsimi, substanţe azotate, substanţe neazotate, vitamine, pigmenţi). Laptele este unul dintre cele mai importante alimente, destinat atât pentru hrana omului, cât şi pentru hrana animalelor. Reprezintă de asemenea o materie primă deosebit de importantă pentru industria alimentară. Este un aliment pentru copii şi pentru majoritatea bolnavilor, foarte bun pentru adolescenţi, bătrâni, muncitori care lucrează în medii ce prezintă o toxicitate mare. Laptele este un aliment valoros şi necesar având o acţiune deosebită de fortificare a organismului. În condiţiile unei civilizaţii moderne, consumul de lapte reprezintă un indicator important al standardului de viaţă. Consumul de lapte variază cu climatul şi latitudinea, în zările cu climat temperat se produce o cantitate mai mare de lapte şi de asemenea se consumă mai mult lapte şi produse lactate (laptele reprezintă 10-20% din raţia alimentară). Au fost evaluate nevoile alimentare zilnice ale omului sub aspect energetic şi al principalelor componente şi proporţia în care acestea sunt acoperite de lapte (tabel 1.). 7

Componente Calorii Proteine Calciu Fosfor Fier Vitamina A Vitamina D Vitamina B1 Vitamina B2 Vitamina PP Vitamina C

Nevoile unui copil 1500 cal 50 g 0,8 g 0,8 g 10 mg 5000 IU 450 IU 0,7 mg 1,3 mg 9 mg 50 mg

Asigurate de lapte (%) 40 70 100 100 10 40 5 60 100 12 40

Nevoile unui adult 2800 cal 70 g 0,8 g 1g 15 mg 5000 IU – 1,5 mg 2,5 mg 15 mg 75 mg

Tabel 1. Asigurate de lapte (%) 22 45 100 100 6 40 – 30 60 8 25

O importanţă deosebită o reprezintă faptul că laptele furnizează proteine cu o înaltă valoare biologică, mai ieftine decât cele din carne sau peşte. Pe de altă parte coeficientul de utilizare digestivă, care exprimă proporţia de substanţă absorbită în intestin, este foarte ridicat pentru proteinele din lapte, asemănătoare celui din carne sau din ou (90–97%). De asemenea lactoza nu este doar o sursă de energie ci şi o substanţă cu o valoare nutritivă particulară, în special pentru copii. În prezent se consideră că lactoza este glucida cea mai bine adaptată la capacitatea digestivă a copilului mic. Sub aspect energetic, grăsimea laptelui asigură 50% din valoarea calorică a laptelui. Digestibilitatea bună a grăsimii laptelui este rezultatul concentraţiei de acid oleic, uşor asimilabil, şi a concentraţiei de acid stearic, care este mai greu absorbit. Lecitina din lapte, prin conţinutul său de colină, facilitează echilibrul lipidic din organism. Substanţele minerale din lapte sunt mai bine absorbite de organism, în comparaţie cu substanţele minerale din alimente, atât datorită prezenţei lactozei, cât şi datorită prezenţei acidului citric. Prin calciul pe care îl conţine, laptele oferă o protecţie deosebit de eficientă împotriva cariilor dentare, chiar şi în prezenţa zahărului. În ceea ce priveşte vitaminele, este de remarcat că în laptele de vacă există majoritatea vitaminelor într-o proporţie mai mare decât în laptele uman.

8

1.2. PROPRIETĂŢILE ORGANOLEPTICE, FIZICO – CHIMICE, BIOCHIMICE, MICROBIOLOGICE ŞI NUTRITIVE ALE LAPTELUI INTEGRAL Din punct de vedere organoleptic şi fizico-chimic laptele se prezintă sub forma unui lichid fiziologic de culoare albă cu gust zaharat, constituind o soluţie apoasă în care se găsesc emulsionate globule de grăsime cu diametrul de 3–5 µm; suspendate micele proteice cu diametrul de 100–250 µm şi dizolvate glucide, precum şi substanţe minerale. Globulele de grăsime şi micelele proteice determină consistenţa opalescentă şi culoarea albă a laptelui.

1.2.1. PROPRIETĂŢILE ORGANOLEPTICE ŞL FIZICOCHIMICE ALE LAPTELUI CRUD INTEGRAL Proprietăţile organoleptice ale laptelui Definiţie şi semnificaţie. Proprietăţile organoleptice reprezintă ansamblul însuşirilor laptelui percepute prin simţuri. Aceste proprietăţi se exprimă prin declanşarea de stimuli, mai mult sau mai puţin intensivi sub efectul culorii, mirosului, gustului, texturii etc. Proprietăţile organoleptice sunt analizate cu ajutorul tehnicilor moderne şi interpretate statistic. Cunoaşterea însuşirilor organoleptice ale laptelui are o semnificaţie deosebită pentru aprecierea calităţilor şi defectelor (falsificărilor) laptelui. Proprietăţile organoleptice care interesează specialiştii din fermele de exploatare a animalelor de lapte şi din industria alimentară, ca şi comercianţii şi consumatorii sunt următoarele: culoarea, aspectul, consistenţa, mirosul, gustul, textura şi gradul de impuritate. Culoarea reprezintă totalitatea radiaţiilor de lumină de diverse frecvenţe, pe care le reflectă laptele şi care creează asupra retinei ochiului impresia specifică. Culoarea laptelui este albă, însă cu nuanţe diferite în funcţie de următorii factori: – specia de animale (laptele de vacă are culoare albă, cu o nuanţă uşor galbenă, laptele de oaie şi bivoliţă – culoarea albă-mat, datorită conţinutului ridicat de proteine şi grăsime, iar laptele de capră are culoarea albă, cu nuanţa gălbuie mai slabă); – sezonul (în sezonul de păşunat, culoarea laptelui este gălbuie sau crem deschis, datorită ingerării de animalele de lapte a carotenului din furajele verzi). 9

Culoarea albă este imprimată, în primul rând, de cazeină şi albumină, care se găsesc în stare coloidală şi în al doilea rând, de globulele de grăsime aflate în stare de emulsie. Aspectul reprezintă felul de prezentare al laptelui. Laptele crud integral (normal) se prezintă ca un lichid omogen, opalescent, fără corpuri străine, vizibile în suspensie şi fără sedimente. Această proprietate este dată, pe de o parte de substanţele componente ale laptelui şi pe de altă parte, de starea lor de dispersie în masa laptelui. Aspectul laptelui permite aprecierea prospeţimii şi igienei sale (laptele învechit şi mamitic are un aspect neomogen). Consistenţa reprezintă gradul de densitate, de tărie, de vâscozitate a laptelui. Laptele crud integral (normal) se caracterizează prin consistenţă fluidă, fără a fi vâscoasă, filantă sau mucilaginoasă. Această proprietate evidenţiază starea de sănătate a ugerului animalelor exploatate pentru lapte şi calitatea igienică a laptelui. Mirosul reprezintă emanaţia plăcută pe care o exală laptele, respectiv senzaţia pe care o produc substanţele volatile chimice (alcooli, aldehide, acizi, cetone, gaze) asupra simţului olfactiv. Laptele crud integral are un miros specific, caracteristic speciei de la care provine (fără mirosuri străine). Acesta trebuie să fie uşor butiric şi cetonic datorită prezenţei acizilor graşi cu catenă scurtă (butiric, caprilic) şi a compoziţiei cetonice (acetonă, acid acetonic). Spuma şi globulele de grăsime din lapte au proprietatea de a contracta foarte rapid mirosurile neplăcute din mediul de păstrare (miros de grajd, miros de frigider etc.). Gustul reprezintă senzaţia produsă de lapte asupra mucoasei limbii (mugurilor gustativi), respectiv proprietatea lor de a provoca această senzaţie prin anumite substanţe solubile. În general, se disting patru gusturi fundamentale în funcţie de prospeţime şi natura produsului lactat (dulceag, acidulat, sărat şi amar). Laptele proaspăt integral are gustul specific – uşor dulceag (senzaţia de dulce este dată de lactoză) şi aromă caracteristică speciei de la care provine (aceasta este emanaţia unor substanţe plăcut mirositoare, cu acţiune asupra gustului). Gustul este dat de lactoză, iar aroma de proporţia diferiţilor componenţi ai laptelui, în special de grăsime şi proteine. Gustul laptelui diferă în funcţie de factorii următori: – laptele de vacă are un gust dulceag, în timp ce laptele de capră, oaie şi bivoliţă are gustul mai pronunţat, determinat de concentraţia mai mare a unor acizi graşi volatili (belieric, caprinic, caprilic, caprionic); – natura furajului (păşunea şi fânul imprimă laptelui gust şi arome foarte plăcute). Textura reprezintă dispersia componentelor laptelui, constituind 10

lichidul, cu proprietăţile sale particulare. Această noţiune este legată în special de cea de consistenţa. Se utilizează în mod deosebit în aprecierea produselor lactate fermentate, a brânzeturilor şi produselor lactate grase. Gradul de impurificare reprezintă starea a ceea ce este pur sau impur (curăţenie sau lipsa de curăţenie a laptelui). Aprecierea acestuia se face prin proba lacto-filtrului. Prezenţa impurităţilor în lapte indică lipsa de igienă, determinată de cauze care acţionează atât înainte de muls, cât şi după muls. Laptele crud integral trebuie să fie curat, lipsit de impurităţi. Normele standard în vigoare încadrează laptele în trei categorii şi anume: – clasa I = lapte foarte curat cu urme de impurităţi foarte fine pe rondela lacto-filtrului, în cantitate maximă de 0,2 mg; – clasa a II-a = lapte curat cu sedimente vizibile de impurităţi, în concentraţie de 0,2–0,3 mg; – clasa a III-a = lapte murdar sau impur, cu sediment foarte pronunţat şi urme foarte vizibile de impurităţi, precum şi prezenţa corpilor străini, în concentraţie de peste 0,5 mg/l. Această încărcătură de impurităţi este corelată direct şi strâns cu numărul de microorganisme, astfel: clasa I = sub 50.000 germeni/ml lapte; clasa a II-a –50000–500000 germeni/ml lapte; clasa a III-a = cu peste 500000 germeni/ml lapte. Proprietăţile fizice ale laptelui Definiţie şi semnificaţie Caracteristicile fizice exprimă proprietăţile şi structura laptelui. Cunoaşterea acestora are importanţă practică şi anume: – permite aprecierea calităţii laptelui în raport de cerinţele standard; – asigură posibilitatea depistării neajunsurilor manifestate atât în exploatarea animalelor de lapte, în special în privinţa alimentaţiei şi a celor bolnave, cât şi în privinţa falsificărilor laptelui. Proprietăţile fizice ale laptelui În aprecierea laptelui interesează următoarele proprietăţi fizice: densitatea, vâscozitatea, opacitatea, presiunea osmotică, punctul de congelare, punctul de fierbere, aciditatea, conductibilitatea electricii, căldura specifică, indicele de refracţie, tensiunea superficială şi temperatura FAO prezintă caracteristicile fizice ale laptelui de vacă.

11

Densitatea Reprezintă greutatea unităţii de volum a laptelui (1 litru la temperatura de 20°C, comparativ cu greutatea aceleiaşi cantităţi de apă la 4°C). Această proprietate a laptelui este dată de suma componentelor, respectiv de greutatea specifică a lor (0,94 la grăsime, 1,25 la proteine, 1,52 la lactoză şi 5,5 la săruri minerale). Densitatea constituie un criteriu pentru aprecierea calităţii şi valorii comerciale a laptelui la livrare. În plus, cunoaşterea valorii densităţii normale a laptelui poate să evidenţieze în caz de abateri faţă de cerinţele standard, unele falsificări, în acest caz trebuie să se coreleze valoarea densităţii cu cea a grăsimii din lapte. Valorile normale ale densităţii variază în funcţie de factorii următori: – specie (laptele de vacă şi de capră are densitatea cuprinsă între 1,028 şi 1,033, laptele de bivoliţă şi oaie între 1,030–1,035); – momentul mulsului (imediat după muls, laptele are o densitate mai mică datorită spumei, respectiv cantităţii mai mari de gaze existente); – conţinutul în grăsime în cadrul aceleiaşi specii (laptele mai gras are densitate mai mică, datorită greutăţii specifice mai reduse a acestora). Normele standard (densitatea minimă) pentru ţara noastră sunt următoarele: laptele de vacă şi capră 1,029, laptele de bivoliţă 1,031 şi laptele de oaie 1,033. Vâscozitatea Reprezintă fenomenul frecării interioare a moleculelor laptelui care curge. Această proprietate este imprimată de starea în care se găseşte grăsimea şi cazeina. Laptele, în aceleaşi condiţii de presiune şi de temperatură, curge mai încet şi, în consecinţă, vâscozitatea este mai mare faţă de apă. Valoarea normală a vâscozităţii la laptele integral, la temperatura de 20°, este de 2 Centipoise, faţă de 1 l de apă. Această proprietate a laptelui scade în cazul adaosului de apă, depistându-se astfel falsificarea acestuia. Opacitatea Reprezintă netransparenţa laptelui. Această proprietate depinde de conţinutul de particule în suspensia de grăsime, proteine şi anumite săruri minerale. De asemenea, este corelată cu totalitatea radiaţiilor de lumină de diverse frecvenţe pe care le reflectă laptele. Astfel, laptele cu un conţinut mai mare de grăsime are culoarea alb-gălbuie, fiind mai opac, iar laptele smântânit are o nuanţă spre albastru deschis, fiind mai transparent. Opacitatea poate fi pusă în evidenţă prin observarea prelingerii 12

laptelui pe pereţii vaselor de sticlă, indicând gradul de prospeţime şi de sanitaţie. Presiunea osmotică Presiunea osmotică este determinată de numărul de molecule sau particule din lapte. Componentele au presiuni osmotice diferite, astfel: lactoza 3,0 atm., clorurile şi sarea 1,33 atm. şi alte săruri 2,42 atm. etc. Laptele are presiunea osmotică totală de 6,78 atm., din care presiunea osmotică a lactozei reprezintă 46%. Aciditatea Reprezintă gradul de concentrare a soluţiei acide din lapte şi se exprimă prin pH sau aciditate titrabilă. Aceasta depinde de concentraţia în ioni de hidrogen (H+); pH-ul constituie concentraţia de ioni de hidrogen din lapte; valoarea pH-ului unei soluţii sau produs reprezintă aciditatea existentă (adevărată). Laptele normal constituie o soluţie moderat acidă cu un pH mediu de 6,6 şi temperatura de 25°C. Aciditatea titrabilă din lapte este dată de totalitatea ionilor hidroxili (OH) din soluţie, care cresc pH-ul din lapte până la 8,4. La rândul ei, aciditatea titrabilă se soaţe exprima prin: grade Soxhlet Henkel (SH), grade Thorner (°T), grade Dornic (°D) . Aciditatea maximă admisă prin normele standard variază în funcţie de specie vacă 15–19°T, capră 19°T, bivoliţă 21°T, oaie 24°T). Punctul de congelare (crioscopic) Reprezintă temperatura la care se produce îngheţarea laptelui (-0,52°...-0,59°C). Laptele îşi modifică punctul de congelare în funcţie de tratamentul termic aplicat şi de presiunea osmotică. Astfel, atunci când laptele este sterilizat, se înregistrează precipitarea unor fosfaţi, grăbinduse congelarea. Menţionăm că se poate schimba punctul de congelare şi datorită unor cauze fiziologice (înţărcarea vacilor) sau patologice (mastite), laptele fiind anormal, în condiţiile în care componentele laptelui se schimbă datorită unor cauze fiziologice (înţărcare) sau patologice (mastite), laptele este anormal, însă presiunea osmotică şi punctul de congelare rămân constante. Dacă laptele este falsificat cu apă, punctul de congelare tinde spre 0°C. Deci, această proprietate se foloseşte pentru a verifica combinabilitatea laptelui cu apa. Punctul de fierbere Laptele trece în stare de vapori, prin clocotire în toată masa sub acţiunea căldurii, în condiţiile unei presiuni normale, la temperatura de 100,55°C. Această proprietate are o semnificaţie deosebită în depistarea 13

falsificărilor laptelui prin adaos de apă. Căldura specifică Reprezintă numărul de calorii necesare pentru a ridica cu un grad temperatura unui gram de lapte. Laptele are căldura medie specifică de 0,94 cal/g/grad. Valoarea căldurii specifice este important de cunoscut în procesarea laptelui. Astfel, în funcţie de tratamentul termic aplicat la pasteurizare – se calculează necesarul de calorii, iar la răcire – puterea frigorifică a instalaţiei, sau la nivel de fermă – necesarul de gheaţă. Conductibilitatea termică Reprezintă proprietatea laptelui de a transmite căldură. Această proprietate indică rezistenţa în Ohmi la diferite temperaturi. La 25°C, laptele normal are 175–200 Ohmi. Cunoaşterea conductibilităţii termice a laptelui este necesară, pe de o parte pentru a depista mastitele (rezistenţă specifică ridicată), iar pe de altă parte, falsificările laptelui. Adaosul de apă măreşte rezistenţa specifică în funcţie de cantitatea introdusă – la 10% – 215 Ohmi, iar la 60% – 395 Ohmi. Indicele de refracţie Reprezintă raportul dintre viteza de propagare a radiaţiilor luminoase sau a undelor în mediul în care provin şi viteza de propagare în mediul în care pătrund. Determinarea indicelui de refracţie se bazează pe proprietăţile optice ale lactoserumului, obţinut după extragerea grăsimilor şi proteinelor. Laptele are valoarea medie de 39 grade Zeiss. În cazul laptelui mamitic sau al falsificării laptelui integral cu apă se înregistrează scăderea indicelui de refracţie. Tensiunea superficială Reprezintă forţa care se exercită la suprafaţa de contact a laptelui cu aerul. Laptele integral (normal) are tensiunea superficială de 47–53 Dyne/cm. Şi prin acest parametru se pot identifica falsificările laptelui. Astfel, adaosul de apă în lapte măreşte tensiunea superficială, atingând nivelul de 73 Dyne. Temperatura Laptele la livrare trebuie să corespundă normelor standard. Acestea variază în funcţie de specie (temperatura maximă la livrare trebuie să fie de 14°C pentru laptele de vacă şi bivoliţă şi de 15°C pentru laptele de 14

capră şi oaie).

1.2.2. COMPOZIŢIA BIOCHIMICĂ A LAPTELUI Compoziţia biochimică a laptelui variază în funcţie de o serie de factori, care depind de animal (specie, rasă, starea de sănătate, timpul scurs de la fătare, nivelul producţiei), de condiţiile de întreţinere (alimentaţie, muls) şi de mediul ambiant (sezon, climă, temperatură, umiditate, curenţi de aer). Principalii parametrii biochimici ai laptelui de vacă sunt redaţi în tabelul 2. Tabel 2. Principalii indici biochimici caracteristici pentru laptele de vaca Limitele valorilor normale Indici biochimici % g/l Apă 85,5–89,5 855–895 Substanţă uscată 10,5–14,5 105–145 Protide (cazeină şi proteine) 2,9–5,0 33–35 Lipide totale 2,5–6,0 35–40 Lactoză 3,6–5,5 46–49 Săruri minerale 0,6–0,9 6–8 Laptele are o valoare calorică redusă, de 67 calorii la 100 ml lapte, deci aportul său energetic în alimentaţie este mic. Componente azotate Componentele azotate, partea cea mai complexă din lapte, pot fi clasificate în funcţie de comportarea faţă de diferiţi agenţi precipitanţi în protide şi substanţe azotate neproteice. Protidele reprezintă 95% din totalul componentelor azotate din lapte şi sunt reprezentate de cazeine şi proteinele din zer (lactalbumina, lactoglobuline şi proteoz-peptone). Laptele de vacă conţine şi substanţe azotate neproteice (între 5–6%), cum ar fi: creatinină, acreatină, hipoxantină, aminoacizi liberi, amoniac şi vitamine din grupul B. Protidele din lapte reprezintă o sursă importantă de proteine alimentare depăşite numai de carne şi produsele din carne. Proteinele şi protidele din lapte au masa moleculară cuprinsă între 15000–200000 şi o structură macromoleculară peptidică. Cazeinele reprezintă aproximativ 80% din totalul protidelor din 15

laptele crud de vacă. Din punct de vedere chimic, cazeinele sunt fosfoproteide care au ca grupare prostetică fosforilserina sau fosforiltreonina. CH2 OPO 3H2 H C NH2 COOH

H3C CH OPO3H2 HC NH2 COOH

FOSFORILSERINA

FOSFORILTREONINA

Grupul de fosfoproteide predominante în lapte (α, β, K, Y – cazeinele) se cunosc sub denumirea de cazeină. Cazeinele αS, β, K au masa moleculară în jur de 25000. Cazeină K conţine şi o proporţie mică de glucide. Compoziţia cazeinei din laptele crud de vacă este redată în tabelul 3. Tabel 3. Compoziţia medie a cazeinei din laptele de vacă COMPONENTE g/ 100 g substanţă uscată FOSFOPROTEIDE 33 αs1 – cazeină 11 αs2 – cazeină 33 β – cazeină 11 K – cazeină COMPONENTE MINERALE Ca 8,0 Mg 2,9 PO4 4,3 ioni citrat 0,5 Compoziţia cazeinei variază în funcţie de specie. Astfel, cazeina din laptele de vacă are un conţinut mai scăzut de cisteină, respectiv de sulf şi de glucide, comparativ cu laptele uman. Cazeina din laptele de oaie se remarcă prin conţinutul scăzut de acid sialic. Cazeinele formează uşor polimeri alcătuiţi din sute sau chiar mii de molecule individuale, identice sau diferite cu grupări ionizabile, zone hidrofile şi zone hidrofobe care le conferă proprietăţi speciale. Polimerii cazeinei formează soluţii coloidale. Laptele conţine micele de cazeină (aproximativ 90%) şi mici agregate de cazeină solubilă (aproximativ 10% sub formă de săruri de calciu). Proteinele solubile sunt proteinele din lactoser şi reprezintă un amestec complex format din componente nedializabile care rămân în zer după precipitarea cazeinei la pH izoelectric sau în prezenţă de cheag. Proteinele solubile reprezintă cca. 20% din protidele totale ale laptelui de 16

vacă. În funcţie de solubilitatea lor, proteinele din lactoser se clasifică în: − globuline (lactoglobulina şi imunoglobuline); − albumine (lactalbumina şi albumina serică); − proteoz-peptone. Prin încălzire la 100°C, globulinele şi albuminele suferă un proces de denaturare şi precipită, spre deosebire de proteoz-peptone care nu precipită. β-lactoglobulina are masa moleculară egală cu 18000. Este constituită din 162 aminoacizi organizaţi într-o structură primară formată din trei lanţuri polipeptidice. În structura sa, β-lactoglobulina conţine grupări sulfhidril care pot fi eliberate prin denaturare, imprimând gustul de „fiert” al laptelui. De asemenea, prin încălzire β-lactoglobulina formează cu K-cazeina un complex foarte stabil. Imunoglobulinele din lactoser sunt asemănătoare cu γ-globulinele din serul sanguin. Sunt cele mai mari molecule din lapte, având o masă de 180000 şi nu sunt proteine specifice secreţiei de lapte, deoarece sunt sintetizate de limfocitele B elaborate de măduva spinării. Prezintă proprietăţi imunologice asigurând imunitate sugarului. α-lactalbumina este sintetizată în glanda mamară, are o masă moleculară relativ mică (17000) şi un conţinut ridicat de triptofan. Ea reprezintă 1/5 din proteinele lactoserului. Serumalbumina este o fracţiune albuminică care reprezintă 3% din proteinele lactoserului. Se pare că este identică cu albumina din serul sangvin. Nu este specifică laptelui şi are proprietăţi imunologice. Proteoz-peptonele sunt substanţe caracterizate de un conţinut ridicat de glucide (până la 6%) şi fosfor, în structura lor chimică intră 1% hexoamine, 3% hexoze, 0,7% fructoză şi 2% acid sialic. Proteoz-peptonele şi K-cazeina sunt singurele componente din lapte care conţin acid sialic. Valoarea biologică a protidelor din lapte este determinată de aminoacizii constituenţi şi în primul rând, de aminoacizii esenţiali furnizaţi de proteinele din alimentele ingerate de animal. Substanţe azotate neproteice Substanţele azotate neproteice reprezintă cea 5% din totalul substanţelor azotate din laptele de vacă. Din această grupă fac parte ureea, creatina, creatinina, nucleotide, baze azotate, hipoxantina, aminoacizi liberi, amoniac, vitamine din grupul B, derivaţi ai glucidelor şi ai fosfolipidelor. În tabelul 4 sunt inserate substanţele azotate neproteice din laptele de vacă. 17

Tabel 4. Substanţe azotate neproteice din laptele de vacă (compoziţia medie) Substanţe azotate neproteice Concentraţie, g/l – Uree 0,18 – Creatină 0,04 – Creatinină 0,005 – Acid uric 0,023 – Amoniac 0,07 – Taurina 0,05 – Carnitina 0,01 – Acid orotic 0,067 – Acid neuraminic 0,150 – Derivaţi ai glucidelor 0,26 – Derivaţi ai fosfolipidelor 0,07 Conţinutul de azot neproteic din lapte creşte prin încălzirea la temperaturi mai mari de 50°C, când are loc degradarea componentelor protidice. Enzimele proteolitice au capacitatea de a degrada proteinele din lapte rezultând astfel, aminoacizi liberi constituenţi. Nu toţi aminoacizii astfel formaţi sunt folosiţi ulterior de către organism. ENZIME Biomolecule de natură proteică, enzimele din lapte îşi au originea în celulele epiteliale secretoare ale glandei mamare. În laptele crud de vacă s-au pus în evidenţă peste 60 de enzime de diverse tipuri. Rolul lor nu este cunoscut în toate cazurile. Pentru exemplificare, pot fi amintite următoarele oxido-reductaze: − sulfhidriloxidaze localizate în reticulul endoplasmatic; − xantinoxidaza care se găseşte sub formă legată în complexele lipido-proteice din membrana globulelor de grăsime. Acţiunea sa favorizează râncezirea laptelui; − catalaze, legate slab de membrana globulelor de grăsime, care precipită o dată cu cazeina la coagulare; − lactoperoxidaza, se găseşte în concentraţie mare în laptele de vacă şi este solubilizată în lactoser; în prezenţa apei oxigenate şi a ionului cian (SCN) are acţiune bactericidă, protejând mucoasele animalului; − superoxid – dismutaza – care este metal-enzimă şi conţine cupru şi zinc, având efect inhibitor asupra oxidării lipidelor din membrana globulară. Dintre hidrolaze, laptele de vacă conţine: − lipaze care produc lipoliza grăsimilor membranare şi sunt 18

absorbite ireversibil de membrana globulelor grase. Lipazele plasmatice rămân în plasmă (laptele degresat după răcire); − proteaze care catalizează scindarea hidrolitică a proteinelor, cu formare de proteoz-peptone, peptide şi în final, aminoacizi; − fosfataze care catalizează hidroliza esterilor acidului fosforic. în membrana globulelor de grăsime acţionează fosfataza alcalină care are pH-ul optim egal cu 9, iar în lactoser există fosfataza acidă cu pH-ul optim egal cu 4,6–4,8; − amilaze care catalizează hidroliza poliglucidelor. Laptele de vacă conţine α-amilază în cantitate mai mare şi β-amilază în cantitate mai mică; − ribonucleaza care catalizează hidroliza acizilor ribonucleici. Comparativ cu alte specii, laptele de vacă conţine o cantitate mai mare de ribonuclează deşi, în valoare absolută, această cantitate este relativ mică. LIPIDE Lipidele din lapte reprezintă componente importante, atât din punct de vedere nutritiv cât şi organoleptic. Laptele de vacă crud conţine aproximativ 35 g lipide/l sub forma unor mici globule cu diametrul 3–5 µm. Globulele de grăsime sunt înconjurate de o membrană constituită din mono şi digliceride, acizi graşi, steroli, fosfolipide, glicolipide, proteine şi caroteni. Membrana împiedică aglomerarea acestor particule care au aceeaşi încărcare electrică şi astfel, sunt menţinute în emulsie. Tratamente mecanice şi termice sau acţiunea unor enzime care provoacă liza membranei favorizează dezemulsionarea. Încălzirea la 80°C şi scăderea pH-ului determină aglomerarea globulelor de grăsime sub formă de smântână. Lipidele din laptele de vacă conţin 96–98% trigliceride şi fosfolipide (preponderent fosfatidilcolină) 0,2–1%. Laptele de vacă conţine, de asemenea, 0,2–0,4% steroli, în special colesterol. Trigliceridele sunt esteri ai glicerolului cu acizii graşi identici sau diferiţi. Spectrul acizilor graşi caracteristic lipidelor din lapte este bogat şi relativ contant. Laptele de vacă conţine preponderent acizi graşi saturaţi, deoarece bacteriile din rumen prin procese de hidrogenare împiedică formarea unei proporţii mai mari de acizi graşi nesaturaţi. Raportul acizi graşi saturaţi/acizi graşi nesaturaţi are o valoare mai mare în lapte comparativ cu nutreţul ingerat de animal. Fosfolipidele sunt lipide complexe, în funcţie de alcoolul pe care-l conţin în structura lor se clasifică în glicerofosfolipide care conţin glicerol 19

şi sfingolipide care conţin sfingozină. Concentraţia fosfolipidelor din laptele de vacă este de 0,33% (raportat la 3,88% grăsime). Sfingolipidele din lapte sunt reprezentate în principal de lecitine, cefaline, fosfatidilserină şi sfingomieline. Fosfolipidele sunt puternic hidrofile. Datorită acestei proprietăţi, ele fac legătura între faza grasă şi faza apoasă a laptelui. Sfingolipidele din lapte formează complecşi cu proteinele şi se oxidează uşor în prezenţa oxigenului. Sterolii sunt alcooli policiclici şi reprezentaţi în lapte de colesterol (0,3–0,4%, raportat la grăsimea totală). Cea mai mare parte din colesterol se găseşte în grăsimea laptelui esterificat cu acizi graşi sub formă de colesteride. În asociere cu lecitinele, sterolii intervin în stabilizarea emulsiei de grăsime. Colesterolul poate inhiba activitatea unor enzime ca de exemplu, lipazele, iar unii steroli din lapte sunt provitamine D, cum ar fi, ergosterolul, ce reprezintă provitamina vitaminei D3 cu acţiune antirahitică. GLUCIDE Principalul glucid din lapte este lactoza. Laptele de vacă conţine 45–50 g lactoză la litru, glucoza şi galactoză libere (aproximativ 0,1 g/l), N-acetil glucozamină, N-acetil galactozamină şi acizi sialici (urme). Lactoza este sintetizată în glanda mamară. Ca structură este un diglucid reducător format din β-Dgalactopiranoză şi D-glucopiranoză, legate 1,4-glicozidic. CH2OH O HOH H OH H

CH2OH O H H H

O

H H

OH

H OH

OH

H

OH

LACTOZA

20

Lactoza influenţează absorbţia calciului şi a metalelor alcalinopământoase, stabil prin formarea unor complecşi uşor solubili neionizali. Sub acţiunea temperaturii, tratarea cu alcalii sau păstrare îndelungată, lactoza trece în lactuloză formată din galactoză şi fructoză care nu se absoarbe la nivel intestinal. VITAMINE Laptele de vacă conţine vitamine hidrosolubile şi liposolubile. Concentraţia în Tiamina A, acid folic, vitamina B12 riboflavină, tiamină, vitamina B6 şi acid ascorbic este suficient de ridicată pentru a acoperi necesităţile organismului animal, evitându-se astfel, îmbolnăvirile prin carenţă. În tabelul 5 este redată compoziţia vitaminică a laptelui de vacă. Tabel 5. Concentraţie medie Vitamine (mg/l) I. Liposolubile Vitaminele A 0,37 Vitaminele D 0,0008 Vitaminele E (Tocoferoli) 1,1 Vitaminele K 0,03 II. Hidrosolubile Vitamina B1 (Tiamina) 0,42 Vitamina B2 (Riboflavina) 1,72 Vitamina 86(Piridoxina) 0,48 Vitamina B12(Cobalamina) 0,0045 Acidul Pantotenic 3,6 Biotina 0,036 Nicotinamida (Vit.PP) 0,92 Vitamina C (Acid ascorbic) 8,0 Acidul folic 0,053 Colina 170 Inozitol 160 Vitamine liposolubile Lipidele din lapte au rol vehiculant al substanţelor liposolubile. în această categorie intră şi vitaminele A, D, E şi K, precum si provitaminele respective.

21

HORMONII Laptele de vacă conţine hormoni. Activitatea lor este cunoscută, dar rolul acestor hormoni este mai puţin elucidat, în laptele de vacă s-au identificat hormoni estrogeni (60–200 ng/l) şi prolactine (50 micrograme/l), a căror concentraţie scade pe măsură ce lactaţia progresează. Conţinutul de progesteron (aproximativ 13 mg/l) este proporţional cu cel de lipide. Au mai fost puse în evidenţă: prostaglandine, gonadotropine, tirotropină şi poliamine. Activitatea biologică a hormonilor naturali din laptele de vacă asupra omului poate fi considerată, practic, nulă. Dacă se administrează animalului hormoni de sinteză, aceştia se regăsesc în lapte. Dat fiind consecinţele, practica este interzisă. Unele elemente minerale se găsesc exclusiv sub formă de ioni + (Na , K+, Cl-), fiind foarte accesibile pentru organism. Alte elemente (calciu, magneziu, fosfor şi sulf), se găsesc în fracţiunea solubilă a laptelui parţial sub formă liberă, ionizată (Ca2+, Mg2+), parţial sub formă de săruri nedisociate (calciu şi magneziu) sau sub forme complexe (esteri fosforici şi fosfolipide). Elementele minerale sunt componentele din lapte cel mai bine absorbite şi reţinute. Calciul din lapte se absoarbe mai uşor decât alte elemente. Laptele nu conţine acid oxalic şi fitină care pot împiedica absorbţia acestui element. Raportul calciu/fosfor din laptele de vacă (aproximativ 1/2), deşi inferior celui din laptele uman (aproximativ 2/2) este superior celui din alte alimente şi face din lapte o sursă excelentă de calciu. Concentraţia de sodiu din laptele de vacă este ridicată şi comparativ cu laptele uman este de 3–4 ori mai mare. OLIGOELEMENTE Laptele mai conţine o serie de elemente minerale în cantităţi foarte mici (micrograme, ppm), care au totuşi, importanţă fiziologică şi nutriţională. Oligoelementele au putut fi puse în evidenţă datorită tehnicilor analitice moderne. Conţinutul în oligoelemente din laptele de vacă variază mult. Creşterea concentraţiilor peste anumite limite reprezintă un indice de poluare şi deci, un indice de creştere a toxicităţii pentru organism. Concentraţia în oligoelemente din laptele de vacă este mică şi este influenţată de alimentaţie, de perioada de lactaţie şi tehnica de determinare.

22

CAPITOLUL II. MICROBIOLOGIA LAPTELUI În lapte se găsesc trei feluri de microorganisme, şi anume: bacterii, care sunt cele mai numeroase, drojdii şi mucegaiuri (fig. 1). S.lactis L.chrovorus Specia S.cremoris L.paracitroS.thermophilus vorus

P. shermani P. freudenreichiii

StreptoThermobacterium Bacterium bacterium

Subgenul

Genul Streptococcus

Subfamilia

B. longum T. lactis T. helveticum S. casel T. bulgaricus T. acidophylus

Leuconostoc

Propionilbacteriu m

Streptococcoceae

Familia

Lactobacillus

Lactobacilliaceae Lactobacteriaceae Lactice

Drojdii

Grupe

Mucegaiuri

POLUANTE Saprofite–Patogene Fig. 1 Schema microorganismelor din lapte

23

2.1. MICROORGANISMELE DIN LAPTE ŞI PRODUSELE LACTATE Încărcătura microbiologică a laptelui fiind foarte mare, o preocupare deosebită pentru microbiologi era aceea de a clasifica microorganismele după diferite criterii, dar unul dintre cele mai reuşite criterii, are la bază clasificarea lor pe seama acţiunii pe care o exercită asupra componentelor laptelui. Ţinând cont de aceste acţiuni, microorganismele care contaminează laptele, pot fi: acidifiante, proteolititce şi lipolitice. Dar, pe lângă aceste trei clase mai există şi categorii neîncadrate în vreuna din acestea, spre exemplu, în lapte există numeroase microorganisme care fermentează lactoza şi produc gaze, fără ca aceste microorganisme sa fie înrudite taxonomic (bacterii coliforme, clostridii, levuri). Aceeaşi problemă se pune şi în cazul microorganismelor proteolitice: unele sunt bacterii, altele levuri, altele mucegaiuri. O altă tentativă de clasificare a microorganismelor care contaminează laptele, ţine cont de sursa primară de contaminare a acestuia: sol, apa, aer, fiecare din aceste surse, însă, cuprinde o microfloră imensă, neomogenă, iar unele grupe există în două sau mai multe din aceste surse. Cea mai bună metodă de clasificare a microflorei laptelui este însă cea realizată pe baze normale, adică pe criterii taxonomice: bacterii, levuri, fungi, rickettsi, virusuri. Pentru ca o clasificare să poată fi acceptată, trebuie să respecte anumite principii de bază: a. Să fie realizată pe baze taxonomice recunoscute universal; b. Să ţină cont de implicaţiile diferitelor microorganisme în: – modificarea însuşirilor organoleptice şi fizico-chimice ale laptelui şi produselor lactate, din care unele modificări sunt dorite, iar altele nedorite. Felul acestor modificări este strâns legat de capacitatea anumitor microorganisme de a acţiona în principal asupra unor componente de baza din lapte; – producerea de îmbolnăviri la om. BACTERIILE LACTICE Bacteriile lactice aparţin la două familii diferite: – familia Lactobacillaceae (specii din genul Lactobacillus) – familia Streptococcaceae (specii din genurile Streptococcus şi Leuconostoc) 24

Principalele însuşiri ale bacteriilor lactice sunt: – formă de bacili sau coci aşezaţi de obicei în lanţuri, nesporogene, imobile, Gram pozitive, catalază negative şi inactive faţă de nitrati; – sunt facultativ anaerobe sau microaerofile; fermenteaza lactoza sau nu, dar toate produc acid lactic prin acţiunea asupra lactozei; – foarte pretenţioase faţă de sursa de hrana azotată şi vitaminică. Mediul lor de dezvoltare trebuie să conţină un amestec de peptide, aminoacizi si numeroşi factori de creştere, in special vitamine din complexul B; – în afară de lactoză, pot fermenta si alte substanţe hidrocarbonate, cu predilecţie dizaharide cum sunt zaharoza si maltoza. Streptococii lactici sunt izolaţi predominant din lapte, smântână şi brânzeturile proaspete, la o temperatura ambiantă. Practic nu există lapte crud fără streptococi. Sunt acidifianţi mai moderaţi decât lactobacilii, dar producţia de acid este mai rapidă la început. Lactobacilii se deosebesc de streptococi prin morfologie şi prin două caractere importante: – acidifiere mai lentă dar mai puternică; ei pot produce până la 2,8% acid lactic si coboară pH-ul până la = 3,5; – au o activitate cazeolitică mai insemnată, posedând proteinaze active. În funcţie de produşii rezultaţi în urma fermentării lactozei, bacteriile lactice se împart in homofermentative şi heterofermentative. 1. Bacteriile lactice homofermentative produc în urma fermentării lactozei 85–95% acid lactic şi cantităţi foarte mici de dioxid de carbon şi acid acetic. Această grupa de bacterii se divide în două subgrupe în funcţie de temperatura optimă de multiplicare: termofile si mezofile. Bacteriile lactice homofermentative termofile sunt reprezentate de specii din genurile Lactobacillus şi Streptococcus şi prezintă următoarele particularităţi: – au temperatura optimă de înmulţire de 37–45°C; – acidifiază puternic laptele, producând aproximativ 2,7% acid lactic când acţionează asupra laptelui. – au activitate cazeolitică pronunţată. Principalele specii din aceasta subgrupa care au importanţă pentru tehnologia laptelui şi a produselor lactate sunt: L. casei, L. plantarum, S. lactis, S. lactis subsp diacetylactis, S. cremoris. 2. Bacteriile lactice heterofermentative produc în urma fermentării lactozei aproximativ 50% acid lactic, 20–25% dioxid de carbon, 20–25% alcooli (etanol, metanol) şi acid acetic. Bacteriile din aceasta grupă au o importanţă redusă pentru tehnologia produselor lactate. 25

În această categorie de microorganisme se încadrează speciile genurilor: Lactobacillus, Leuconostoc şi Bifidobacterium, mezofile, de regulă uşor acidifiante, nu acţionează asupra cazeinei sau aceasta acţiune este nesemnificativă. Speciile care prezintă importanţă pentru tehnologia laptelui şi produselor lactate sunt Bifidobacterium bifidum, L. desidiosus (caucasicus), L. brevis, Leuconostoc mesenteroides, Leuconostoc cremoris (citrovorum). BACTERIILE PSEUDOLACTICE Din această categorie fac parte microorganismele care fermentează lactoza cu producere de gaze: – unele bacterii anaerobe sporulate cu acţiune zaharolitică pronunţată cum sunt C. butyricum (amylobacter), C. tyrobutiricum, C. thermosaccharolyticum; – bacteriile coliforme, reprezentate de speciile genurilor Escherichia, Enterobacter, Klebsiella, care ajung în lapte din bălegar, ape impurificate, mâinile personalului şi ustensile contaminate. Prezintă o semnificaţie majoră pentru tehnologia laptelui şi a produselor lactate, perturbând în anumite condiţii procesele tehnologice normale, prin producerea de gaze în cantităţi mari, gust şi miros neplăcut. Bacteriile coliforme se înmulţesc foarte repede în cele mai variate condiţii de temperatură împiedicând multiplicarea bacteriilor lactice. Astfel, când sunt prezente în laptele pregătit pentru fabricarea iaurtului, se pot înmulţi înaintea culturii selecţionate însămânţate şi o pot concura, când laptele, după însămânţare, nu este introdus în timpul cel mai scurt la o temperatura de 44–45°C sau când culturile selecţionate însămânţate prezintă o activitate redusă. În acest ultim caz este necesară prezenţa speciei E. coli care se poate dezvolta şi la temperatura de 44–45°C. În urma dezvoltării bacteriilor coliforme, laptele coagulează, dar aspectul, consistenţa, gustul şi mirosul sunt diferite de ale iaurtului normal: coagul de consistenţă redusă, cu exprimare de zer in cantitate mare, aciditate exagerată. Când dezvoltarea are loc în pasta brânzeturilor, determină apariţia a numeroase ochiuri de fermentare, iar când acest fenomen este pronunţat apare defectul cunoscut sub numele de „balonare timpurie” a brânzeturilor. Unele specii din aceasta grupa sunt psihrotrofe şi pot modifica laptele ţinut la temperatura de refrigerare. Speciile de clostridii puternic zaharolitice cum sunt C. butyricum, C. tyrobutiricum şi C. thermosaccharolyticum fermentează tumultuos lactoza din lapte cu producerea de multe gaze, acid acetic, acid butiric si butanol. C. butyicum, C. tyrobutiricum se întâlnesc mai frecvent în 26

brânzeturile cu defecte, unde prin multiplicare, determină „balonarea târzie” a lor şi mirosul de acid butiric. C. thermosaccharolyticum este izolat rar din brânzeturi şi chiar când există în acestea, ea nu produce efectele de care e capabil, decât atunci când brânzeturile se ţin la temperaturi mari, deoarece C. thermosaccharolyticum se înmulţeşte numai la temperaturi mai mari de 45°C, cel mai bine in jur de 55°C. Aceste bacterii ajung în lapte din pământ, siloz, furaje, fecale. Bacteriile propionice, sunt reprezentate de specii din genul Propionibacterium şi Eubacterium, având următoarele caracteristici principale: – sunt pleomorfe, difteroide sau sub formă de măciucă, capete rotunde, Gram pozitive, imobile, nu formează spori. Celulele unor culturi pot fi cocoide, alungite, bifide sau ramificate: celulele sunt dispuse, de regulă, izolat, în perechi, sub forma de V sau Y , lanţuri sau în grămezi ce imită literele chinezeşti; – fermentează diverse substanţe hidrocarbonate şi lactaţii, principalii produşi rezultaţi fiind acidul propionic, acidul acetic şi dioxidul de carbon, iar în cantităţi mai reduse acidul izovaleric, acidul succinic şi acidul lactic; – anaerobi sau aerotoleranti. Bacteriile propionice sunt cuprinse în două genuri: – Propionibacterium, cu specii care fermentează substanţele hidrocarbonate şi descompun lactaţii producând acid propionic volatil, acid acetic şi dioxid de carbon; – Eubacterium, cu specii care fermentează substanţele hidrocarbonate şi descompun lactaţii, producând acid butiric volatil, acid acetic şi dioxid de carbon. MICROORGANISMELE CARE ACŢIONEAZĂ ASUPRA PROTEINELOR DIN LAPTE Unele microorganisme au capacitatea de a acţiona asupra proteinelor din lapte pe care le hidrolizează în peptone, polipeptide, aminoacizi, apoi descompun aminoacizii în amoniac, indol, scatol, hidrogen sulfurat reacţii însoţite de modificări caracteristice ale laptelui şi brânzeturilor cum sunt: coagularea dulce, peptonizarea sau proteoliza şi mirosurile anormale. Microorganismele acţionează predominant asupra cazeinei care este transformată în paracazeină cu ajutorul unei enzime bacteriene asemănătoare labfermentului. O altă enzimă – cazeaza – asemănătoare tripsinei, descompune paracazeina în albumoze şi peptone, iar o a treia enzimă continuă 27

procesul de degradare până la aminoacizi şi amoniac. Majoritatea microorganismelor din acesta grupă elaborează şi enzimele zaharolitice şi lipolitice, motiv pentru care efectele microorganismelor proteolitice asupra laptelui şi produselor lactate nu se manifestă numai prin modificări specifice proteolizei, ci şi prin altele specifice zaharolizei sau lipolizei. Din această categorie fac parte specii de microorganisme din aproape toate diviziunile taxonomice: coci Gram pozitivi, bacili Gram negativi nesporogeni, bacili Gram pozitivi sporigeni, aerobi sau anaerobi (Bacillus si Clostridium), actinomiticete, levuri, mucegaiuri. Micrococcaceae. S. faecalis subsp. liquefaciens, M. luteus şi alţi coci pot produce la început coagularea laptelui cu ajutorul unei enzime asemănătoare reninei, apoi acidifiere urmată de proeteoliza şi apariţia gustului amar. Bacili Gram negativi nesporogeni, cu semnificaţie pentru microbiologia laptelui, sunt speciile genurilor Pseudomonas (Ps. fluorescens, Ps. alcaligenes, Ps. syncyanea), Proteus (Pr. Vulgaris), Serratia marcescens. Aceste bacterii sunt strict aerobe, sunt peptonizante şi alcalinizante. Deci, în transformările suferite de lapte în urma acţiunilor acestor bacterii nu se produce faza de acidifiere şi de coagulare. Unele specii de microorganisme din aceasta grupă sunt psirhotrofe şi determină defecte la laptele şi brânzeturile depozitate la rece. Bacillaceaele poluează laptele – materie primă, laptele pasteurizat, ca şi diferite produse lactate. Bacteriile din aceasta familie întâlnite în lapte fac parte din două genuri: Bacillus şi Clostridium. Ambele genuri cuprind bacterii formatoare de spori, motiv pentru care ele rezista tratamentelor termice aplicate în mod obişnuit laptelui crud sau diferitelor procedee de fermentare-maturare pe care le suferă produsele lactate. De reţinut este faptul că laptele de consum, obţinut printr-un proces de pasteurizare eficient, şi ambalat în condiţii aseptice, conţine în exclusivitate bacterii din aceste două genuri. Speciile din genul Bacillus întâlnite în laptele - materie primă in ordinea frecvenţei sunt: B. subtilis, B. firmus, B. sphaericus, B. coagulans, B. polymixa, B. macerans, s.a. Sporii acestor bacili fiind rezistenţi la căldură pot reprezenta o problemă pentru sterilizarea industrială a laptelui. Speciile din genul Clostridium fiind microorganisme telurice, ca şi cele din genul Bacillus, ajung în lapte în timpul mulgerii şi manipulării odată cu praful atmosferic, murdăria de pe corpul animalelor sau prin contactul cu vasele de muls, cu mâinile operatorilor sau cu diferite ustensile neigienizate. Dintre clostridiile cu activitate proteolitică puternică ar fi de 28

subliniat în mod deosebit C. sporogenes care se poate dezvolta în brânzeturile obţinute în condiţii neigienice si determină apariţia la acestea a mirosului puternic de hidrogen sulfurat (varza murată), ca şi a altor modificări proteolitice. Clostridiile sunt foarte răspândite în natură, găsindu-se în special în sol. Ele se întâlnesc în lapte în tot cursul anului, dar sunt mai frecvente şi mai numeroase în cel provenit de la animalele în stabulaţie. Alte microorganisme. S-a demonstrat ca unele actinomicete pot produce proteoliza cazeinei, alcalinizarea laptelui ca şi gustul amar: Actinomyces griseus, A. violaceus. De asemenea, anumite levuri şi mucegaiuri pot acţiona asupra proteinelor din lapte cum sunt unele specii din genurile Torula, Saccharomyces, Mucor, Aspergillus, Penicillinum, Cladosporium, Oidium etc. MICROORGANISMELE CARE ACŢIONEAZĂ ASUPRA LIPIDELOR DIN LAPTE Microorganismele lipolitice aparţinând genurilor Pseudomonas, Micrococcus, Staphylococcus, Serratia, Bacillus, Cladosporium, Penicillinum, Oidum au capacitatea de a polua laptele şi produsele lactate, prin intermediul lipazelor pe care le sintetizează şi care determină hidroliza grăsimii cu formarea de acizi graşi şi glicerol. Glicerolul este apoi descompus şi se pun in libertate acizi graşi liberi, din care unii sunt volatili (ex. acidul butiric). Acţiunea microorganismelor cu capacitate lipolitică asupra laptelui şi produselor lactate se concretizează prin diferite modificări de miros şi gust dintre care cele de butiric, de iute, de înţepător, de picant, de rânced. Majoritatea microorganismelor lipolitice exercită şi o activitate proteolitică, evidenţiată cel mai frecvent prin modificări organoleptice cum ar fi: mirosul de sulf, de amoniac, gustul de amar. Numeroase microorganisme lipolitice care poluează laptele şi produsele lactate sunt psihrotrofe, dezvoltându-se bine şi acţionând asupra lipidelor şi când produsele în care se păstrează la temperaturi joase. MICROORGANISMELE PATOGENE CARE CONTAMINEAZĂ LAPTELE Datorită compoziţiei sale optime pentru dezvoltarea microorganismelor, laptele poate fi suport şi pentru unele microorganisme patogene (M. tuberculosis, M. bovis, Brucella, Rickettsia) ca şi pentru virusuri, acestea având proprietatea de a nu suferi procese de multiplicare în lapte. Pericolul pe care-l prezintă aceşti 29

germeni va depinde de gradul iniţial de contaminare al laptelui, de diluţia lui ulterioară, de tratamentele la care este supus, de timpul scurs până la consumarea laptelui şi de alţi factori. Există, însă şi germeni patogeni (S. aureus, S. pyogenes, E. coli) care se pot multiplica în lapte. La temperaturi mai mici de 10°–12°C, activitatea celor mai mulţi germeni patogeni este inhibată; aceasta este raţiunea răcirii laptelui imediat după obţinere şi menţinerea la temperaturi joase până la tratarea lui termică. Când nu sunt respectate reguli stricte de igienă la recoltarea laptelui şi când acesta nu este supus imediat procesului de răcire microorganismele contaminante proliferează şi produc, mai ales, acid lactic, care determină acrirea rapidă a laptelui. Acidul lactic şi unele substanţe asemănătoare antibioticelor produse de bacterii cum sunt streptococii, au efect inhibitor asupra bacteriilor patogene. În practică nu ne putem asuma riscul de a lăsa procesul de inhibare a germenilor patogeni pe seama proceselor metabolice care dezvoltă la nivelul laptelui, sub acţiunea microorganismelor prezente obişnuit în lapte, sau a unor produşi de metabolism ai florei saprofite, deoarece aceştia nu sunt întotdeauna suficienţi pentru a preveni dezvoltarea microflorei periculoase.

2.2. SURSE DE CONTAMINARE A LAPTELUI Microorganismele au posibilitatea de a ajunge în mamelă pe doua căi: 1. Calea ascendentă, prin canalul mamelonului, accesibilă microflorei saprofite, specii ale genurilor Micrococcus, Corynebacterium, Streptococcus, iar mai rar celei patogene (streptococi şi stafilococi patogeni). 2. Calea endogenă, când germenii ajung în mamelă pe calea circulaţiei sanguine şi se localizează aici, determinând apariţia diverselor leziuni – M. tuberculosis, Brucella, Rickettsia. Cei mai mulţi germeni care se dezvoltă bine în lapte sunt incapabili de a supravieţui în mamelă, de exemplu unii streptococi, Enterobacter, Serratia.

30

CONTAMINAREA LAPTELUI CU MICROORGANISME DIN AFARA MAMELEI (MEDIUL EXTERN) Contaminarea externă a laptelui este mai pronunţată şi mai variată decât cea provenită din interiorul mamelei, gradul de contaminare depinzând de condiţiile în care are loc recoltarea, manipularea şi prelucrarea acestuia. Principalele surse de contaminare a laptelui din afara mamelei sunt: 1. Atmosfera adăposturilor sau a spaţiilor unde se mulg animalele, care conţine numeroase microorganisme antrenate de praful degajat de pe paiele de aşternut şi celelalte materii organice din grajduri. Furajele grosiere poartă in special bacterii sporulate (Bacillus, Clostridium) şi spori de mucegai; silozurile, bacterii butirice dăunătoare brânzeturilor; fecalele, enterobacterii, în special E. coli. 2. Animalul producător de lapte De foarte multe ori în lapte se întâlnesc resturi organice provenite, cel mai frecvent de pe corpul animalelor şi care prezintă o încărcătură microbiologică semnificativă. Acest lucru se întâmplă cel mai adesea, în cazul mulsului manual, în vase cu deschidere largă a gurii. De aceea este recomandabil ca după mulgere, întotdeauna laptele să fie filtrat şi depozitat în vase bine închise, imediat după mulgere. Evitarea contaminării se poate realiza prin asigurarea unor condiţii de igienă corespunzătoare a animalelor, prin legarea cozii înaintea mulsului şi prin spălarea ugerului înaintea mulsului, în special cu anumite soluţii antiseptice. 3. Mulgătorul, poate, de asemenea, constitui o sursă de contaminare a laptelui dacă nu respectă condiţiile de igienă riguroase care se impun în timpul mulsului, manipulării şi depozitării laptelui recoltat. Contaminarea provenită de la mulgători – mai ales de la cei cu diferite afecţiuni – are o semnificaţie deosebită, deoarece, deseori constă în aportul de germeni patogeni pentru om, transmisibili prin lapte. Aceasta este cauza pentru care este interzis ca mulgătorul să poarte un echipament murdar, prăfuit să aibă mâinile murdare sau să prezinte diferite inflamaţii ale mâinii, feţei sau naso-faringiene. 4. Obiecte folosite la muls, inclusiv cele folosite la mulsul mecanic, reprezintă sursa de contaminare cea mai importantă în cazul neglijentelor de igienă, iar în al doilea rând, în faptul că ea se realizează masiv cu microorganisme adaptate, aflate în faza de înmulţire logaritmică, care îşi reiau activitatea imediat ce ajung in lapte. O mare parte din aceste 31

microorganisme sunt reprezentate de bacteriile lactice adevărate şi de cele pseudolactice din genurile Escherichia si Enterobacter. De aceea, în scopul reducerii contaminării microbiene a laptelui, se impune spălarea atentă şi dezinfectarea obiectelor şi ustensilelor de muls după fiecare folosire, acelaşi tratament fiind necesar şi instalaţiilor de muls mecanic. Igienizarea instalaţiilor de muls mecanic trebuie făcută cu multă exigenţă, datorită ponderii pe care o au asupra contaminării laptelui. Instalaţiile de muls mecanic, bine igienizate, asigură obţinerea unui lapte de calitate microbiologică excelentă, deoarece în acest caz, laptele nu este expus poluării cu microorganisme din atmosferă, de pe corpul animalului şi de la mulgător. 5. Apa reprezintă o sursă importantă de contaminare a laptelui. Apa impură, folosită la limpezirea recipientelor şi utilajelor cu care vine în contact laptele, determină contaminarea acestora cu cantităţi mari de microorganisme, cu care ulterior va fi contaminat şi laptele. Pentru unt, la care apa se foloseşte la spălarea bolului, trebuie folosită numai apa sterilă din punct de vedere microbiologic.

2.3. MODIFICĂRILE ORGANOLEPTICE ALE LAPTELUI SUB ACŢIUNEA MICROORGANISMELOR Prin defecte se înţeleg abateri de la caracteristicile atât organoleptice, cât şi fizico-chimice specifice laptelui proaspăt. Principala cauză a apariţiei defectelor se datorează contaminării laptelui cu microorganisme dăunătoare sau a consumării unor plante sau nutreţuri care modifică gustul, mirosul şi culoarea. Pentru prevenirea acestor defecte, trebuie controlată riguros tehnologia de hrănire, gradul de igienă din adăposturi, precum şi a utilajelor de muls, a lucratorilor şi factorul „sănătate” a animalelor. În funcţie de modificările produse, defectele se pot clasifica în: defecte de culoare, defecte de gust şi miros, defecte de aspect şi consistenţă.

32

2.3.1. MODIFICĂRI DE CONSISTENŢĂ - FILANŢA LAPTELUI ŞI SMÂNTÂNII Prezenţa în lapte sau în smântână a unor bacterii care secretă o substanţă mucilaginoasă, îl poate face filant, adică determină apariţia unei vâscozităţi crescute, manifestate prin apariţia unor fire subţiri, ca firul de păianjen, putându-se menţine, în funcţie de gradul de contaminare, pe o lungime de 1,5 metri. Acest fenomen poate dispare, dacă laptele suferă o acidifiere puternică. În multe situaţii în lapte se dezvoltă concomitent microorganisme care pot determina apariţia filanţei dar şi microorganisme care determină acidifierea laptelui. În această situaţie fenomenul se caracterizează prin apariţia filanţei, care se va intensifica până în momentul în care mediul, sub acţiunea bacteriilor acidifiante va atinge un anumit grad de aciditate, moment în care filanţa va începe să dispară. Filanţa este consecinţa activităţii unor microorganisme psihrotrofe şi aerobe de aceea se poate exprima în smântâna de deasupra laptelui, pasteurizat şi îmbuteliat, păstrat la temperaturi scăzute, adică la frigider. Filanţa nu întotdeauna este considerată un defect, astfel în ţările scandinave este obţinut, în mod voit, un sortiment de astfel de lapte, numit “Taette”, foarte apreciat pe piaţă. Microorganismele izolate din laptele cu filanţă au fost: Alcaligenes viscolactis, A. paraviscosus, A. visco-symbioticum, Streptococcus lactis, S. cremoris var. hollandicus, Enterobacter cloacae, E. aerogenes. Filanţa nu a fost semnalată ca defect al laptelui în ţările cu climă caldă, probabil datorită faptului că microorganismele psihrotrofe nu se dezvoltă la aceste temperaturi ale mediului.

2.3.2. MODIFICĂRI DE CULOARE Sunt provocate de unele bacterii sau mucegaiuri şi mai rar de către levuri. În urma contaminării laptelui, pot apărea pete colorate sau zone colorate, în situaţia în care microorganismele produc pigmenţi nedifuzibili, culoarea fiind practic consecinţa confluării coloniilor, sau întreaga masă a laptelui îşi modifică culoarea, ca urmare a sintezei unor pigmenţi solubili. Modificările de culoare sunt consecinţa, în general, a prezenţei unor bacterii nepatogene şi netoxinogene şi de aceea produsele afectate de aceste microorganisme, nu prezintă un pericol pentru sănătatea consumatorilor, însă ele sunt îndepărtate din consum din cauza aspectului pe care-l prezintă. 33

1. Microorganisme care schimbă culoarea laptelui în albastru Câteva bacterii pot cauza o asemenea schimbare: Pseudomonas syncyanea, un bacil nesporulat, când există în lapte, produce la început pe suprafaţa acestuia pete rotunde de culoare albastru – murdar – indigo, care, multiplicîndu-se, se pot uni, dând un aspect marmorat albastru – cenuşiu la suprafaţă. Această modificare se întâlneşte, de obicei, atunci când laptele stă cel puţin 24 ore la o temperatură de aproximativ 20°C. Dacă un astfel de lapte va fi păstrat în continuare, culoarea difuzează treptat şi coboară în toată masa laptelui, acesta devenind în cele din urmă albastru – cenuşiu. Nuanţa aceasta de culoare se observă numai la laptele care nu a fost prelucrat termic şi este scoasă în evidenţă, în parte de aciditatea dezvoltată de flora lactică. După unii autori, prezenţa bacteriei Streptococcus lactis favorizează acest lucru. Bacterium cyaneofluorescens dă naştere pe suprafaţa laptelui la pete rotunde de culoare albastru – deschis. Bacterium coeruleum, Bacterius indigonaceum pot provoca o coloraţie albastră. Dintre fungi, Oidium determină apariţia unei coloraţii albastre a laptelui. 2.

Microorganisme care schimbă culoarea laptelui în violet.

Modificarea în violet a culorii laptelui, este consecinţa dezvoltării în lapte a microorganismelor: Bacterium violaceum, Pseudomonas indigofera şi Chromobacterium lividum. 3. Microorganisme care colorează laptele în roşu. Modificarea aceasta este mai rar întâlnită. Ea apare în lapte neprelucrat termic, care conţine anumite microorganisme, după o păstrare de 2–3 zile. Nuanţa roşie poate fi localizată numai la suprafaţă, în sediment sau se află repartizată în toată masa lichidului. Astfel, Serratia marcescens (Bacterium prodigiosum) provoacă apariţia petelor roşii la suprafaţa laptelui, smântânii şi brânzeturilor şi treptat precipită şi hidrolizează caseina şi o transformă într-o masă lichidă de culoare gălbuie. Sarcina rosea colorează numai smântâna în roşu. Corynebacterium erytbrogenes (Bacterium lactis erytbrogenes) coagulează laptele şi îl colorează în întregime în roşu. Bacterium mycoides roseus, Sarcina rubra sunt alte bacterii care mai pot colora laptele în roşu. Dintre levuri există de asemenea unele care pot dezvolta pete sau zone roşii. 34

4.

Microorganisme care colorează laptele în galben.

Pseudomonas synxantha produce o culoare galbenă, smântâna având o nuanţă mai pronunţată: totodată are loc şi o proteoliză, care se manifestă şi printr-un miros neplăcut, până la urmă rămânând un lichid de culoare citrină. Această bacterie se poate dezvolta şi în laptele fiert. Acelaşi tip de modificări de culoare la lapte determină şi alte microorganisme: Sarcina lutea, Sarcina flava, Microbacterium flavum, Corynebacterium helvolum, Flavobacterium precum şi de unele mucegaiuri şi de levuri din genul Saccharomyces. 5.

Microorganismele care colorează laptele în galben – verzui:

Din această categorie fac parte speciile: Pseudomonas fluorescens, Bacterium pyocyaneum. 6. Microorganisme care colorează laptele în brun – cafeniu Bacterium ruscum realizează această modificare.

2.3.3. MODIFICĂRI DE GUST ŞL MIROS Gustul şi mirosul anormal al laptelui pot fi provocate de o furajare defectuoasă, recoltarea şi păstrarea laptelui în condiţii necorespunzătoare. Cu certitudine, calitatea furajelor influenţează în mod semnificativ gustul laptelui. Astfel, este recunoscut că reziduurile din industria alimentară, ca borhoturile, tăiţeii de sfeclă şi şroturile conservate necorespunzător sau administrate în cantităţi prea mari, imprimă laptelui un gust fad, neplăcut. Coniferele şi rădăcinoasele administrate în cantităţi mari se transformă în organismul animal în trimetilamină, care imprimă laptelui gust şi miros neplăcut (de peşte alterat). Păşunatul pe pajişti cu trifoi şi lucerna, de asemenea, imprimă laptelui gust şi miros anormal. Acest lucru poate fi evitat dacă se întrerupe păşunatul cu 5 ore înainte de muls. Principalele modificări de gust şi miros mai frecvente sunt: gust amar, gust sărat, miros de săpun, de ulei, de peşte etc. Gustul amar se datorează consumului unor plante cu: pelin, lupin, frunze de castan şi brad. Laptele expus luminii solare, în special către sfârşitul lactaţiei, când creşte şi conţinutul în lipază, poate căpăta gust amar, datorită degradării atât lipolitice, cât şi proteolitice. Torula amara, aşa cum îi spune şi numele, în afară de modificarea culorii, imprimă şi gustul de amar. Acest microorganism se dezvoltă cu 35

precădere pe vasele neigienizate corespunzător. Alte microorganisme care dau acest defect pot fi: Micrococcus casei amari şi Bacilius subtillus. Gustul de sărat se poate întâlni la laptele obţinut în ultimul stadiu al lactaţiei datorită modificării raportului clor-lactoză (R = 0,90); acest raport se modifică şi la laptele provenit de la vacile cu afecţiuni mamare (R = 0,30). Gustul şi mirosul de săpun se datorează resturilor de detergenţi folosiţi la igienizarea vaselor, atunci când nu se respectă riguros tehnologia de spălare, mai precis timpul acordat fazei de clătire nu este corespunzător. Prevenirea se face aplicând cu mare acurateţe tehnologia de spălare şi verificarea alcalinităţii apei de clătire. O altă cauză a acestui defect o constituie dezvoltarea unor microorganisme fluorescente şi de putrefacţie care saponifică grăsimea şi formează produse alcaline, cum ar fi: Bacterium sapolacticum şi B. saponacei. Gustul şi mirosul de ulei de peşte este provocat de acţiunea lipolitică a unor enzime care descompun trigliceridele şi lecitinele din lapte. De asemenea, acţiunea catalitică a urmelor de cupru asupra globulelor de grăsime favorizează apariţia gustului de ulei de peşte dacă se şi asociază cu expunerea la lumina solară. Alte modificări de gust şi miros. Laptele poate căpăta cu uşurinţă gust de ceapă, usturoi, muştar şi alte plante aromatice, ca urmare a consumării acestora de către animale. De asemenea, se mai pot întâlni gustul şi mirosul de nap, de mucegai, de fragi, de bălegar, de medicamente etc., ca urmare a intrării laptelui în contact cu aceste substanţe sau a dezvoltării unor microorganisme. Astfel, gustul şi mirosul de grajd se datorează păstrării laptelui pe linia grajdului sau contaminării laptelui cu bacterii de tip coli şi din genul Clostridium. Gustul şi mirosul de rânced, datorat descompunerii grăsimilor de către enzime lipolitice produse de bacterii psihrofile ca: Pseudomonas fluorescens, Ps. liquefaciens şi Ps. fluorescens nonliquefaciens. Aceste bacterii provin din apa de spălare, atunci când clătirea nu se face corespunzător.

36

2.3.4. MODIFICĂRI DE ASPECT ŞL CONSISTENŢĂ Majoritatea acestor modificări sunt cauzate de dezvoltarea microorganismelor, ca urmare a condiţiilor necorespunzătoare de muls şi păstrare sau în cazul unui lapte anormal fiziologic sau patologic, ori învechit. Aspectul neomogen se întâlneşte în cazul laptelui cu aciditatea de peste 2 M, sau la laptele mamitic. Aspectul filant sau vâscos denotă lapte acidulat, dar la care bacteriile sunt inactivate (trecerea de faza de acidifiere la cea de neutralizare), nu mai au capacitatea de a produce acid lactic şi secretă mucine. Prezenţa unui sediment gri-cenuşiu, probă clară a unei igiene necorespunzătoare, diminuează durata fazei bactericide, deci perioada de păstrare a laptelui, iar în cazul preparării brânzeturilor există riscul apariţiei defectelor de balonare. Consistenţa poate diferi de cea normală, în sensul de a fi prea fluidă sau prea vâscoasă, chiar brânzoasă. Consistenţa apoasă se întâlneşte la laptele smântânit şi cel în care s-a adăugat apă. Acest defect este însoţit de o scădere pronunţată a densităţii şi o nuanţă albăstruie a laptelui. Consistenţa vâscoasă se întâlneşte la colostru, unde substanţa uscată totală este mult mai mare decât la laptele normal. Modificarea consistenţei poate fi provocată şi de prezenţa unor microorganisme, cum ar fi: Streptococcus cremoris, Streptococcus thermophilus, Bacilius mezentericus, Aerobacter aerogenes, Micrococcus lactis viscosi. Consistenţa vâscoasă apare şi în cazul mamitelor streptococice (Streptococcus mastides). Aceste microorganisme atacă lactoza, dar formează şi substanţe mucilaginoase de tipul gelatinei; modificările pot fi produse şi de Bacterium guntheri şi Actinobacter. Consistenţa brânzoasă apare atunci când se introduce în lapte colostru sau se amestecă lapte cu acidităţi diferite. Există şi bacterii producătoare de enzime, asemănătoare cheagului, care precipită cazeina (de exemplu, genurile Micrococcus şi Mamococcus).

37

2.3.5. COAGULAREA DULCE A LAPTELUI Este un defect foarte rar întâlnit la laptele crud păstrat la temperaturi scăzute mai frecvent, la laptele pasteurizat şi sterilizat şi este consecinţa acţiunii unor enzime bacteriene asemănătoare cu renina. Coagularea dulce a laptelui, poate fi uşor confundată cu cea acidă, deoarece, în ambele cazuri, coagulul pare acid, dar în primul caz cantitatea de acid rezultată este mult mai redusă şi acidifierea are loc după coagulare; de aceea, trebuie ca înainte de a stabili dacă este vorba de coagulare dulce sau acidă, să se determine gradul de aciditate al laptelui coagulat. Dintre microorganismele care realizează coagularea dulce a laptelui, pot fi amintite mai multe specii aparţinând unor grupe principale: 1. Genul Bacillus: B. cereus var. mycoides, B. stearothermophilus var. calidolactis şi B. subtilis. Germenii din această grupă au originea în sol, pe pielea animalelor, în recipientele, utilajele şi instalaţiile insuficient igienizate şi reprezintă principalele microorganisme prezente în laptele pasteurizat şi uneori în cel insuficient sterilizat, putându-se multiplica foarte mult şi produce enzime asemănătoare cu renina, care coagulează cazeina din lapte şi formează un coagul foarte moale, care se sparge uşor şi separă uşor zerul. Acest comportament este consecinţa absenţei unei concurenţe din partea altor microorganisme. Această coagulare se poate produce şi în laptele păstrat la temperaturi scăzute, din cauză că unele microorganisme răspunzătoare de aceste modificări sunt psihrotrofe. 2. Bacili Gram negativi nesporogeni: mai ales specia Pseudomonas fluorescens, bacterie psihrotrofă, care determină coagularea dulce a laptelui chiar dacă este păstrat la temperaturi scăzute şi poluează frecvent apa carte contaminează utilajele şi instalaţiile şi prin intermediul acestora, laptele, după pasteurizare şi sterilizare, dar şi specii ale genului Proteus. 3. Streptococcus faecalis subs. Liquefaciens, când contaminează laptele determină apariţia unui coagul dulce, pe care ulterior îl acidifiază şi mai apoi îl hidrolizează, transformându-l într-o masă lichidă. Substratul acestor modificări este sinteza de renină la nivelul metabolismului acestui microorganism. 4. Specii din genul Streptomyces care au capacitatea de a rezista pasteurizării, putându-se multiplica în laptele pasteurizat şi produc un coagul moale, care este urmat apoi, de hidroliza cazeinei, producerea de amoniac şi alcalinizarea laptelui. 38

Uneori, modificările laptelui şi ale produselor lactate datorită prezenţei diferitelor microorganisme sunt mult mai complexe, ca urmare a interferenţei diferitelor genuri şi acţiunii lor convergente, motiv pentru care produsele lactate care suferă astfel de modificări, sunt eliminate din consum.

2.3.6. SMÂNTÂNA NEOMOGENĂ Este un defect apărut în cazul laptelui pasteurizat ambalat în sticle, manifestându-se la aproximativ 24 de ore de la pasteurizare şi este consecinţa activităţii unor bacili: Bacillus cereus şi Bacillus cereus var. mycoides. Acest defect se materializează prin ruperea în fragmente a smântânii de deasupra laptelui, când acesta este agitat şi nu se omogenizează cu laptele nici după încercări de lungă durată. Dacă se pune o asemenea smântână în ceai sau în lapte, se va observa cum se vor separa la suprafaţă, fragmente separate. Acest fenomen este consecinţa activităţii unor microorganisme, care elaborează lecitinază ce scindează lecitina din membrana globulelor de grăsime din lapte, spărgându-le. Globulele de grăsime se adună şi formează conglomerate mari. Pentru a evita apariţia acestui defect, trebuie respectate cu stricteţe regulile de igienă, la obţinerea, transportul şi prelucrarea laptelui. Un fenomen similar poate fi observat şi când se încearcă introducerea în lapte a unei cantităţi suplimentare de smântână, datorită spargerii globulelor de grăsime în aparatul de omogenizare. Diferenţierea cauzelor microbiene de cele mecanice se poate realiza prin izolarea microorganismului şi cercetarea capacităţii sale de a produce lecitinază.

2.4. DEZVOLTAREA MICROORGANISMELOR DIN LAPTE ÎN FUNCŢIE DE TEMPERATURĂ Temperatura de păstrare influenţează microorganismele existente în aşa fel, încât apare o predominanţă din partea unora sau a altora dintre ele, în raport cu condiţiile de mediu. Iată câteva bacterii mai frecvent întâlnite în lapte, la anumite temperaturi: 0–5° : Pseudomonas fluorescens, 5–10°: Pseudomonas fluorescens, Proteus, Micrococcus şi o floră care produce alcalinizare, 10–15°: unele specii de Streptococcus (Streptococcus lactis), Enterobacter aerogenes, 15–30°: diferite specii de streptococi în special Streptococcus 39

lactis, 30–40°: bacterii coliforme, bacterii care fermentează lactoza, dând naştere la acid lactic, unele specii de streptococi, 40–50°: bacterii care fermentează lactoza: Streptococcus thermophilus, Streptococcus foecium, Lactobacillus, precum şi drojdii din genul Saccharomyces. Prezenţa într-un lapte proaspăt sau într-un lapte pasteurizat, a unor bacterii care se dezvoltă la temperaturi joase (psihrofile) sau a unor bacterii care sunt rezistente la temperaturi mai ridicate (bacterii termodurice) este de o deosebită importanţă pentru păstrarea laptelui. În ultimii ani, o serie de cercetători au făcut studii amănunţite în această direcţie, căutând să stabilească chiar şi unii indici de apreciere a calităţii laptelui, pe baza prezenţei şi cantităţii microorganismelor psihrofile şi a celor termodurice. Bacteriile psihrofile se găsesc în laptele proaspăt nefiert. Ele sunt mai puţin rezistente la căldură şi sunt distruse în timpul pasteurizării. Prezenţa lor într-un lapte pasteurizat arată o recontaminare datorită condiţiilor igienico – sanitare locale defectuoase. Dintre bacterii sunt semnalate mai frecvent cele din genurile: Pseudomonas, Flavobacterium, Achromobacter. Prin analogie cu termenul termoduric, s-a dat, de către unii autori: numele de psihrodurice bacteriilor care rezistă şi se dezvoltă la temperaturi joase (–3°) şi de criofile celor care se pot dezvolta şi la temperaturi sub –3°. Bacteriile termodurice sunt bacterii care pot supravieţui în laptele încălzit timp de 30 de minute la 63°. Unele dintre ele rezistă chiar la temperaturi mai mari. Corynebacterium lacticum supravieţuieşte unei încălziri de 80–85°C, timp de 4–15 minute. În mod natural, ele se găsesc în sol, apă , pulbere, pe vegetale. Majoritatea bacteriilor termodurice din laptele proaspăt au ca temperatură optimă de dezvoltare 30°C, dar un număr suficient de mare, aproximativ 20 % dintre ele, se dezvoltă la 37°C. Printre bacteriile care se dezvoltă la 37° predomină streptococii, micrococii şi unii bacili sporulaţi: Actinomyces şi Alcaligenes. Bacteriile din genul Microbacterium constituie majoritatea microflorei termodurice existente în laptele proaspăt; ele se mai găsesc în recipiente, pe utilaje şi aparatură. În laptele proaspăt sunt mai frecvent întâlnite specii din genurile Corynebacterium (Corynebacterium lactium), Microccus (Microccus luteus), iar în laptele pasteurizat, specii din genurile Streptococcus (Streptococcus thermophilus, Streptococcus bovis, Streptococcus faecalis, Streptococcus durans) şi Bacillus (în special Bacillus subtilis şi Bacillus cereus). 40

CAPITOLUL III. LAPTELE DE CONSUM TRATAT TERMIC În general, laptele este un produs biologic perisabil ca urmare, prin tratamentul termic se prelungeşte durata de conservare, care este direct proporţională cu nivelul temperaturii utilizate. Astfel, se asigură securitatea alimentară a consumatorului. Aceste argumente în favoarea tratamentului termic a laptelui de consum explică de ce în Franţa, în anul 1930, laptele comercializat era în totalitate crud, iar astăzi reprezintă cca. 1%. În funcţie de gradul de tratare termică şi de durata de conservare se disting: laptele pasteurizat şi laptele sterilizat.

3.1. LAPTELE PASTEURIZAT Concept. Laptele pasteurizat este cel crud, încălzit în instalaţii speciale la mai puţin de 100°C, în scopul distrugerii bacteriilor. Acest tratament al laptelui urmăreşte ca prin temperatura ridicată să se distrugă germenii patogeni din lapte, în special bacilul Coch şi majoritatea altor bacterii, având la bază principiul „o ridicare rapidă a temperaturii urmată de o răcire imediată”. Temperatura ridicată într-un timp determinat provoacă distrugerea unei părţi din microorganisme, fără a modifica gustul specific al laptelui, precum şi aspectul şi valoarea nutritivă a acestuia. Dar pentru aceasta trebuie să se stabilească nivelul temperaturii şi durata optimă de acţionare, respectiv combinarea timp/temperatură (fig. 2).

41

Logaritmul timpului de încălzire (min) A

B

Zona haşurată acoperă combinaţia timp-temperatură care permite distrugrea germenilor fără a provoca gustul de lapte fiert A – curba distrugerii termice a germenilor B – curba apariţiei gustului de lapte fiert

Temperatura de încălzire °C

Fig. 2. Alegerea unui tratament termic În principiu, temperatura înaltă aplicată într-un timp foarte scurt, are un efect mai puternic asupra distrugerii microorganismelor şi a enzimelor, decât asupra modificării componenţilor laptelui. Aceasta justifică interesul pentru folosire a ultra înaltei temperaturi (UHT) în conservarea laptelui. Creşterea temperaturii utilizând UHT şi răcirea rapidă evită efectele cumulative ale tratamentelor termice şi reduc astfel modificările fizico-chimice ale laptelui. În consecinţă, trebuie 2 minute de încălzire pentru trecerea de la o populaţie microbiană de 1 milion, la 100 mii. Eficacitatea cuplului timp-temperatură asupra microorganismelor depinde de o serie de factori, şi anume: − mediul (apos şi acid facilitează distrugerea germenilor); − specia şi suşa microbiană (anumite suşe de Escherichia coli şi formele vegetative sunt mai sensibile la temperatură, şi ca atare pot fi distruse mai uşor, faţă de formele sporulate). Tipuri de lapte. R. Lesseur, N. Melik clasifică laptele pasteurizat în: 42

lapte pasteurizat condiţionat, care este obţinut prin tratament termic la temperatura de 75–85°C, timp de 15–30 sec., având distrusă enzima fosfatază; − lapte pasteurizat de calitate superioară, obţinut prin tratament termic mai scăzut (72–75°C), cu aceeaşi durată ca şi în cazul laptelui pasteurizat condiţionat (15–30 sec.); în acest caz nu se distruge fosfatază şi nici peroxidaza, asigurându-se totodată şi o bună calitate igienică (500000 germeni/ml). −

43

3.1.1. SCHEMA TEHNOLOGICĂ DE OBŢINERE A LAPTELUI PASTEURIZAT RECEPŢIE CALITATIVĂ examinarea laptelui din punct de vedere senzorial, fizico-chimic şi microbiologic sortare RECEPŢIE CANTITATIVĂ gravimetric volumetric CURĂŢIRE DE IMPURITĂŢI

DEPOZITARE

filtrare centrifugare NORMALIZARE

DEZODORIZARE

OMOGENIZARE (facultativ)

PASTEURIZEARE

RĂCIRE ÎN TANCURI

AMBALARE

DEPOZITARE

LIVRARE

Fig. 3. Schema tehnologică de obţinere a laptelui pasteurizat de consum

44

3.1.2. DESCRIREA SCHEMEI TEHNOLOGICE După recoltare, laptele se răceşte în tancuri, iar înainte de procesare se transportă cu autocisterna izotermă şi se depozitează la rece. Pentru obţinerea laptelui pasteurizat, se folosesc instalaţii specifice şi fluxuri moderne de fabricare (fig. 3.). În esenţă, procesul de obţinere a laptelui pasteurizat constă în: recepţionare, filtrare-curăţire, normalizare, pasteurizare, omogenizare, răcire-depozitare, ambalare şi aprecierea condiţiilor de calitate. 68° Testul cu alcool 75° Absenţa gloculationului

Lapte crud

Lapte crud

Cercetarea inhibitorilor Absenţă Valoarea materiei proteice Superioară valorii de 28 g/l Degresare Standardizare

Degresare Standardizare

Controlul grăsimii

Omogenizare

Omogenizare Verificarea diagramelor de înregistrare a temperaturii

Pasteurizare

Turnare în sticle

Sterilizare

Controlul eventualelor alterări Sterilizare Condiţionare

Condiţionare

Verificarea normelor sanitare şi calitative

Stocare

Lapte pasteurizat

Verificarea ambalajelor alterare pierderi

Teste de control

Stocare

Lapte sterilizat

Fig. 3. Fluxul tehnologic al procesării laptelui pasteurizat şi sterilizat 45

Recepţia laptelui integral crud constă în: − recepţia cantitativă orientativă, efectuată înainte de luarea probelor pentru analizele fizico-chimice, prin introducerea unei tije gradate în fiecare compartiment al cisternei de lapte; − recepţia calitativă-efectuarea analizelor organoleptice şi fizicochimice ale laptelui în baza standardelor în vigoare; − descărcarea mecanică a laptelui din cisternă şi recepţia cantitativă definitivă, care se face volumetric sau gravimetric, utilizând aparate de măsură specifice. Se admite laptele proaspăt, curat, cu proprietăţi organoleptice normale, cu compoziţie chimică standard şi fără substanţe străine. Filtrarea-curăţirea laptelui se face în scopul îndepărtării impurităţilor grosiere şi fine, utilizându-se: − pachetul de site plasat pe conducta care duce la aparatul de măsură; − separatoarele mecanice centrifugale (4000–7000 rot/min.), care îndepărtează „nămolul de separare” (deşeu organic ce conţine 73,3% apă, 17,8% proteine, 3,3% grăsime, 3,0% cenuşă şi 2,6% azot liber), constituind o resursă furajeră pentru animale. Răcirea şi depozitarea laptelui se realizează la 2–6°C, în tancuri tampon, izoterme, pentru împiedicarea multiplicării germenilor. Normalizarea laptelui (reducerea conţinutului laptelui în grăsime, în funcţie de pragul cerut – (3,6%, 3,0%, 2,0%, 1,5% etc.). Această operaţie se realizează prin adăugarea de lapte smântânit, utilizându-se procedee de calcul specifice (pătratul Pearson, tabelele matematice, nomogramele etc.), iar pentru laptele cu un conţinut mai bogat în grăsime se adaugă lapte mai gras. Omogenizarea laptelui urmăreşte obţinerea emulsiei de grăsime şi se realizează prin diminuarea globulelor sub presiune, în instalaţii cu orificii fine sau cu ajutorul ultrasunetelor. Această operaţiune determină micşorarea vitezei lor de ascensiune de 7–11 ori, laptele obţinut având o vâscozitate mai mare, culoare mai albă, aromă plăcută, gust mai bun şi digestibilitate mai mare. Pasteurizarea laptelui urmăreşte distrugerea microorganismelor aflate în stare vegetativă (germenii patogeni) şi inactivarea celor în stare sporulată. în acest scop se folosesc mai multe metode, şi anume: − pasteurizarea joasă (tratament termic la 63–65°C, timp de 30 min. este lentă, necesită consum de energie termică mare, determină modificări organoleptice (gust de lapte fiert) şi precipitarea de săruri minerale din lapte. Este o metoda indicată la pasteurizarea laptelui destinat la fabricarea brânzeturilor. 46

pasteurizarea înaltă sin. High Temperature Short Time - HTST (tratament termic la 72–74°C, timp de 15 min.). Este o metodă rapidă, utilizată în producţie deoarece permite mecanizarea şi automatizarea procesării şi nu modifică însuşirile organoleptice ale laptelui; − pasteurizare tip flash sau fulger (tratament termic la 80–90°C, timp de 10 sec., urmată de răcire bruscă). Este o metodă rapidă, care nu modifică însuşirile organoleptice ale laptelui, utilizată în special în cazul celui de calitate mediocră. Dezodorizarea laptelui (îndepărtarea substanţelor volatile cu ajutorul unor instalaţii de dezodorizare) şi evacuarea laptelui din instalaţii cu ajutorul unei pompe la locul de depozitare. Răcirea-depozitarea laptelui pasteurizat. Se realizează în ultimul compartiment al instalaţiei de pasteurizare prin care circulă agentul de răcire, asigurând temperatura de 2–6°C şi se păstrează în tancuri izoterme. Ambalarea şi etichetarea laptelui. Acestea necesită următoarele operaţii succesive: − îmbutelierea în sticle sau ambalarea în bidoane (se practică în cazul laptelui destinat consumului colectivităţilor-cantine, creşe, spitale etc.), în pungi de material plastic, ori cutii de carton şi pungi în sistem Tetra Pack, ultimele asigurând reducerea cheltuielilor de transport, de igienizare, depozitare şi gestionare. Culoarea ambalajului trebuie să reflecte conţinutul în grăsime al laptelui pasteurizat – roşie 3,6%, albastră 1,5–2,0% şi verde 0,3% grăsime; − realizarea înscrisului sau etichetarea (denumirea produsului, data fabricării, marca fabricii, conţinutul în grăsime şi preţul) şi continuarea depozitării la temperatura de 4–6°C. −

3.1.3. CONDIŢIILE DE CALITATE ALE LAPTELUI PASTEURIZAT Acestea diferă de la o ţară la alta, dar tind să se uniformizeze prin normele FAO, constând din următoarele: − însuşiri organoleptice specifice (aspect de lichid omogen, lipsit de impurităţi şi sedimente, culoarea albă uniformă, cu nuanţă gălbuie, gust şi aromă plăcute); − însuşiri fizico-chimice şi microbiologice standard (grăsime 3,6%, 3,0%, 1,5–2%, 0,3%, proteine min. 3,2%, substanţă uscată negrasă min. 8,5%, aciditate 1,5–1,8% acid tactic, stabilitate la fierbere, proba fosfatazei negativă, bacterii aerobe mezofile la 30°C, mai puţine de 300.000/ml, bacterii coliforme sub 10/ml, Escherichia coli/ml, antibiotice şi inhibitori absenţi). 47

3.2. LAPTELE STERILIZAT Acesta este obţinut prin încălzire în instalaţii speciale la temperatura de peste 100°C. În acest fel se distrug toate microorganismele, inclusiv sporii, ca şi enzimele şi toxinele. Sterilizarea prelungeşte durata de conservare a laptelui de consum (5–6 luni), dar în funcţie de nivelul temperaturii şi de durata aplicării afectează, în special calităţile sale organoleptice. Prin sterilizare pot subzista germenii nepatogeni, ca şi cei mai termorezistenţi care pot fi distruşi prin combinaţii timp/temperatură inferioare. Riscul nesterilizării nu are consecinţe decât eventual, asupra conservării laptelui. Condiţii. Pentru reuşita sterilizării laptelui se cer condiţiile următoare: − laptele să fie de bună calitate (puţin încărcat în microorganisme şi enzime termorezistente şi stabil la căldură, care variază în funcţie de specie – laptele de vacă este mai stabil decât cel de capră sau oaie – şi de rasă); − precedarea sterilizării de pasteurizare sau mai bine de presterilizare cu scopul unei mai bune distrugeri a germenilor din lapte în condiţiile limitării riscului modificărilor laptelui şi ameliorării stabilităţii lui prin formarea unui complex K/β– lactoglobuline şi a scăderii pH-ului la maximum de stabilitate; − sterilizarea laptelui în recipiente ermetic închise (recipiente de sticlă, metal, material plastic sau carton), iar ambalarea necesită în plus, o folie de polietilenă. În funcţie de procedeul de sterilizare, se disting două categorii, şi anume: − laptele sterilizat la temperatura de 100–120°C, timp de 20 min. se realizează în recipiente ermetic închise, etanşe la lichide şi microorganisme. Acest procedeu determină distrugerea enzimelor şi a microorganismelor patogene. Produsul se păstrează în ambalaje închise, în locuri răcoroase sau în ambalaje deschise în frigider; − laptele sterilizat conservat la ultra temperatură – UHT 135– 150°C, timp de 2,5 sec., apoi se răceşte imediat. Tratamentul termic se realizează fie direct prin injectarea vaporilor proveniţi din apă potabilă, fie indirect (are o pondere de 70% din raţiuni energetice), în condiţii de sustragere a laptelui de lumină, care are efecte nefavorabile. Laptele aseptic trebuie sustras total influenţei defavorabile a luminii, utilizându-se un material care reţine radiaţiile luminoase cu o lungime de undă inferioară la 6000 „A”. Laptele sterilizat are aceeaşi compoziţie ca şi cel pasteurizat, cu 48

excepţia vitaminelor B1, B6, B12 şi a acidului folic care se găsesc în proporţie mai redusă.

3.2.1. TEHNOLOGIA OBŢINERII LAPTELUI STERILIZAT Aceasta este asemănătoare cu cea a laptelui pasteurizat. În esenţă, constă în aprovizionarea cu lapte crud care urmează fluxul tehnologic următor: recepţie, filtrare-curăţire, normalizate – standardizare (prestandardizare – standardizare), sterilizare UHT, omogenizate, răcire, ambalare ermetică (de preferat în sistem TetraPack, de culori diferite în funcţie de conţinutul în grăsime, ca şi la laptele pasteurizat) etichetare şi stocare. FAO (1995) recomandă două procedee de sterilizare, şi anume: − sterilizarea clasică – laptele se condiţionează în recipiente ermetic închise, utilizând metoda discontinuă (încălzire cu vapori în autoclave, la 120°C, timp de 20 min. care, deşi durează mult şi este defavorabilă calităţilor organoleptice, se utilizează pentru cantităţile mici de lapte) şi continuă (presterilizarea la 135–140°C, timp de 3–4 sec., iar încălzite rapid la temperatura dorită sub presiune cu apa sau sterilizare hidrostatica, la 110°C, timp de 40 minute, sau 115–120°C, timp de 20 min.); − sterilizarea în vrac sau în flux continuu, utilizându-se de preferat U.H.T, fie prin încălzirea indirectă (schimbător tubular sau plăci), fie directă (vapori de apă sub presiune prin injecţie sau pulverizare), la temperatura de 140–150°C, timp de 2 secunde. Acest procedeu se justifică a fi folosit în cazul cantităţilor mari de lapte şi al sporirii duratei de conservare (6 luni la 20°C şi la 3 luni la 30°C). Totodată, prin U.H.T se limitează riscurile modificării calităţilor organoleptice ale laptelui, precum şi alteraţilor de origine microbiană şi enzimatică. Laptele de consum din România este, în principal, de două tipuri (normalizat, cu 3%, cu 2,4% şi cu 2% grăsime şi ecremat, cu un conţinut de grăsime de 0,1%) având compoziţie chimică specifică.

49

3.3. LAPTELE CONSERVAT Laptele conservat (condensat şi praf) reprezintă produsul obţinut prin deshidratarea laptelui proaspăt în instalaţii speciale de concentrare şi uscare. Primele încercări pentru un lapte de lungă conservare au apărut la începutul secolului trecut. Nu se urmărea numai creşterea duratei de conservare, dar şi obţinerea unui volum redus pentru transport, depozitare şi manevrare, reţinându-se parţial sau total apa. Aceste încercări au dat naştere la industria laptelui condensat şi a pudrei de lapte. Se disting: laptele condensat şi laptele praf.

3.3.1. LAPTELE CONDENSAT (CONCENTRAT) Laptele condensat se obţine prin deshidratare sau uscare parţială a laptelui proaspăt, respectiv căruia i s-a redus conţinutul de apă prin evaporare la temperatură şi la presiune joasă. Astfel, în urma procesării se extrage o treime din volumul său prin evaporarea apei sub vacuum, la aproximativ 50°C. Tipuri şi caracteristici. Laptele condensat (concentrat) se întâlneşte sub două forme: lapte condensat obişnuit şi lapte condensat dulce. Laptele condensat obişnuit. Se obţine din lapte integral sau ecremat prin: deshidratare şi omogenizare, condiţionare şi ambalare în cutii metalice şi sterilizare în autoclave. Caracteristicile chimice ale laptelui concentrat sunt redate în tabelul 6. Tabel 6. Compoziţia chimică a laptelui condensat Specificare Apă Substanţă uscată Grăsime Proteine Lactoză Săruri minerale Zaharoză Extract degresat

Lapte concentrat integral ecremat 66,0 69,5

Lapte concentrat dulce 27,0

3–1 ,U 31,5

73,0

10,0 0,5 9,0 12,0 13,0 16,0 2,0 3,0 – 24,0 31,0

9,0 9,0 12,0 2,0 41,0 23,0

50

Laptele condensat dulce. Se prepară din lapte integral sau ecremat, la care se adaugă zahăr, menit să asigure conservarea produsului sub sterilizare. Tratamentele (încălzire, concentrare) pot provoca modificarea echilibrului între sărurile insolubile şi cele în stare dizolvată şi o creştere a instabilităţii miceliilor celulelor de fosfocazeinat de calciu, impunând întrebuinţarea sărurilor stabilizante în doze de 2–3 g/kg. Laptele dulce se caracterizează (tabelul 6) printr-un conţinut bogat în substanţă uscată (73%), şi în special în zaharoză (41%). Tehnologia fabricării laptelui dulce Laptelui proaspăt integral sau ecremat, de excelentă calitate microbiologică (minimum microorganisme osmofile, drojdii, stafilococi), i se adaugă zaharuri (zaharoză) şi se supune fierberii în prezenţa fosfatului monopotasic. Astfel, se realizează vaporizarea termică sub vid, la peste 100°C (105–130°C), o bună omogenizare şi răcire a laptelui condensat. Producerea laptelui dulce necesită instalaţii complexe şi personal foarte calificat. Laptele condensat (obişnuit sau dulce) se conservă mult timp. Acesta îşi găseşte multiple utilizări în menaj şi ocupă un loc important pe piaţa exporturilor.

3.3.2. LAPTELE PRAF SAU PUDRĂ Este produsul obţinut prin deshidratare (uscare) aproape totală, din lapte integral, parţial ecremat (normalizat) sau ecremat cu ajutorul unor instalaţii speciale (cutie de uscare cu tuburi de atomizare, camere de uscare cu fund plat şi camere de uscare cu fund conic). P. Soth şi col. (1990) arăta că laptele praf este definit prin proprietăţile sale fizico-chimice: densitate, reconstituabilitate, solubilitate, dispersabilitate şi modul de curgere. Tehnologia fabricării laptelui praf (fig. 5.). În esenţă, tehnologia de producere a laptelui praf constă în următoarele: − recepţionarea laptelui, care trebuie să fie de calitate superioară organoleptic, fizico-chimic şi microbiologic; − standardizarea sau normalizarea în funcţie de cerinţele fiecărui tip de produs; − tratamentul termic al laptelui necesită pasteurizarea sau preîncălzirea la temperatură înaltă (93°C), timp de 3 minute; − concentrarea laptelui se realizează diferit, în funcţie de procedeul de uscare (maxim 33–30% pentru laptele uscat prin valţuri şi până la 40–50% pentru laptele uscat prin pulverizare), fiind indicat tratamentul sub vid; 51

Lapte Standardizare în Grăsime

Degresare

Smântână

Tratament termic Evaporare

Pasteurizare

Omogenizare

Evaporare

Pasteurizare

Tratament termic

Uscare prin atomizare

Uscare prin atomizare

Lapte praf integral Lapte praf integral Fig. 5. Tehnica de producere a laptelui praf omogenizarea se realizează în două trepte: după concentrarea parţială sau finală; − uscarea, care se poate face prin învârtire în sens invers, care determină în interior temperatura de aproape 140°C cu ajutorul vaporilor, menţionând că încălzirea brutală antrenează modificarea structurii fizicochimice, cu efecte negative asupra solubilităţii, gustului şi culorii. Pulverizarea se face prin procedeul spray sau prin atomizare, existând diferite variante (evaporarea apei se face prin difuziunea instantanee, ceea ce provoacă răcirea spre 90°C a pudrei şi aerului); − ambalarea se face în condiţii perfecte de igienă în cutii, pungi, saci de polietilenă, folii metalizate etc., care trebuie închise perfect în scopul asigurării unei bune protecţii a produsului; − depozitarea trebuie să se realizeze în spaţii speciale (uscate, răcoroase, ferite de lumină). Pudra de lapte integral sau ecremat trebuie să fie fină, fără aglomerări sau impurităţi şi cu însuşiri organoleptice specifice. Termenul de păstrare pentru a-şi menţine valabilitatea diferă în −

52

funcţie de numeroşi factori: mod de ambalare, condiţii de păstrare, conţinut de grăsime. Laptele praf este stabilizat din punct de vedere biologic, atât datorită metodelor de fabricare, cât şi conţinutului foarte redus de apă (maxim 4%). Prin transformare, laptele îşi măreşte suprafaţa de contact, crescând vulnerabilitatea la oxidare, care poate fi lentă prin ambalare ermetică sub vacuum sau sub gaze inerte şi ferite de lumină. Condiţii microbiologice. Pentru laptele praf sunt prevăzute următoarele norme: mai puţin de 100000 NTG/g, bacterii coliforme 10/g ca şi Salmonella/25 g, E. coli 1/g iar Staphilococcus c.p. mai puţin de 1/g, Bacilus cereus 10/g. Exigenţele privind condiţiile microbiologice ale laptelui praf pentru copii, în general, sunt mai mari (NTG mai puţin de 50000/g, drojdii şi mucegaiuri mai puţin de 10/g, B. coliforme absente/10 g, Salmonella absenta/50 g, Staphilococ c.p. absent/10 g, B. cereus absent; Cl. sulfitoreducătoare mai puţin de 10/g, E. coli 1/g. Pe plan internaţional, se cere ca laptele praf să îndeplinească următoarele condiţii de calitate: substanţă uscată 96–98%, proprietăţi remarcabile de solubilitate şi dispersabilitate, absenţa gusturilor anormale (de copt, de ars, de rânced), absenţa germenilor patogeni (Salmonella, Staphilococi), a substanţelor anormale (antibiotice şi a reziduurilor diverse) ca şi absenţa modificărilor de structură şi de compoziţie fizicochimică. Aceste cerinţe depind de calitatea materiei prime, felul tratamentului termic al laptelui, metodele de concentrare şi de uscare şi de condiţiile de depozitare. Microflora din acest produs poate fi împărţit în două grupe, în raport cu termorezistenţa ei: microorganisme termodurice şi microorganisme netermodurice. 1. Microorganisme termodurice În această grupă intră streptococii şi bacilii. Dintre streptococi, mai frecvent întâlniţi sunt Streptococcus thermophilus, Streptococcus durans şi Streptococcus faecalis. Dintre bacili, frecvenţa cea mai crescută o înregistrează: Bacillus calidolactis şi Bacillus subtilis, care se dezvoltă la 55°C. 2. Microorganisme netermodurice S-au izolat şi descris diferite specii: coci din genurile Micrococcus, Sarcina:bacili din genurile Bacillus, Achromobacter, iar din grupa coliformilor predomină Aerobacter, în special Aerobacter cloacae, care a fost găsit după unii cercetători ca formând 48,5% dintre coliformi (în laptele proaspăt acesta se găseşte numai într-o proporţie de aproximativ 2 %). 53

Din lapte praf se mai pot izola, în mod sporadic, foarte rar drojdii şi mucegaiuri, prezenţa acestora demonstrând existenţa unor condiţii igienico-sanitare de preparare şi păstrare necorespunzătoare. În raport cu metoda de preparare există şi o diferenţiere a microorganismelor. În laptele praf preparat prin metoda pulverizării, numărul microorganismelor la 1 g poate fi de aproximativ 15× 105– 3× 106/gram. Dintre bacterii se găsesc numeroşi streptococi rari micrococi şi sarcine, uneori bacterii coliforme şi foarte rar drojdii şi mucegaiuri. În laptele praf preparat prin metoda cilindrilor, numărul de microorganisme este mai mic, câteva zeci de mii, rareori câteva sute de mii/gram. Microorganismele acidificante sunt foarte rare sau absente. Se găsesc bacterii sporulate, micrococi şi rar, streptococi.

54

CAPITOLUL IV. PARTE EXPERIMENTALĂ APRECIEREA CALITĂŢII LAPTELUI 4.1. ANALIZE FIZICO-CHIMICE Controlul calităţii laptelui se face la locul de producţie, în unităţile de colectare, de prelucrare industrială şi în unităţile de desfacere. RECOLTAREA PROBELOR Controlul laptelui de producţie se face în caz de litigiu, privind integritatea şi/sau calitatea igienică a acestuia. Controlul laptelui, în unităţile de colectare, are în vedere recoltarea probelor prin sondaj de la diferiţi furnizori. În unităţile de prelucrare industrială, se recoltează probe în vederea aprecierii integrităţii şi calităţii igienice la recepţie, pe etapele fluxului tehnologic şi din produsele finite. În unităţile de desfacere (debitare), recoltarea probelor se face pe loturi, prin lot înţelegându-se cantitatea maximă de 15.000 l de lapte de aceeaşi categorie, de acelaşi tip şi conţinut de grăsime, livrat in acelaşi tip de ambalaj. Recoltarea probelor se face astfel:  din cisterne, bazine sau tancuri, cu ajutorul unor sonde speciale, se recoltează minimum 500 ml din fiecare, după o prealabilă omogenizare;  din bidoane, se formează o probă medie din 10% din bidoanele ce constituie lotul, iar din proba medie, bine omogenizată, se recoltează 500 ml;  din butelii de sticlă, pungi din material plastic, se recoltează 2–3 unităţi de ambalaj, din fiecare lot. Probele recoltate trebuie să ajungă la laborator în maximum patru ore de la recoltare, transportul lor efectuându-se în condiţii de refrigerare.

55

EXAMENUL ORGANOLEPTIC Conform normelor legale în vigoare, proprietăţile organoleptice ale laptelui se examinează în următoarea ordine: aspect, consistenţă, culoare, miros şi gust. Examinarea se execută într-o încăpere luminoasă, curată, lipsită de mirosuri, cu temperatura de 16–20°C, de preferat la lumina naturală, iar când se execută la lumină artificială, aceasta trebuie să aibă minimum 800 lucşi/m2. Proprietăţile organoleptice ale laptelui crud integral, pe specii, sunt prezentate în tabelul 7. Culoarea se apreciază după introducerea laptelui într-un cilindru de sticlă incolor. Omogenitatea şi consistenţa se apreciază prin trecerea laptelui dintr-un cilindru în altul, urmărindu-se modul de curgere. Tabel 7. Proprietăţile organoleptice ale laptelui crud integral pe specii Caracteristici Aspect Consistenţă Culoare

Miros Gust

Lapte de Lapte de Lapte de Lapte de oaie vacă capră bivoliţă Lichid omogen, opalescent, fără corpuri străine vizibile la suprafaţă şi fără sediment Fluidă: nu se admite consistenţă vâscoasă, filantă sau mucilaginoasă Albă cu Albă cu Albă Albă nuanţă nuanţă gălbuie gălbuie abia perceptibilă Plăcut, specific laptelui crud, fără miros străin Plăcut, dulceag, caracteristic laptelui proaspăt EXAMENUL FIZICO-CHIMIC

Prin examen fizico-chimic, se apreciază integritatea (determinând densitatea, cantitatea de grăsime, substanţa uscată totală, S.U. degresată, lactoza, titrul proteine, cenuşa) şi starea de igienă (determinând gradul de impurificare, aciditatea, clorurile; controlul pasteurizarea şi evidenţiind eventualele substanţe conservante sau neutralizante şi alte substanţe).

56

DETERMINAREA DENSITĂŢII LAPTELUI În laptele proaspăt muls, unele componente se găsesc sub formă de soluţie (lactoză şi sărurile minerale), altele sub forma de suspensie coloidală (substanţele proteice), iar altele sub formă de emulsie (grăsimile), dispersate uniform în masa produsului. Densitatea laptelui reprezintă suma influenţelor principalelor componente în care apa (d=1) şi grăsimea (d=0,925) tind să reducă valoarea acesteia, iar substanţele proteice (d=l,25–l,30), lactoza (d=l,52) şi substanţele minerale (d=2,3–2,4), tind să crească valoarea ei, Conform STAS-uiui 6347/1973 determinarea densităţii laptelui se face prin metoda areometrică. Principiul metodei Densitatea reprezintă valoarea raportului între masă şi volum. Metoda aerometrică foloseşte termolactodensimetrul cu ajutorul căruia se citeşte direct densitatea laptelui şi temperatura acestuia. Materiale necesare  termolactodensimetrul corect gradat sau lactodensimetrul;  cilindru de sticlă cu diametrul mai mare de 25mm;  termometrul cu Hg, cu valoarea diviziunii de 0,5°C;  baie de apă. Metoda de lucru Proba de lapte, adusă la temperatura de 20±5°C, se toarnă în cilindrul de sticlă prin prelingere pe pereţii acestuia în aşa fel încât să nu înglobeze aer sau să se formeze spumă. Cilindrul cu laptele se aşează pe o suprafaţă perfect orizontală, după care se cufundă uşor termolactodensimetrul (sau lactodensimetrul) până în dreptul diviziunii 1,030, lăsându-1 să plutească liber, având grijă să nu vină în contact cu pereţii cilindrului. În cazul în care se foloseşte lactodensimetrul, temperatura se va măsura cu termometrul, care se menţine în cilindru în tot timpul determinării. După circa l minut, se citeşte valoarea densităţii şi temperatura. Citirea se face la nivelul superior al meniscului, ochiul operatorului fiind la nivelul suprafeţei libere a lichidului. DETERMINAREA CANTITĂŢII DE GRĂSIME În lapte, grăsimea se găseşte sub formă de globule de dimensiuni micronice, având la periferie o peliculă de natură lipoproteică. Extracţia cantitativă a grăsimii presupune distrugerea peliculei respective care se poate realiza pe două căi: pe cale fizică, cu ajutorul căldurii, sau pe cale 57

chimică, prin hidroliză. Pe specii media % de grăsime este de 3,5 (cu limite între 2–6,5) la vacă de 8 la bivoliţă, de 7,5 la oaie, de 3,5 la capră, de 1,0 la iapă şi de 1,1 la măgăriţă. Conform STAS-ului 6352/1–1988 pentru determinarea grăsimii, se foloseşte metoda acido-butirometrică Gerber. Principiul metodei: Prin hidroliza parţială si rapidă a probei cu ajutorul acidului sulfuric, se realizează carbonizarea proteinelor şi eliberarea grăsimii; separarea acesteia este favorizată de alcoolul amilic, încălzire şi centrifugare. Aparatura şi reactivi  butirometrul pentru lapte (Gerber), cu dopuri speciale de cauciuc;  pipete de 11 ml, pentru lapte;  pipete cu bulă de l0 ml pentru acid sulfuric şi de 1ml pentru alcool amilic sau dozatoare automate (pipete Kiip, de l0ml, pentru acid sulfuric şi dozatoare automate de l ml pentru alcool amilic);  centrifugă electrică sau manuală pentru butirometre cu 800–1.200 turaţii/minut;  baie de apă;  acid sulfuric, cu densitatea de 1,817±0,003;  alcool amilic, cu densitatea de 0,810±0,002. Tija butirometrului este divizată în, grade şi zecimi de grade şi este astfel calculată încât indică direct procentul de grăsime din lapte. Metoda de lucru În butirometrul curat şi uscat, se introduc l0ml acid sulfuric, cu densitatea de 1,817±0,003 (fără a atinge gâtul butirometrului), peste care se adaugă cu pipeta, 11 ml din proba de lapte bine omogenizată. Laptele se scurge încet (prin prelingere, pe peretele interior al butirometrului) deasupra acidului, astfel încât să se formeze două straturi bine separate. Se adaugă apoi l ml alcool amilic, evitând umezirea gâtului butirometrului şi omogenizarea conţinutului. Se închide butirometrul cu dopul de cauciuc (probat, în prealabil), prin răsucire, fără a omogeniza conţinutul. Se protejează butirometrul cu o pânză, după care se agită, prin răsturnări repetate, până la dizolvarea completă a substanţelor proteice şi omogenizarea amestecului care are aspect brun-negricios fără particule albe (de cazeină). În timpul omogenizări butirometrul se încălzeşte datorită reacţiei puternice dintre lapte şi acidul sulfuric. Butirometrele se pun la centrifugă, cu dopul în afară, în număr par şi în mod echilibrat. Se fixează bine capacul, pentru a evita accidentele (în urma spargerii butirometrelor, în timpul centrifugării şi împrăştierii 58

acidului sulfuric) şi se centrifughează timp de 2–3 minute la 800–1.200 turaţii/minut. Prin centrifugare, grăsimea, componenta cu densitatea cea mai mică, se adună ne tija gradată spre centrul de centrifugare. După scoaterea de la centrifugă, butirometrele se introduc în baia de apă la 65± 2°C, cu tija gradată în sus, unde se ţin cinci minute. Se înşurubează sau se desface dopul în aşa fel încât stratul de grăsime, adus în porţiunea scării butirometrului să aibă limita inferioară la nivelul unei diviziuni întregi a scării. Pe tija gradată a butirometrului, ţinut în poziţie verticală şi la nivelul ochiului, se citeşte diviziunea corespunzătoare limitei inferioare şi cea corespunzătoare limitei superioare a coloanei de grăsime. Prin efectuarea diferenţei celor două valori, se obţine direct conţinutul în grăsime, exprimat procentual. Dacă se lucrează cu mai multe probe, după omogenizare, butirometrele se introduc într-o baie de apă la 65±2°C, pentru a evita solidificarea grăsimii înainte de centrifugare. Când, după centrifugare, coloana de grăsime nu este clară, rezultă că centrifugarea nu a fost făcută suficient sau amestecul s-a răcit. În astfel de situaţii, butirometrele se ţin 2–3 minute în baia de apă, la 65±2°C, după care se centrifughează din nou. Dacă nici în această situaţie, nu se obţine coloana de grăsime bine exprimată, se va repeta determinarea, dar numai după ce s-a verificat densitatea acidului sulfuric. În lipsa centrifugii, butirometrele (pregătite) se pun cu dopul în jos, la baia de apă, la 65±2°C, timp de cel puţin două ore, după care se citeşte grăsimea separată pe tija gradată. Prin dozarea procentului de grăsime, se poate aprecia gradul de falsificare a laptelui, când acesta s-a făcut prin smântânire. DETERMINAREA SUBSTANŢEI USCATE TOTALE (S.U.T.) Valoarea nutritivă a laptelui, precum şi randamentul în diferite produse lactate şi calitatea acestora este în funcţie de conţinutul în substanţă uscată. Extractul uscat, la laptele de vacă, este cuprins între 10,7–13%, având media de 12,5%. Determinarea substanţei uscate totale, conform STAS-ului 6344/1988, se face obligatoriu, în caz de litigiu, prin metoda uscării la etuvă (la temperatura de 103±2°C), până la greutate constantă. Mult mai expeditivă este calcularea S.U.T. cunoscând cantitatea de grăsime şi densitatea, folosind formula Fleischmann: D−l + 0,5 S.U.T.% =(1,2× G) + 266,5 D În care: 59

G = procentul de grăsime; D= densitatea laptelui, la 20°C; l,2 şi 266.5 = coeficienţii; 0,5=factor de corecţie pentru densitatea determinată la 20°C şi nu la 15°C cum fusese iniţial calculată. Când laptele este falsificat prin adaus de apă, prin smântânire sau prin dublă fraudă (adaus de apă şi smântânire), valoarea substanţei uscate scade. DETERMINAREA SUBSTANŢEI USCATE DEGRESATE (S.U.D) Limitele largi de variaţie ale substanţei uscate totale sunt datorate procentului de grăsime, astfel încât nu putem totdeauna depista eventualele falsificări, decât stabilind şi valoarea substanţei uscate degresate. Extractul uscat degresat cuprinde substanţele proteice, lactoza şi substanţele minerale. Calculul extractului uscat, fără grăsime, se face după formula: D−l + 0,5 S.U.D. % = (0,2 × G) + 266,5 D Extractul uscat degresat la laptele de vacă variază între 8% şi 9% cu o medie de 8,5% la laptele livrat din întreprinderile de prelucrare. DETERMINAREA LACTOZEI Lactoza reprezintă peste 35% din valoarea extractului uscat total, fiind, alături de substanţele minerale, componentul cu cea mai mică variabilitate. Conţinutul mediu al lactozei, în lapte, este de 4,5% (cu limite între 2,89–7,66%). Obţinerea unei valori sub această limită (de 4,5%) poate fi consecinţa:  adausului de apă în lapte şi/sau de lapte colostral;  tratamentelor mamare (locale) cu antibiotice;  acidităţii peste valorile normale de 21°T. (deoarece procesele fermentative se realizează, în primul rând, pe seama lactozei);  leziunilor inflamatorii ale glandei mamare. Metoda cu fericianura de potasiu Principiul metodei Fericianura de potasiu în mediu alcalin este redusă la cald de 60

lactoză în ferocianură de potasiu. Reacţia de reducere este evidenţiată prin decolorarea treptată (până la alb) a soluţiei alcaline de fericianură de potasiu care galbenă-roşiatică. Reactivi şi materiale  soluţie alcalină de fericianură de potasiu (23g fericianură de potasiu p.a. se dizolvă în 400ml apă distilată; în alt vas se dizolvă 25g de hidroxid de potasiu, tot în 400ml apă distilată; cele două soluţii se amestecă într-un balon cotat de 1.00ml şi se completează cu apă distilată, omogenizându-se, până la semn);  soluţie standard de lactoză 5‰ (1 ml soluţie conţine 5mg lacloză);  ferocianura de potasiu, soluţie saturată;  sulfat de cupru, soluţie saturată;  capsule de porţelan sau sticlă, cu capacitatea de 100 ml;  baghetă de sticlă;  piatră ponce;  pipete de 1 şi 10 ml. Metoda de lucru În prima etapă se stabileşte titrul soluţiei de fericianură de potasiu (echivalentul, în lactoză, al acestei soluţii). Într-o capsulă de porţelan, se introduc 10 ml soluţie alcalină de fericianură de potasiu, peste care se adaugă cca. 30ml apă distilată şi 3–4 granule de piatră Ponce şi se încălzeşte la fierbere. Din momentul în care amestecul din capsulă începe să fiarbă se lasă să picure dintr-o biuretă (aşezată deasupra capsulei) soluţie de lactoză 5‰ (picătură cu picătură) agitându-se continuu cu o baghetă de sticlă până ce culoarea galbenă (a lichidului) dispare complet (devine albă). Se notează numărul de mililitri de soluţie de lactoză folosiţi. Această titrare este bine să se repete de câteva ori, după care se face media rezultatelor obţinute. DETERMINAREA SUBSTANŢELOR PROTEICE TOTALE Conform STAS-ului 6355/1989, determinarea substanţelor proteice din lapte se face după următoarele metode:  metoda Kjeldahl, obligatorie, în caz de litigiu;  metoda cu anhidridă cromică;  metoda de determinare a titrului proteic. Metoda titrului proteic Principiul metodei Grupările aminice ale proteinelor se blochează cu aldehidă formică, iar grupările carboxilice se titrează cu soluţie de hidroxid de sodiu 61

0,l43N.

62

Reactivi  hidroxid de sodiu, sol. 0,143N (5,75g NaOH se dizolvă în l.000ml apă fiartă şi răcită). În condiţiile metodei ce va fi descrisă, l ml soluţie de hidroxid de sodiu (0,143N) corespunde la un conţinut de proteină de 1%;  aldehidă formică sol 40% proaspăt neutralizată;  oxalat de potasiu, soluţie 28%, neutralizată;  sulfat de cobalt, sol. 5%;  fenolftaleină, sol. alcoolică 2%. Metoda de lucru Într-un vas Erlenmeyer, se introduc 25ml din proba de lapte de analizat, 1ml soluţie de oxalat de potasiu şi 0,5ml soluţie de sulfat de cobalt, după care se omogenizează bine. Această soluţie (de culoare roz şi stabilă circa 3 ore, la temperatura camerei) constituie proba de comparaţie. Într-un alt vas Erlenmeyer (asemănător), se introduc 25ml din proba de analizat, 0,25 ml soluţie de fenolftaleină şi 1ml soluţie de oxalat de potasiu. Se agită bine şi după 1 minut se titrează cu soluţie de hidroxid de sodiu 0,143N, până se obţine o coloraţie identică cu a probei de comparaţie. La proba de analizat astfel neutralizată se adaugă 5 ml aldehidă formică şi după 1 minut se titrează din nou (a doua titrare) cu soluţie de hidroxid de sodiu, până la coloraţie identică cu a soluţiei de comparaţie. Dacă la neutralizarea probei (prima titrare), s-a folosit mai mult de 1,75 ml soluţie de hidroxid de sodiu 0,143N, se obţin valori eronate ale conţinutului de substanţe proteice, şi, deci, nu se poate aplica această metodă. Se efectuează, în paralel, două determinări din aceeaşi probă. Valoarea medie a titrului proteic la lapte, este de 3,4% (valoarea minimă fiind 3,2%). Sub această valoare, se suspectează falsificarea prin adaos de apa. Laptele de consum, normalizat, are litrul proteic de 3,2%, iar cel smântânit 3,3%. Laptele crud integral, de oaie, are titrul proteic de 5,0%, iar cel de bivoliţă de 4,5%. Când conţinutul în substanţe proteice este mare (dar fără justificare) i se suspicionează, fie o falsificare prin adaos de substanţe azotoase (de tipul azotaţilor sau ureei), fie adaos de lapte colostral.

63

DETERMINAREA SUBSTANŢELOR MINERALE TOTALE (CENUŞA) Conform STAS-ului 6357/1975, determinarea substanţelor minerale totale (a cenuşii totale) se face prin:  calcinarea probei la 800°C, obligatorie, în caz de litigiu;  calcinarea probei la 530°C, pentru determinări curente Vom descrie metoda de calcinare a probei la 525±25°C. Principiul metodei Substanţele minerale totale reprezintă reziduul obţinui după calcinarea probei la 525± 25°C, până la greutate constantă. Aparatură  etuvă de uscare, termoreglabilă;  cuptor de calcinare, termoreglabil;  creuzete de porţelan. Metoda de lucru Într-un creuzet de porţelan curat, uscat şi tarat, se cântăresc, la balanţa analitică, cca. 5g din proba de analizat (cu precizie de 0,0001 g). Se deshidratează, la etuva reglată la 103 sau 125°C, apoi se supune carbonizării, la flacăra unui bec de gaz, timp de 10–15 minute. După terminarea operaţiei de carbonizare, creuzetele se introduc, cu ajutorul unui cleşte cu braţe lungi, în cuptorul de calcinare, reglat la temperatura de 525± 25°C, unde se ţin 16–18 ore. După epuizarea timpului stabilit, creuzetele se scot din cuptor, se răcesc în exicator şi se cântăresc la balanţa analitică. Se repetă operaţia de calcinare prin 1–2 expuneri la cuptor, de scurtă durată (cca. l oră), până la greutate constantă. Interpretarea rezultatelor Cenuşa astfel obţinută poate fi obţinută la determinări ca alcalinitatea cenuşii (metodă obiectivă pentru decelarea adaosului de hidroxid de sodiu în lapte), determinarea sodiului, potasiului şi calciului. Substanţele minerale totale din lapte reprezintă componentul cu cea mai mică variabilitate; valorile medii sunt cuprinse între 0,6–0,9%. Când se obţin valori mai mici, este un indiciu că laptele a fost diluat. Când se obţin valori mai mari, se suspicionează:  lapte colostral;  lapte provenit de la vaci cu mamite;  lapte impurificat (praf, impurităţi mecanice), consecinţa condiţiilor nesatisfăcătoare de igienă;

64

DETERMINAREA GRADULUI DE IMPURIFICAREA A LAPTELUI Aprecierea gradului de impurificare dă indicaţii asupra condiţiilor în care s-a făcut recoltarea, manipularea şi păstrarea laptelui. Evidenţierea şi determinarea impurităţilor din lapte se face prin metode de sedimentare, de filtrare sau de centrifugare. Conform STAS-ului 6346/1989, determinarea gradului de purificare a laptelui se face prin metoda lacto-filtrării. Principiul metodei Proba de lapte se trece printr-un filtru în condiţiile metodei şi se determină gradul de impurificare, prin comparare vizuală a acestuia. Aparatură şi materiale  lactofiltrul compus dintr-un cilindru, din sticlă sau metal, la baza căruia este fixată o sită metalică, pe care se aşează rondele de filtrare;  rondele de filtrare, de culoare albă, din vată, tricot, pâslă sau alt material, care reţine integral impurităţile, cu diametrul suprafeţei filtrante de 28±2mm. Metoda de lucru Se aşează rondela de filtrare, curată şi uscată, pe sita metalică a lactofiltrului, se fixează la dispozitivul cilindric, prin care se trece apoi cca. 250ml lapte (din proba de analizat), în prealabil încălzit. După filtrarea laptelui, se desface sita metalică, se scoate rondela de filtrare, se usucă la aer, la temperatura mediului ambiant, şi se compară cu etalonul, determinându-se gradul de impurificare. Interpretare După cantitatea de impurităţi, laptele se împarte în:  lapte cu grad de impurificare 0 – rondela este curată, fără impurităţi vizibile;  lapte cu grad de impurificare I – pe rondelă, se observă un număr redus de impurităţi, sub formă de puncte, situate în zona de mijloc;  lapte cu grad de impurificare II – număr redus de impurităţi de diferite forme şi mărimi situate în zona de mijloc;  lapte cu grad de impurificare III – număr foarte mare de impurităţi, de diferite forme şi mărimi; rondela arc culoare galben-închis. Pentru consum, cât şi pentru prelucrare industrială, este admis laptele eu grad maxim de impurificare I. În cazul în care se foloseşte metoda centrifugării se examinează cantitatea şi natura sedimentului. Laptele de consum, pentru a fi admis, nu trebuie să depăşească l ml sediment, pe litru.

65

DETERMINAREA ACIDITĂŢII LAPTELUI După obţinere, cea mai importantă modificare a laptelui este acidifierea, datorată transformării lactozei în acid lactic. Imediat după muls, laptele este uşor acid, aciditate datorată însă prezenţei acidului carbonic, fosfaţilor acizi şi citraţilor; este vorba de o aciditate iniţială. Odată cu creşterea acidităţii (pe scama transformării lactozei în acid lactic) în lapte se produc modificări importante, care îl fac impropriu pentru a fi transformat în diferite produse lactate. Determinarea acidităţii laptelui este o metodă cantitativă de apreciere a prospeţimii laptelui. Aciditatea titrabilă a laptelui se determină cu ajutorul unor soluţii bazice, în prezenţa fenolftaleinei, după mai multe metode: Thorner. Soxhlet-Henkel, Dornic. Metoda Thorner Principiul metodei O anumită parte din proba de lapte (de analizat) se titrează cu hidroxid de sodiu, soluţie 0,1 N, în prezenta fenolftaleinei ca indicator, până la virarea bruscă a culorii în roz persistent timp de 30 de secunde. Aciditatea exprimată în grade Thorner (°T), reprezintă volumul de hidroxid de sodiu, soluţie 0,1N, în ml, necesar pentru neutralizarea acidităţii din 100ml lapte. Reactivi  hidroxid de sodiu, soluţie 0,1N;  fenolftaleină, soluţie alcoolică 1%;  apă distilată, fiartă şi răcită (la cca. 60°C), lipsită de CO2. Metoda de lucru Într-o eprubetă, se introduc: părţi egale de alcool şi lapte, omogenizând bine conţinutul. Interpretare Apariţia fulgilor de cazeină este un indiciu că aciditatea laptelui supus analizei depăşeşte 18–19°T (cu alcool de 61%) şi 20–21°T (cu alcool de 50%). Prin această metoda, se pot obţine şi rezultate eronate; flocularea poate să apară şi în cazul laptelui cu un conţinut ridicat în ioni de calciu sau datorită compoziţiei modificate a laptelui, spre sfârşitul perioadei de lactaţie.

66

Proba cu alizarină sau alizarol Principiul metodei Are la bază apariţia unor culori caracteristice, în funcţie de prospeţimea laptelui. Reactivi  soluţie alcoolică de alizarină 0,2%, în alcool de 60% (sau alizarol, soluţie alcoolică saturată). Alcoolul se obţine prin amestecarea a 100ml alcool de 96% cu 65ml apă distilată. Metoda de lucru Într-o eprubetă, se pun 3ml lapte (din proba de analizat) şi 3ml reactiv; se omogenizează bine, observându-se nuanţa de culoare şi apariţia precipitatului. Interpretare  lapte proaspăt (aciditate până la 21°T) – apare o culoare maronie, fără precipitat;  lapte acidulat (aciditate peste 22°T) – apare o culoare galbenă şi se formează flocoane de precipitat;  lapte alcalin – apare culoarea violetă (în cazul mamitelor sau adaosului excesiv de substanţe neutralizante). Proba cu albastru de bromtimol Principiul metodei Este asemănător ca la proba cu alizarină. Reactivi  albastru de bromtimol, soluţie alcoolică 0,2%, în alcool de 60%. Metoda de lucru Într-o eprubetă, se pun 5ml lapte (din proba bine omogenizată) peste care se adaugă l ml reactiv. Amestecul se omogenizează, urmărindu-se culoarea, şi apariţia precipitatului. Interpretare  lapte proaspăt – culoare verde-gălbuie, fără precipitat;  lapte acidulat – culoare galben-deschis, cu formare de precipitat;  lapte alcalin (cel mai adesea patologic) – culoare verde-albăstruie tinzând spre albastru cu cât alcalinitatea creste fără să apară precipitat. După culoarea pe care o ia laptele se poate aprecia şi starea integrităţii funcţionale a glandei mamare:  laptele provenit de la animale cu început de mamită se colorează în albastru-verzui sau verde-închis (pH=6,7–7,5);  laptele provenit de la animale cu mamite acute se poate colora 67

chiar în galben. Când Streptococcus agalactias se dezvoltă şi produce: mamita, reacţia laptelui devine din nou acidă, laptele colorându-se cu albastru de bromtimol din nou în galben. DETERMINAREA CLORURILOR Metoda Mohr Principiul metodei Ionii de clor din filtratul obţinut după deproteinizarea şi degresarea laptelui, se titrează cu o soluţie de azotat de argint 0,l N, în prezenţa cromatului de potasiu, ca indicator; conţinutul de cloruri poate fi exprimat în echivalent clorură de sodiu %, echivalent clor % sau echivalent clorură de potasiu %. Reactivi  ferocianură de potasiu, soluţie 15%;  acetat de zinc, soluţie 30%;  azotat de argint, soluţie 0,1N;  cromat de potasiu, soluţie apoasă 10% - indicator. Metoda de lucru Deperoteinizarea şi degresarea laptelui: Se pun 20ml lapte într-un balon cotat de 200ml şi se aduce conţinutul cu acetat de zinc, omogenizându-se clin nou. Se completează, la semn, cu apă distilată, iar după 15 minute de repaus, se filtrează prin filtru cutat. Filtratul trebuie să fie limpede. Determinarea Într-un pahar Berzelius, se introduc 100ml filtrat, peste care se adaugă câteva picături de cromat de potasiu (indicator). Se titrează direct cu soluţie de azotat de argint 0,1N, sub agitare continuă, până la virarea culorii brusc, din galben-deschis în portocaliu persistent. Atenţie: nu trebuie să se ajungă la culoarea roşie-cărămizie, deoarece aceasta dovedeşte depăşirea titrării. Conţinutul normal de cloruri, în laptele de amestec (exprimat în echivalent clorură de sodiu), variază între 120–170mg (cu o medie de cca. 140mg) la 100ml lapte. Pentru ţara noastră, valoarea medie este de l,223g ‰. În cazul laptelui provenit de la vaci cu mamită sau a laptelui colostral, această limită este depăşită, dar nu mai mare de 200mg%.

68

CONTROLUL PASTEURIZĂRII LAPTELUI Enzimele de origine mamară sunt distruse la o anumită temperatură; constatarea prezenţei sau absenţei lor, ne indică dacă laptele a fost pasteurizat prin una din cele trei metode. Ca enzime test pentru aprecierea pasteurizării se folosesc amilaza, peroxidaza şi fosfataza. Controlul pasteurizării joase prin testul amilazei Amilaza este prezentă în laptele crud şi se distruge prin încălzirea acestuia, la 63°C. Pentru a verifica dacă pasteurizarea joasă s-a făcut corespunzător se cercetează prezenţa acestei enzime în lapte. Principiul metodei Amilaza are proprietatea de a hidroliza amidonul, transformându-l în maltoză, care tratată cu iod iodurat nu mai dă culoarea albastră caracteristică. Reactivi  amidon, soluţie 1%, proaspăt preparată;  soluţie de iod iodurat (l g iod+2g iodură de potasiu, dizolvate în 300ml apă distilată). Metoda de lucru Într-o eprubetă, se pun 10 ml lapte după care se adaugă două picături din soluţia de amidon. Se omogenizează şi se introduce la termostat, la 37°C, timp de 30 de minute, după care se adaugă l ml din soluţia de iod iodurat apreciindu-se culoarea. Interpretare Dacă după agitare, amestecul se colorează în galben-citrin înseamnă că amidonul a fost hidrolizat, datorită prezenţei amilazei – deci laptele nu a fost încălzit la sau peste temperatura de 63°C. Apariţia unei culori albastre-cenuşii sau albastre, denotă absenţa amilazei – deci, laptele a fost încălzit la peste 63°C. Reacţiei este sensibilă la laptele proaspăt şi mai puţin sensibilă la laptele mai vechi, deoarece conţinutului său în amilază scade cu atât mai repede, cu cât este conservat la o temperatură mai ridicat. Controlul pasteurizării mijlocii prin testul fosfatazei Fosfataza este o enzimă mamară care se inactivează la temperatura de 70°C. Fosfataza din lapte are o termorezistenţă mai mare decât a bacilului tuberculozei, fapt datorită căruia se consideră că absenţa ei indică o pasteurizare eficientă. 69

Principiul metodei Fosfataza alcalină prezentă în laptele nepasteurizat sau incorect pasteurizat, ca şi în produsele obţinute din acesta, poate descompune, în anumite condiţii (de temperatură şi de timp), fenilfosfatul disodic în fosfat anorganic şi fenol. Cantitatea de fenol eliberată se evidenţiază cu ajutorul reactivului 2-6 dibromchinonclorimidă cu care formează indofenolul de culoare albastră. Intensitatea de culoare este proporţională cu conţinutul în fenol, deci, cu activitatea fosfatazei. Reactivi  soluţie tampon pentru pH 9,6 (8g carbonat de sodiu anhidru şi 14g bicarbonat de sodiu, la 1.000 ml apă distilată);  soluţie de fenilfosfat disodic 0,2% (0,11g se dizolvă în 50ml soluţie tampon), proaspăt preparată;  soluţie alcoolică 0,4% de 2,6-dibromchinonclorimidă, proaspăt preparată (40mg se dizolvă în 10ml alcool etilic 95%);  soluţie etalon de fenol: 100mg fenol se dizolvă în apă şi se aduce în balon cotat la 1.000ml. Din această soluţie de bază se măsoară 10ml care se diluează cu apa distilată la 500ml în balon cotat (l ml din soluţia diluată de lucru conţine 0,002mg fenol);  cloroform p.a. Metoda de lucru În trei eprubete se pune câte l ml lapte. Eprubeta l se încălzeşte 5 minute la 80–85°C (pentru distrugerea fosfatazei eventual prezentă) şi se răceşte (proba martor). În fiecare eprubetă (inclusiv în cea martor), se adaugă câte 2 picături cloroform. În eprubeta martor, se introduc 5ml soluţie etalon de fenol diluat care conţine 0,01 mg fenol (cantitatea maximă care ar rezulta în cazul (laptelui corect pasteurizat). Se adaugă apoi 5ml soluţie fenilfosfat disodic. În celelalte două eprubete, se adaugă câte 5ml apă distilată şi 5ml soluţie fenilfosfat disodic. Toate cele trei eprubete se introduc la termostat, la temperatura de 38°C, timp de 30 minute. Se răcesc şi se adaugă în fiecare câte 4 picături de soluţie 2,6 dibromchinonclorimidă şi se agită. După 10 minute, se compară culoarea celor două eprubete cu cea a probei martor. Interpretare Dacă culoarea celor două probe de cercetat este mai slabă sau egală cu cea a probei martor, laptele a fost corect pasteurizat. 70

Controlul pasteurizării înalte prin testul peroxidazei Peroxidaza este o enzimă de origine mamară care se distruge prin încălzire la 70°C în 10 minute, iar la 80°C într-un minut. Principiul metodei Peroxidaza din laptele nepasteurizat sau incorect pasteurizat ca şi din produsele obţinute din acesta scindează oxigenul din peroxizi, iar oxigenul activ eliberat oxidează substanţele uşor oxidabile (guaiacolul, parafenilendiamina, benzidină), dând coloraţii specifice. Punerea în evidenţă a peroxidazei se face prin reacţia Dupouy şi/sau Storch. a) Reacţia Dupouy Reactivi  apă oxigenată 3%;  guaiacol, soluţie 2%. Metoda de lucru Într-o eprubetă se pun 3–5ml lapte, peste care se adaugă aceeaşi cantitate de soluţie de guaiacol 2% şi 2–3 picături de apă oxigenată (care se preling pe peretele eprubetei). Fără a se agita, se apreciază culoarea. Interpretare Apariţia unor strii roşii-cărămizii denotă prezenţa peroxidazei-deci, o pasteurizare necorespunzătoare. Culoarea este dată de tetraguaiacolchinonă, obţinută prin fixarea oxigenului, eliberat din apa oxigenată, în prezenţa peroxidazei, de guaiacol. Neapariţia acestei culori denotă „lipsa peroxidazei – deci, pasteurizarea a fost corespunzătoare. b) Reacţia Storch Reactivi  apă oxigenată 3%;  parafenilendiamină, soluţie apoasă 2%, preparată în momentul întrebuinţării, sau substanţa pură, amestecată cu nisip, în proporţie egală, păstrată în borcane cu dop rodat. Metoda de lucru Într-o eprubetă, se pun 5ml lapte şi aceeaşi cantitate de soluţie de parafenilendiamină sau cca. l g parafenilendiamină, amestec cu nisip şi se omogenizează. Se adaugă câteva picături de apă oxigenată. Interpretare Apariţia culorii albastre-negricioase indică prezenţa peroxidazei – deci, laptele nu a fost pasteurizat sau a fost necorespnnzător pasteurizat. Neapariţia acestei culori indică lipsa peroxidazei – deci, pasteurizarea a fost corectă (la temperatura de peste 75°C). Reacţia peroxidazei este pozitivă şi în cazul în care în lapte se 71

găsesc urme de metale grele (Cu), rezultate din acţiunea corozivă a laptelui asupra metalelor instalaţiilor vechi şi uzate. Laptele cu urme de Cu dă reacţie pozitivă şi după fierbere. În această situaţie, laptele se fierbe, după care se repetă reacţia. Dacă şi după fierbere reacţia este tot pozitivă înseamnă că laptele conţine urme de Cu. EVIDENŢIEREA SUBSTANŢELOR CHIMICE CONSERVATE NEUTRALIZATE SAU A ALTOR SUBSTANŢE STRĂINE DIN LAPTE Prin compoziţia sa, laptele este un aliment uşor alterabil. Pentru a putea fi menţinut cât mai mult timp în stare proaspătă, laptele este supus unor tratamente, unele chiar indicate (răcirea, pasteurizarea, fierberea), iar altele nepermise (adăugarea unor substanţe conservante şi neutralizante). Evidenţierea adaosului de substanţe conservante din lapte Pentru inhibarea sau distrugerea florei microbiene acidolactice. deci. pentru prevenirea acidifierii timpurii a laptelui se pot adăuga diferite substanţe conservante, cum ar fi: apa oxigenată, aldehida formică, acidul salicilic etc. Aceste substanţe au acţiune nocivă asupra consumatorilor. iar folosirea lor este interzisă prin lege şi constituie falsificare. a) Decelarea apei oxigenate Apa oxigenată (soluţie apoasă de peroxid de hidrogen), în concentraţie de 2,9–3,0% este un conservant slab, deoarece se descompune foarte repede (în câteva ore), eliberând oxigenul activ. Acţiunea conservantă durează atâta timp cât se eliberează oxigenul. Adăugarea apei oxigenate în lapte este interzisă deoarece: are o acţiune germicidă neselectivă (distruge, atât flora microbiană nedorită, cât şi pe cea utilă), cu efect mai mare asupra microorganismelor sensibile, cele patogene sau proteolitice fiind relativ rezistente; maschează neglijenţele în respectarea condiţiilor minime de igienă; în concentraţii mai mari (care ar asigura o conservabilitate de 2 zile) are efect nociv direct şi produce modificări organoleptice de gust (amar); oxigenul activ, eliberat din apa oxigenată produce oxidarea incipientă şi instantanee a grăsimii din lapte, astfel că untul preparat din grăsimea acestui lapte şi chiar brânzeturile vor avea o conservabilitate foarte redusă (Stănescu şi col., 1994).

72

Metoda cu bicromat de potasiu Principiul metodei În prezenţa apei oxigenate, bicromatul de potasiu este oxidat în acizi percromici de culoarea albastră. Reactivi  bicromat de potasiu, soluţie apoasă 1%, acidulat cu 1-2 picături de acid sulfuric concentrat. Metoda de lucru Într-o eprubetă curată, se introduc 2ml soluţie de bicromat de potasiu, peste care se adaugă, prin prelingere pe pereţii acestuia, 2ml lapte astfel încât straturile să nu se amestece. Interpretare Prezenţa apei oxigenate în lapte determină ca la zona de contact dintre reactiv şi lapte să apară un inel de culoare albastră verzuie a cărei intensitate este direct proporţională cu cantitatea de apa oxigenată din proba de lapte examinat. b) Decelarea aldehidei formice Aldehida formică se prezintă sub formă de gaz, cu miros puternic înţepător iritant. Sub formă de soluţie apoasă, în concentraţie de 30–40 %, este cunoscută sub denumirea de formol. Formolul are acţiune germicidă puternică şi introdus în lapte asigură conservarea acestuia pentru o perioadă mare de timp (Ex. un ml formol introdus în 10 l de lapte îl conservă pentru cca. 7 zile). Analizele se pot efectua ca atare, dar pentru îndepărtarea substanţelor care interferează sau deranjează reacţiile specifice este bine ca formaldehida să fie extrasă din lapte prin antrenarea cu vapori de apă, analizele efectuându-se pe distilat (Stănescu, 1995). Reactivi  acid sulfuric concentrat p.a.;  fenol p.a. soluţie apoasă;  fluoroglucină soluţie 1%;  hidroxid de sodiu, soluţie 10%;  rezorcină p.a.;  clorură ferică, soluţie apoasă 10%. Prepararea distilatului În balonul de distilare al unui aparat de antrenare cu vapori de apă, se, introduc 100 ml lapte, se diluează eu 100 ml apă distilată şi se acidulează cu 5 ml acid sulfuric 1:3. Se asamblează instalaţia şi se colectează 100 ml distilat.

73

1. Reacţia cu fenol Într-o eprubetă curată, se introduce 1 ml distilat, se adaugă 2 picături soluţie de fenol şi se omogenizează, apoi se prelinge pe pereţii eprubetei 1 ml acid sulfuric concentrat. Interpretare În prezenţa aldehidei formice la locul de contact, apare un inel colorat în roşu. 2. Reacţia cu fluoroglucină Într-o eprubetă curată, se introduce l ml distilat, se adaugă 5 picături de hidroxid de sodiu, soluţie 10% şi 5 picături din soluţia de fluoroglucină 1%, apoi se omogenizează. Interpretare În prezenţa aldehidei formice, apare imediat o culoare roşie, a cărei intensitate este direct proporţională cu cantitatea de substanţe. 3. Reacţia cu rezorcină Soluţia de rezorcină (1% în acid sulfuric concentrat) se prepară „extempore”. Într-o eprubetă curată, se introduce l ml soluţie de rezorcină, apoi l ml distilat prin prelingere pe pereţii eprubetei. Interpretare În prezenţa, aldehidei formice, la suprafaţa de contact, apare o coloraţie roz-roşiatică. 4. Reacţia cu clorură ferică Într-o eprubetă se introduce l ml distilat, se adaugă 2–3 picături de soluţie de clorură ferică, se omogenizează, iar apoi se prelinge pe pereţii eprubetei 1ml acid sulfuric concentrat. Interpretare În prezenţa aldehidei formice, la suprafaţa de contact, apare un inel de culoare roşie-violetă. c) Decelarea acidului salicilic şi a sărurilor acestuia Acidul salicilic adăugat în lapte în proporţie de 0,05% sau mai mult asigură conservarea pentru 1–2 zile. Substanţa fiind nocivă pentru organism nu este permisă folosirea ei pentru conservarea laptelui. Principiul metodei Acidul salicilic formează, în condiţii specifice de lucru, cu clorura ferică, un compus de culoare violetă. Reactivi  carbonat de sodiu, soluţie 2%;  clorură de sodiu c.p.; 74

acid sulfuric, soluţie 0,1N; eter etilic p.a.; eter de petrol p.a.; clorură ferică, soluţie apoasă 0,05%, proaspăt preparată. Metoda de lucru Într-un pahar Berzelius, de 250ml, se introduc 50ml lapte, se adaugă 50ml soluţie de carbonat de sodiu, se omogenizează şi se lasă în repaus 30 de minute. Se acoperă paharul cu o sticlă de ceas şi se ţine apoi 30 de minute pe baia de apă, la fierbere. Lichidul cald se filtrează prin filtrul cutat, în filtrat se adaugă 5g clorură de sodiu, se acidulează cu acid sulfuric şi se încălzeşte până la fierbere, după care se răceşte; lichidul răcit se filtrează din nou. Se introduce filtratul într-o pâlnie de separare de 500ml, se adaugă l00ml amestec în părţi egale de eter de petrol şi eter etilic, se agită un minut şi se lasă pâlnia în repaus pentru separarea straturilor. Se scurge stratul apos inferior, iar eterul de extracţie se mai spală de două ori cu câte 5ml apă distilată. Eterul de extracţie astfel obţinut se evaporă la sec într-o capsulă de porţelan. Peste reziduul respectiv, se adaugă l ml apă distilată şi, după dizolvare, câteva picături de clorură ferică. Interpretare În prezenţa acidului salicilic sau a sărurilor acestuia, apare o culoare violetă. Reacţia fiind specifică, se poate efectua, atât pe laptele proaspăt, cât şi pe cel vechi sau chiar pe produse lactate.    

DETERMINAREA ALCALINITĂŢII CENUŞII LAPTELUI Prin conţinutul relativ mare de elemente chimice cu funcţie alcalină (în special, sodiu şi potasiu), cenuşa obţinută prin calcinarea laptelui are reacţie alcalină, cu valori relativ constante. Adaosul de substanţe neutralizante (hidroxidul de sodiu, carbonatul sau bicarbonatul de sodiu sau neutralizanţi ce conţin potasiu) măreşte semnificativ valoarea alcalinităţii cenuşii laptelui. Aceasta poate constitui un indicator util în decelarea falsificării prin adaos de neutralizanţi. Principiul metodei Cenuşa rezultată din calcinarea unei cantităţi de lapte este tratată la cald cu o soluţie de acid clorhidric 0,1N. Se adaugă apoi soluţie neutralizantă de clorură de calciu care transformă fosfaţii bimetalici în fosfaţi trimetalici, iar excesul de acid clorhidric se titrează cu soluţie de hidroxid de sodiu 0,1N. Rezultatele se exprimă în acid clorhidric, soluţie 1N necesar pentru neutralizarea alcalinităţii cenuşii din 100 ml lapte. 75

Reactivi  acid clorhidric, soluţie 0,1N;  hidroxid de sodiu, soluţie O,IN;  clorură de calciu, soluţie apoasă 40% neutralizată faţă de fenolflaleină înainte de întrebuinţare. Metoda de lucru Într-un creuzet de porţelan, se calcinează 20ml lapte. Cenuşa rezultată se trece cantitativ cu 50ml acid clorhidric 0,1N într-un balon de 250ml la care se adaptează un refrigerent cu reflux şi se fierbe 5 minute pe sita de azbest. După răcire, se adaugă prin refrigerent 30ml din soluţia de clorură de calciu (CL o parte se spală creuzetul în care a fost cenuşa şi apoi se trece în continuare pentru spălarea refrigerentului). Fierberea cu refrigerent este necesară, deoarece altfel s-ar pierde o parte din acidul clorhidric, prin volatilizare. Se îndepărtează apoi refrigerentul, iar excesul de acid clorhidric se titrează cu o soluţie de hidroxid de sodiu 0,1N, până la virarea bruscă a culorii în roz persistent timp de 30 secunde. Interpretare Valoarea medie, normală, a alcalinităţii cenuşii laptelui este de 0,75. Se consideră adaos de substanţe neutralizările, când alcalinitatea cenuşii este mai mare de 1,0 (1 ml acid clorhidric 1N, pentru cenuşa din 100 ml lapte). DETERMINAREA AZOTAŢILOR DIN LAPTE Un lapte normal nu trebuie să conţină azotaţi, cu excepţia cazurilor când în hrana vacilor se folosesc cantităţi mari de uree. Aceştia pot ajunge în lapte prin: apa poluată cu azotaţi, folosită la spălarea utilajelor sau la falsificarea laptelui; adăugarea intenţionată de azotaţi în scopul corectării densităţii (mascându-se astfel adaosul de apă), pentru prevenirea instalării acidifierii sau pentru răcirea laptelui; contaminarea accidentală a laptelui. Identificarea azotaţilor din. lapte se face prin reacţia cu difenilamină. Principiul metodei Azotaţii formează cu difenilamina, în mediu puternic acid, un compus de culoare albastră. Reactivi  clorura mercurică (sublimat coroziv) soluţie 5%;  acid clorhidric soluţie 2%;  reactiv Tilmans (cu difenilamină): 0,0850g difenilamina se 76

introduc într-un balon cotat de 500ml, se adaugă 190ml acid sulfuric diluat 1:3, se agită puternic şi se completează la semn cu acid sulfuric concentrat, omogenizându-se continuu, până la dizolvarea completă a difenilaminei. Soluţia (nu trebuie să aibă tentă albăstruie) se păstrează în sticlă brună cu dop rodat. Metoda de lucru Într-un pahar Erlenmeyer, se introduc 25ml lapte şi 25ml din amestecul format din: un volum clorură mercurică, soluţie 5% + un volum acid clorhidric, soluţie 2%. După omogenizare, se filtrează prin filtru cutat. Într-o eprubetă, se introduc l ml filtrat, peste care se adaugă 4ml reactiv Tilmans. Interpretare În cazul laptelui care conţine azotaţi sau azotiţi, conţinutul eprubetei se colorează în albastru, intensitatea maximă a colorării fiind atinsă după o oră. În cazul determinării cantitative a azotaţilor din lapte, nu se vor folosi compuşi pe bază de clor pentru deproteinizare, deoarece difenilamina este puternic potenţată de prezenţa clorurilor. Determinarea arsenului, a metalelor grele (Cu, Pb, Zn etc.) şi a pesticidelor se face în cazuri speciale şi la cerere.

4.2. ANALIZE MICROBIOLOGICE Analiza microbiologică se efectuează în vederea determinării calităţii laptelui de consum. În majoritatea cazurilor ea se adresează laptelui pasteurizat, însă este aplicată şi laptelui crud, în special când se urmăreşte confirmarea diseminării unor microorganisme patogene prin lapte provenind de la animale bolnave. DETERMINAREA NUMĂRULUI DE GERMENI AEROBI MEZOFILI PENTRU LAPTE Determinarea numărului de germeni aerobi mezofili este o probă care se aplică la lapte crud integral. Materiale necesare: termostat reglabil la 30°C sau la 37°C, baie de apă pentru topirea mediilor de cultură, pipete sterile de diferite capacităţi, cutii Petri sterile cu diametrul de 10 cm, eprubete sterile de 16× 160mm, medii nutritive - peptonă triptică – extract de drojdie – glucoză – agar proba de analizat. Tehnica de lucru Metoda cel mai mult folosită în acest scop şi prevăzută în toate standardele este metoda Koch. Diluţiile de lapte se încorporează în unul din cele două medii de cultură amintite, în cutii Petri. Diluţiile se fac în 77

raport cu laptele de cercetat. Este recomandat un procedeu practic, folosind la efectuarea diluţiilor sticle cu dop de sticlă, conţinând 99 ml eluent. Trei asemenea sticle sunt suficiente pentru realizarea diluţiilor de la 10-2 până la 10-7. La pipetarea laptelui se va avea grijă ca vârful pipetei să nu fie introdus mai mult de 0,5 cm în lapte, iar când se aspiră, laptele să nu depăşească cu mult gradaţia până la care să ajungă. Din probele de produse lichide şi pentru fiecare diluţie obţinută, se însămânţează în paralel în câte două plăci Petri în care, după incubare la temperatura adecvată, din fiecare microorganism sau grupare de microorganisme, se va dezvolta o colonie, vizibilă cu ochiul liber. Pe capacul plăcii se notează felul analizei, proba, diluţia şi data iar rezultatele obţinute se exprimă ca număr de germeni aerobi mezofili pe mililitru sau pe gram de produs analizat. Proba reducerii albastrului de metilen (proba reductazei) Descoperită de către Barthel şi Orla Jensen în 1912, această probă constă în decolorarea laptelui la care s-a adăugat acest colorant în raport cu conţinutul în microorganisme. Mai de mult s-a crezut că modificarea este provocată de o enzimă microbiană, reductază, ceea ce a făcut ca proba să mai fie denumită de unii cerectători “proba reductazei microbiene”. Studii mai amănunţite au demonstrat absenţa reductazei din lapte. Fenomenul atribuit reductazei, este datorat în realitate, scăderii potenţialului de oxido-reducere. Înmulţindu-se, bacteriile absorb oxigenul care se află în soluţie în lapte şi provoacă o scădere a tensiunii acestui gaz, ceea ce determină decolorarea albastrului de metilen. Cu cât numărul microorganismelor este mai mare şi cu cât activitatea lor este mai intensă, cu atât va scădea mai repede cantitatea de oxigen. Tehnica de lucru Într-o eprubetă sterilă, având capacitatea de aproximativ 60 ml şi un diametru de 2 cm, se pun 20 ml din laptele de cercetat şi 0,5 ml dintr-o soluţie de albastru de metilen preparată proaspăt, după cum urmează: 5 ml soluţie alcoolică saturată de albastru de metilen medicinal se amestecă cu 195 ml apă distilată. Eprubeta se astupă cu un dop steril de cauciuc şi se introduce într-o baie de apă având temperatura de 37° (± 0,5°), la adăpost de lumină. Din timp în timp, se controlează dacă s-a realizat o decolorare completă sau chiar a numai trei pătrimi din coloana de lapte. Interpretarea rezultatului se face după timpul scurs până la decolorarea completă. Făcându-se în paralel unele determinări cantitative, s-a ajuns la formularea unor aprecieri, în care se corelează numărul probabil al microorganismelor la mililitrul de lapte cercetat, aşadar, 78

calitatea laptelui, cu intervalul de timp scurs, până la decolorarea probei de lapte analizat. Tabel 8. Intervalul de timp Peste 330 minute 120–330 minute 15–120 minute Sub 15 minute

Calitatea laptelui Bună Mediocră Rea Foarte rea

Clasa Numărul de germeni/ml lapte I II III IV

Sub 500000 500000 – 4 mil. 4 mil. – 20 mil. Peste 20 mil.

Proba resazurinei În ultimul deceniu a început să fie folosită, în afara probei de reducere a albastrului de metilen, proba resazurinei. Aceasta dă indicaţii asupra activităţii microorganismelor prezente în lapte, rezultatul fiind obţinut mult mai rapid. Ea este influenţată de gradul iniţial de contaminare bacteriană, de înmulţirea bacteriilor şi tendinţa la reducere, precum şi de unele caracteristici anormale ale laptelui. Aerul nu influenţează reducerea. Cele două probe – cu albastru de metilen şi cea cu resazurină – nu trebuie privite ca două probe contradictorii. Proba resazurinei este mai sensibilă când în lapte există un număr mai mare de celule. Această probă furnizează informaţii ajută la decelarea mastitelor. Din această cauză este utilizată în industrie, pentru a se aprecia posibilităţile de prelucrare a unui lapte. Tehnica de lucru Într-o eprubetă specială se introduc 10 ml lapte, după ce a fost bine agitat, în condiţii aseptice, apoi se adaugă 1 ml soluţie 0,005 de resazurină. Eprubeta se astupă cu un dop steril, de cauciuc, se răstoarnă de două ori şi se introduce într-o baie de apă având temperatura de 37°, timp de o oră. După acest timp se scoate din apă, se răstoarnă o dată sau de două ori şi se pune în comparatorul special al lui Lovibond. Ca martor foloseşte o eprubetă de aceleaşi dimensiuni, în care se pun 10 ml lapte, fără să se mai adauge resazurină. Această eprubetă se plasează în dreptul discurilor colorate ale comparatorului. Se compară apoi eprubeta cu proba şi se notează numărul discului cu a cărui culoare se potriveşte. Există şapte discuri cu nuanţe de culori diferite, începând de la alb (care este notat cu 0), trecând apoi treptat la roz de diferite intensităţi (notate cu 1– 3) şi apoi mov şi albastru (notate cu 4–6).

79

Tabel 9. Numărul discului 6 5 4 3 2 1 0

Culoarea Albastru Mov deschis Mov Roz-mov Roz Roz intens Alb

Calitatea Excelent Foarte bun Bun Mediocru Submediocru Rău Foarte rău

Se consideră că, atunci când rezultatele sunt notate cu cifre mai mici decât 3, trebuie făcut şi un examen microscopic al sedimentului laptelui, după fixare şi colorare. DETERMINAREA NUMĂRULUI PROBABIL DE BACTERII DIN GRUPUL COLIFORM ŞI DE ESCHERICHIA COLI DIN LAPTE Determinarea numărului probabil de bacterii din grupul coliform şi de Escherichia coli se aplică la lapte crud integral. Determinarea numărului de bacterii coliforme se face prin: – metoda de însămânţare în mediu lichid, pentru produse cu valori mai mari de trei bacterii coliforme în 10 grame de produs, dar nu mai mult de 15 bacterii coliforme în 1cm3 produs; – metoda de însămânţare pe suprafaţa sau prin înglobare în mediu solid, pentru valori peste 150 bacterii la 1g sau 1cm3 produs. Metoda de însămânţare în mediu lichid Masa probei luată în lucru (din proba destinată pregătirii diluţiei iniţiale) trebuie să fie de minimum 10± 0,1g. Din proba ca atare şi din diluţiile decimale ale acesteia, se însămânţează câte 1 ml în serii de câte trei eprubete, care conţin mediu lichid selectiv bulion-bilă-lactoză-verde briliant (BBLV) sau mediu bulion-lactoză-lauryl-sulfat de sodiu în care s-au introdus tuburi Durham. Se incubează la 30± 1°C, timp de cel mult 48± 3h. Din eprubetele care au prezentat semne de creştere a bacteriilor coliforme, adică cele la care s-au acumulat gaze în tuburile Durham, se fac treceri pe medii selective GEAM-Levine sau MacConkey, care se incubează la 30± 1°C,timp de 24h sau 48h şi se stabileşte numărul de bacterii coliforme pe baza dezvoltării de colonii tipice. Rezultatele se calculează folosind tabelele pentru determinarea numărului de bacterii coliforme şi se raportează la 1g sau la 1cm3 probă. 80

Materiale necesare: autoclav, etuvă termoreglabilă pentru temperatura de 180°C, termostat, balanţă tehnică, baie de apă termoreglabilă, eprubete de 16× 160mm şi de 20× 200 mm, sterile, tuburi Durham, sterile, cutii Petri cu diametrul de 10 mm, sterile, anse bacteriologice, omogenizator de laborator sau mojar, steril, pipete gradate, sterile. Medii nutritive – soluţie salină peptonată pentru diluare – mediu bulion-lactoză-lauryl-sulfat de sodiu – mediu geloză-eozină-albastru de metilen (GEAM-Levin) – mediu bulion-bilă-lactoză-verde briliant (BBLV ) – mediu cu agar-lactoză-cristal violet-roşu neutru - săruri biliare (Mac-Conkey - mediu selectiv) Însămânţarea mediilor nutritive Din proba nediluată şi din diluţiile succesive ale acesteia se fac însămânţări în mediu bulion-lactoză-lauryl-sulfat de sodiu sau bulionbilă-lactoză-verde briliant (BBLV), în serii de câte trei eprubete, cu mediu în care s-au introdus în prealabil tuburi Durham. În cazul probelor lichide se însămânţează (inoculează) câte 1cm3 (echivalentul la 1g probă) din proba nediluată şi din diluţiile succesive ale acesteia. În cazul probelor solide se însămânţează (inoculează) câte 10 cm3 din diluţia 1:10 (0,1) (echivalentul a 1g probă) şi câte 1 cm3 din diluţiile succesive ale acesteia. Scara diluţiilor care se însămânţează se stabileşte în funcţie de condiţia microbiologică din standardul de produs pentru caracteristica respectivă astfel încât în cel puţin una din eprubetele cu diluţia cea mai mare să nu se dezvolte bacterii coliforme. Când proba însămânţată (inoculul) este în volum de 1 cm3, însămânţare se face în mediu simplu concentrat, iar când este în volum de 10 cm3, însămânţarea se face în mediu dublu concentrat. Incubarea Eprubetele cu mediul de cultură însămânţat se incubează în termostat la temperatura de 30± 1°C timp de 24± 3 ore sau 48± 3 ore. Examinarea eprubetelor cu mediile însămânţate În cazul în care nu se evidenţiază semne de creştere a bacteriilor coliforme se prelungeşte incubarea cu încă 24± 3 ore, la temperatură de 30± 1°C, după care se examinează. Confirmarea bacteriilor coliforme Din fiecare eprubetă care prezintă semne de creştere de bacterii coliforme, se fac treceri cu ansa bacteriologică pe mediul solid selectiv geloză-eozină-albastru de metilen (GEAM-Levin) sau pe mediul agar81

lactoză-cristal violet-roşu neutru şi săruri biliare (Mac Conkey), turnat în cutii Petri, astfel încât să se obţină colonii izolate. Cutiile Petri cu mediile astfel însămânţate se incubează la temperatură de 30± 1°C timp de 24± 3 ore cu capacul în jos. Se consideră confirmate (pozitive) pentru bacterii coliforme, eprubetele din care s-au dezvoltat colonii caracteristice, după trecerea pe unul din mediile solide selective. Stabilirea numărului de bacterii coliforme Din seriile de eprubete pozitive confirmate, se iau în considerare trei serii cu diluţii succesive şi anume, seria cu proba nediluată sau cu diluţia cea mai mică (conţinând cantitatea cea mai mare de probă), la care toate eprubetele (trei) sunt pozitive şi următoarele două serii cu eprubete pozitive. În cazul în care există mai mult de trei serii succesive de diluţii care conţin eprubete pozitive, se iau în considerare ultimele trei serii pozitive chiar dacă în una dintre acestea nu toate eprubetele sunt pozitive. Pe baza numărului de eprubete pozitive, din cele trei serii luate în considerare ca pozitive se obţine o combinaţie de trei cifre, din care prima cifră reprezintă numărul de eprubete pozitive cu proba nediluată sau cu diluţia cea mai mică, iar celelalte două cifre reprezintă numărul de eprubete pozitive cu diluţia mijlocie şi cu diluţia cea mai mare. Însămânţarea mediilor nutritive Însămânţarea pe suprafaţa mediului Din proba nediluată şi/sau din diluţiile obţinute se însămânţează câte 0,1cm3, în paralel, în câte două cutii Petri, (pe suprafaţa uscată a mediului agar-lactoză-săruri biliare-cristal violet-roşu-neutru (Mac Conkey). După depunerea inoculului pe mediu, acesta este dispersat pe toată suprafaţa mediului, cu bagheta de sticlă în formă de L , sterilă. Însămânţarea prin înglobare în mediu Din proba nediluată şi/sau din fiecare diluţie obţinută se ia cu pipeta câte 1cm3 şi se introduce în paralel, în câte două cutii Petri, peste care se introduc câte 15± 2cm3 din mediul agar-lactoză-săruri biliare-cristal violet-roşu (Mac Conkey) topit şi răcit la 45± 1oC. Conţinutul cutiilor Petri se omogenizează încet, prin mişcări circulare ale cutiei, lăsându-se apoi în repaus, la temperatura mediului ambiant, până la solidificare. Scara diluţiilor care se însămânţează se stabileşte în funcţie de condiţia microbiologică din standardele de produs, pentru caracteristica respectivă, astfel încât să se obţină plăci Petri în care s-au dezvoltat între 50 şi 500 colonii caracteristice. 82

Incubarea Cutiile Petri cu mediile însămânţate se incubează la termostat la temperatura de 30± 1°C, timp de cel mult 48 h, cu capacul în jos. Examinarea cutiilor Petri cu mediile însămânţate După 24± 3 h se examinează cutiile Petri cu mediile însămânţate şi se notează pentru fiecare diluţie numărul de colonii cu aspect caracteristic de bacterii coliforme. În cazul în care nu se evidenţiază colonii cu aspect caracteristic de bacterii coliforme după 24± 3 h, se prelungeşte incubarea cu încă 24± 3 h, după care se notează pentru fiecare diluţie numărul de colonii cu aspect caracteristic de bacterii colifome. Confirmarea bacteriilor coliforme Minimum 5 colonii cu aspect caracteristic din cutiile Petri se însămânţează în câte o eprubetă cu tuburi Durham în care s-a introdus în prealabil mediu bulion-bilă-lactoză-verde briliant (BBLV). Eprubetele cu mediul însămânţat se incubează la temperatura de 30± 1°C,timp de 24± 3 h, după care se examinează dezvoltarea bacteriilor. În cazul în care nu se constată dezvoltarea bacteriilor coliforme se prelungeşte incubarea încă 24± 3 h. Din fiecare eprubetă care a prezentat semne de dezvoltare a bacteriilor coliforme (modificarea culorii mediului şi formarea de gaz) se efectuează frotiuri care se colorează Gram şi se continuă cu testele biochimice de confirmare a bacteriilor coliforme. Sunt confirmate ca bacterii coliforme, bacteriile care: – formează colonii caracteristice pe mediul agar-lactoză-săruri biliare-cristal violet şi roşu neutru, – în mediul bulion-bilă-lactoză-verde briliant (BBLV) fermentează lactoza, cu formarea de acid şi/sau gaz – la examenul microscopic se prezintă sub formă de bacili, gram negativi, nesporulaţi. Interpretarea rezultatelor Se numără coloniile dezvoltate pe mediul solid. Se calculează media aritmetică a numărului de colonii rezultat din cele două cutii Petri pentru fiecare diluţie şi se înmulţeşte această valoare cu factorul de diluţie. Se face apoi media aritmetică a rezultatelor obţinute pentru fiecare diluţie şi se exprimă /1g (1cm3) probă. Dacă în cele două cutii Petri însămânţate cu diluţia 1:10 din proba pentru analiză sunt mai puţin de 15 colonii, rezultatul se exprimă ca mai puţin de 15× 10 bacterii coliforme la 1g (1cm3) probă. 83

ESCHERICHIA COLI Escherichia este un gen care cuprinde numeroase tipuri biochimice şi serologice care sunt cunoscute şi sub numele de colibacili, prezentând următoarele carcateristici: sunt bacili sau cocobacili aerobi sau facultativ anaerobi, nesporulaţi, mobili sau imobili, gram negativi, nu lichefiază gelatina şi produc gaze la fermentarea zaharurilor. Escherichia coli – bacil scurt, cu capete rotunjite, gram negativ, nesporulat, necapsulat, de obicei, mobil, cu cili peritrichi - face parte din flora normală a intestinului la om şi animale (80% din flora aerobă a colonului), deţinând un rol important în sinteza unor vitamine din grupul B şi K. Răspândirea în mediu a acestui microorganism este largă, ajungând odată cu materiile fecale umane sau animale în apă, sol, aer şi chiar produse alimentare, în special lactate. Diferite tipuri de colibacili sunt patogene pentru om, determinând diferite infecţii a căror localizare şi gravitate este diferită. Colibacilul este considerat a fi agentul etiologic în unele: infecţii intestinale (gastro-enterite, colite, enterocolite), infecţii urinare (cistite, pielite, pielonefrite), infecţii biliare (colecistite, angiocolite), afecţiuni genitale (metrite, salpingite), sindromul toxico septic enteric al noilor născuţi sau sugarilor, infecţii bronhopulmonare la nou născuţi, sugari sau bătrâni, toxinfecţii alimentare. Sunt cunoscute sub denumirea de toxinfecţii alimentare, maladiile produse prin ingerarea unor alimente, care evoluează cu fenomene de intoxicaţie generală şi gastroenterite acute. Identificarea colibacilului se face pe baza caracterelor culturale, biochimice, a preparatelor proaspete sau a preparatelor fixe. Escherichia coli, fermentează lactoza la 44oC, cu producere de gaz, formează indol şi nu formează acetil-metil-carbinol; prezintă reacţia roşului de metil pozitivă şi nu utilizează citratul ca unică sursă de carbon. Tehnica de lucru Masa (volumul) probei luată în lucru destinată pregătirii diluţiei iniţiale trebuie să fie de minimum 10± 0,1 g (10cm3). Principiul metodei Din proba ca atare şi/sau din diluţiile decimale succesive ale acesteia se însămânţează în serii de câte 3 eprubete cu mediul lichid bulion lactozat cu verde briliant şi bilă – BBLV sau bulion lactozat lauryl sulfat de sodiu în care s-au introdus tuburi de fermentare Durham şi se incubează la temperatura de 37± 1oC , timp de cel mult 48± 3h. Aprecierea creşterii bacteriilor Escherichia coli se efectuează prin constatarea producerii de gaz în tuburile de fermentare. Stabilirea numărului probabil de bacterii Escherichia coli 84

Numărul probabil de bacterii Escherichia coli, la un gram sau la 1 cm probă, se stabileşte în funcţie de numărul eprubetelor pozitive existent în fiecare serie de eprubete. Pe baza numărului de eprubete pozitive din cele trei serii luate în considerare ca pozitive se obţine o combinaţie de trei cifre, din care prima cifră reprezintă numărul de eprubete pozitive din proba nediluată sau cu diluţia cea mai mică, iar celelalte două cifre reprezintă numărul de eprubete pozitive cu diluţia mijlocie şi respectiv cea mai mare. Se citeşte în tabelul nr. 1, valoarea corespunzătoare combinaţiei de trei cifre obţinută, care înmulţită cu factorul de diluţie al primei serii luate în considerare reprezintă numărul probabil de bacterii Escherichia coli /1 gram sau / cm3 probă. Din eprubetele care au prezentat semne de creştere a bacteriilor Escherichia coli se fac treceri, cu ansa, pe medii solide selective. Verificarea utilizării citraţilor ca unică sursă de carbon Din fiecare colonie de Escherichia coli obţinută se însămânţează, pe suprafaţa înclinată a mediului, cu agar-citrat de sodiu (Simons). În cazul reacţiei pozitive, mediul îşi schimbă culoarea de la verde la albastru, iar în cazul reacţiei negative, mediul îşi menţine culoarea verde (nu utilizează citratul ca unică sursă de carbon). În urma testelor biochimice de identificare şi izolare a bacilului E. coli, se constată următorul comportament pentru germenii aparţinând acestui gen: – fermentează glucoza şi lactoză, cu producere de gaze – nu produce H2S – poate fi mobil sau imobil – indol pozitiv, în apă peptonată – ureazo-negativ – produce lizindecarboxilază – nu produce fenilalanildezaminază – citrat negativ – reacţia cu roşu metil este pozitivă – reacţia Voges Proskauer este negativă – nu lichefiază gelatina şi serul coagulat Identificarea germenului E. coli – pe preparate proaspete, între lamă şi lamelă se face pe baza observării unor bacili mobili sau imobili – pe frotiu colorat Gram, se face prin observarea unor bacili Gram negativi. 3

85

DETERMINAREA PREZENŢEI ŞI NUMĂRULUI DE STAFILOCOCI COAGULAZO-POZITIVI Stafilococii sunt bacterii Gram-pozitive, de formă cocoidă, dispuşi în ciorchine şi care se dezvoltă uşor pe medii uzuale şi hiperclorurate. Stafilococii coagulazo-pozitivi, formează colonii tipice pe medii de cultură selective şi produc coagulază. Pentru controlul alimentelor, se acordă o importanţă deosebită stafilococilor coagulazo-pozitivi, producerea de coagulază fiind luată ca un criteriu principal pentru aprecierea enterotoxicităţii, deşi între producerea de coagulază şi enterotoxină nu este o suprapunere totală. Capacitatea de determinare a prezenţei enterotoxinei în produse sau în culturi, este destul de limitată din punct de vedere tehnic şi de aceea se apreciază ca fiind enterotoxici, stafilococii care produc coagulază. Determinarea prezenţei stafilococilor în alimente se realizează pe seama proprietăţilor lor de a se dezvolta în prezenţa unor concentraţii mari de clorură de sodiu (7,5–15%), a unor substanţe inhibitoare pentru o parte din flora de asociaţie (telurit, piruvat, glicocol) şi de a forma colonii caracteristice pe unele medii selective. Medii de cultură selective de izolare şi identificare: agar hipersalin cu manită şi indicator, agar hipersalin, agar cu gălbenuş de ou-teluritglicină-piruvat (ETGPA), geloză-lactoză-manitol-clorură de sodiu cu adaos de gălbenuş de ou şi telurit de potasiu (GGT), bulion din creier şi cord (BHI), sau bulion nutritiv. Pe diferitele medii de cultură selective, coloniile caracteristice pentru stafilococ coagulazo pozitiv au diferite aspecte şi anume: – pe mediul Chapman – colonii rotunde, gălbui-aurii, convexe, cu diametrul de 1–2 mm, cu virarea mediului în galben, prin fermentarea manitei; – pe mediul ETGPA – colonii de culoare neagră, lucitoare, rotunde, convexe, cu diametru de 1–1,5 mm şi marginea albă, înconjurată de o zonă clară, de 2–5 mm; – pe mediul GGT, coloniile sunt rotunde, convexe, negre lucitoare sau mate, cu diametrul de 1–2 mm, înconjurate de o zonă opacă alb-gălbuie, cu un precipitat granular, al cărui diametru depăşeşte 1 mm. Dacă se doreşte determinarea numărului cel mai probabil de stafilococi coagulazo pozitivi, se inoculează din produsul omogenizat şi din fiecare diluţie câte 1 ml în 3 eprubete cu mediu de îmbogăţire, iar stabilirea numărului se face folosind tabelele Mc Crady, în funcţie de numărul de eprubete şi diluţii confirmate a conţine stafilococi coagulazopozitivi. Eprubetele cu mediul de îmbogăţire însămânţat, se incubează la 37°C, timp de 24 de ore. Din fiecare eprubetă în care apar semne de 86

dezvoltare bacteriană, iar pe frotiul executat din aceste culturi se constată prezenţa stafilococilor, se fac treceri pe suprafaţa unui mediu selectiv turnat în plăci Petri, prin striere cu ajutorul unei anse bacteriologice. Plăcile care conţin mediile selective însămânţate, se incubează la 37°C, timp de 24–48 de ore. Se citesc apoi plăcile şi din cele în care s-au dezvoltat colonii caracteristice pentru stafilococ, două sau mai multe colonii se însămânţează în câte o eprubetă de reacţie, care conţine 0,5 ml de bulion de creier şi cord sau bulion nutritiv. Acestea vor fi incubate la 37°C, timp de 18–24 de ore. Culturile vor servi la studierea prezenţei coagulazei. Obţinerea reacţiei pozitive pentru coagulază, la cel puţin o colonie din cele pasate pe agarul selectiv însămânţat cu cultura dintr-o eprubetă cu mediu de îmbogăţire, se consideră confirmare pentru stafilococ coagulazo-pozitiv pentru eprubeta şi diluţia respectivă. În fiecare eprubetă de reacţie cu 0,5 ml mediu însămânţat şi într-o eprubetă cu acelaşi mediu, dar însămânţat cu o tulpină de colecţie de stafilococ coagulazo-pozitiv, se repartizează câte 0,5 ml plasmă citratată, de om sau de iepure, integrală sau diluată 1/5. Într-o eprubetă de 5 ml plasmă se inoculează 0,5 ml bulion BHI sau bulion nutritiv neînsămânţat, steril (martor). Eprubetele se introduc într-o baie de apă reglată la 37°C şi se examinează din oră în oră, timp de 6 ore. În lipsa băii de apă, incubarea se poate face şi într-un termostat, reglat la 37°C. În acest caz se face citirea şi după 18–24 ore. Formarea de coagul în eprubetele însămânţate cu coloniile în verificare şi cea cu tulpina de referinţă şi lipsa de coagul în eprubeta martor, se consideră reacţie pozitivă. DETERMINAREA PREZENŢEI ŞI NUMĂRULUI DE GERMENI APARŢINÂND GENULUI BACILLUS CEREUS Germenii aparţinând genului Bacillus cereus, sunt bacterii de formă bacilară, cu dimensiuni de 0,8–1,2 µ, diametrul transversal şi 2–6 µ, diametrul longitudinal, dispuse izolat sau în lanţuri scurte, sporulate, mobile, necapsulate Gram pozitive, mezofile, aerobe sau facultativ anaerobe, având o activitate enzimatică bogată. Prezenţa în alimente a acestui germen, are semnificaţie sanitară, fiind incriminat în declanşarea unor toxiinfecţii alimentare. Evidenţierea în alimente a germenului Bacillus cereus, se bazează pe proprietăţile lui biochimice şi anume: nu este sensibil la polimixină, nu fermentează manita, formează o hemolizină solubilă, determinând liza hematiilor în mediul cu sânge şi sintetizează o lecitinază puternică ce 87

acţionează asupra gălbenuşului de ou, producând o fosfolipază toxică. Medii de cultură: apă peptonată, agar nutritiv cu sânge 5%, gelozămanită-gălbenuş de ou-polimixină (MYP), agar-gălbenuş de oupolimixină-TTC, mediu pentru lichefierea gelatinei, medii pentru fermentarea glucozei, zaharozei, salicinei, glicerolului, mediul pentru hidroliza amidonului, bulion dextroză-roşu fenol, bulion-nitrat. Tehnica de lucru În cazul genului Bacillus cereus interesează două aspecte: examenul calitativ şi examenul cantitativ. Proba de analizat, din alimentul suspectat a fi contaminat cu Bacillus cereus se prepară astfel: se prelevă, în mod aseptic, 50 grame din proba de aliment ce urmează a fi analizată şi se depune într-un mojar steril, peste care se toarnă 450 ml soluţie fiziologică, după care se omogenizează prin centrifugare, timp de 2 minute la o viteză de 20000 rotaţii/minut. Examenul cantitativ Din produsul omogenizat şi din fiecare diluţie (10-1–10-5) se inoculează câte 1 ml în câte două plăci Petri, peste care se toarnă 14–16 ml mediu selectiv (MYP). Pentru determinarea numai a formelor sporulate, se va inactiva diluţia 10-1 într-o baie de apă, timp de 45 de minute, la 65°C, sau timp de 15 minute, la 80°C şi din această diluţie se va porni în continuare la efectuarea soluţiilor zecimale, iar apoi se procedează identic, pentru însămânţare în mediul nutritiv. Se omogenizează bine inoculul în mediu, prin mişcări în plan orizontal în diferite direcţii, după care se lasă mediul să se solidifice, se acoperă cu capacul şi se aşează în termostat timp de 24–48 de ore, la 30–35°C, cu capacul în jos. În acelaşi scop se poate apela şi la însămânţarea în pânză, prin depunerea a 0,1 ml diluţie pe suprafaţa bine uscată a câte două plăci Petri, pentru fiecare diluţie, pe mediu MYP, iar apoi pentru confirmare, pe mediu agar-sânge 5%. Se numără coloniile tipice de Bacillus cereus, din cele două plăci inoculate cu aceeaşi diluţie. Se face media coloniilor în fiecare din cele două plăci şi apoi se înmulţeşte cu factorul de diluţie. Se definitivează numărul de colonii de Bacillus cereus/gram sau mililitru de produs, după verificarea coloniilor dezvoltate sub aspect microscopic, în urma coloraţiei Gram şi evidenţierea caracterelor biochimice (prezenţa lecitinazei – pe mediul MYP şi a hemolizei – pe mediul agar-sânge). Dacă nu sunt confirmate toate coloniile analizate, ca aparţinând acestui gen, la numărul obţinut, se aplică procentul de confirmare. Astfel, se va obţine numărul corect de germeni de Bacillus 88

cereus/gram sau mililitru de produs analizat. Examenul calitativ Teste prezumtive 1. Din alimentul care este supus analizei microbiologice, după omogenizare, se însămânţează prin striere, cu ajutorul ansei bacteriologice, sau prin înglobare (1ml) în mediu MYP, turnat în plăci Petri. Se aşează apoi plăcile însămânţate în termostat, cu capacul în jos, la temperatură de 30–35°C, timp de 24–48 de ore. Coloniile tipice de Bacillus cereus, prezintă următoarele caracteristici pe mediul MYP: – sunt mari, cu contur neregulat; – de culoare roz închis, pe fond violaceu, înconjurate de o zonă de precipitare de culoare roşie-tulbure; – manito-negative. SALMONELLA Salmonelele sunt enterobacterii patogene pentru om şi animale, care fermentează glucoza cu producere de gaz, produc de obicei, hidrogen sulfurat, folosind citratul ca unică sursă de carbon, nu fermentează lactoza, nu produc indol şi nici urează şi prezintă structură antigenică specifică pusă în evidenţă prin reacţii serologice. Detectarea prezenţei salmonelelor comportă 4 faze succesive: preîmbogăţirea, îmbogăţirea, izolarea şi confirmarea. Preîmbogăţirea constă în inocularea probelor într-un mediu lichid neselectiv şi incubarea la 37°C. Îmbogăţirea, constă în inocularea a două medii lichide selective, cu cultură din mediul de preîmbogăţire sau din produsul omogenizat şi apoi incubarea în paralel la temperatura de 37°C şi de 42°C. Izolarea constă în inocularea celor două medii de îmbogăţire pe medii de identificare solide, selective, care după incubare la 37°C sunt controlate pentru confirmarea coloniilor prezumate de Salmonella. Confirmarea constă în repicarea coloniilor prezumtive de Salmonella şi determinarea caracterelor biochimice şi serologice. Sunt considerate ca fiind confirmate ca germeni aparţinând genului Salmonella, coloniile care prezintă următoarele caracteristici: – fermentează glucoza; – nu fermentează lactoza şi zaharoza; – produc, de obicei, hidrogen sulfurat; – sunt lipsite de urează; – produc lizindecarboxilază; 89

– – – –

nu produc indol; nu produc fenilalanindezaminază; de obicei sunt mobile; utilizează citratul ca sursă unică de carbon, determinând virarea culorii mediului citrat Simmons, din verde în albastru.

DETERMINAREA PREZENŢEI BACTERIILOR PATOGENE Mycobacterium tuberculosis a) Examenul bacterioscopic Metoda centrifugării. Punerea în evidenţă a lui Mycobacterium tuberculosis se poate face şi prin examenul direct al laptelui muls proaspăt în mod steril. Pentru aceasta se spală mai întâi mameloanele vacii cu apă călduţă şi săpun, apoi se şterg cu un tampon de vată cu alcool 50 %. Mulgerea se face direct în sticle sau borcane sterile. Se recoltează numai ultima poţiune de lapte obţinut prin mulgere totală. 10 ml din acest lapte se centrifughează timp de 20 de minute la 3000 de rotaţii/minut. Din sedimentul obţinut se întind frotiuri pe lame, care se fixează prin căldură, apoi se degresează cu eter sau xilol. Se colorează prin metoda Ziehl-Neelsen, decolorarea făcându-se cu alcool clorhidric (acid clorhidric 25%–3 ml, alcool 96°, 100 ml). Prezenţa bacteriilor şi alcoolorezistenţei indică numai o suspiciune că în proba cercetată ar exista Mycobacterium tuberculosis, deoarece în lapte mai pot fi găsite şi alte bacterii din genul Mycrobacterium, care nu sunt patogene pentru om (Mycobacterium lacticola, Mycobacterium phlei). Datorită acestui fapt se recomandă efectuarea de însămânţări şi inoculări la animale pentru precizarea diagnosticului. Metoda cu alcool Într-un cilindru având 8 cm înălţime şi aproximativ 3 cm diametru, se pun 20 ml dintr-un amestec: Acid acetic – 0,01 ml Alcool 37°–100.00 ml (pentru a se prepara 100 ml alcool 37° se adaugă, la 38 ml alcool 96°, 62 ml apă distilată). Peste acest amestec se toarnă în cilindru dintr-o dată 20 ml lapte. Se lasă în repaus timp de 5-10 minute. Cu ajutorul unei anse cu fir de platină, având diametrul de 4 mm, se recoltează din stratul de la suprafaţă şi se întind frotiuri. Acestea se usucă, se fixează prin căldură şi apoi se colorează cu metoda Ziehl-Neelsen. 90

Metoda Fernier şi Thomas Proba de lapte se amestecă în părţi egale, cu o soluţie formată din: alcool etilic 80% – 1000 ml şi amoniac având 22%, 100 ml; amestecul se lasă să stea la temperatura camerei timp de 1–2 ore. Se centrifughează timp de o oră la 5000 de rotaţii/minut. Întregul sediment se întinde în strat subţire, pe mai multe lame, se fixează prin căldură şi se colorează prin metoda Ziehl-Neelsen. Prin amestecarea laptelui cu soluţia de alcool şi amoniac, greutatea specifică a acestuia scade la 0,950. Astfel se uşurează depunerea germenului Mycobacterium tuberculosis, în timpul centrifugării, iar cantitatea de sediment se reduce, deoarece cazeina trece în soluţie sub formă de cazeinat de amoniu. Datorită acestui fapt este posibil ca întregul sediment să fie întins pe două-trei lame, în strat subţire. În urma centrifugării, un lapte astfel tratat se depune în trei straturi suprapuse, bine delimitate între ele. La fund, o cantitate mică de sediment gelatinos, apoi un lichid opalescent, iar la suprafaţă, un strat subţire compact de smântână. Smântâna şi lichidul opalescent se decantează. Frotiurile obţinute din sediment, după fixare şi colorare, trebuie examinate cu atenţie timp de aproximativ 10 minute fiecare. În vederea izolării lui Mycobacterium tuberculosis din lapte, trebuie să se respecte câteva condiţii de bază: tratarea prealabilă pentru distrugerea restului microflorei şi concentrarea bacteriilor, alegerea unor medii nutritive elective, precum şi o corectă manipulare şi păstrare a culturilor. Pregătirea materialului care urmează a fi inoculat se poate face prin diferite metode: I. Însămânţarea se poate face din sedimentul obţinut în felul următor: în două eprubete sterile, cu capac, se toarnă câte 15 ml lapte, centrifugându-se timp de o oră cu o viteză de 3500 de rotaţii/minut şi se decantează; la sedimentul şi smântâna rămase, se adaugă 2 ml acid sulfuric în concentraţie de 8,2 vol. %, după care se agită bine de mai multe ori. Se repetă centrifugarea la fel ca mai sus (1 oră cu 3500 de rotaţii/minut); se decantează din nou lichidul, amestecându-se sedimentul cu smântâna adunată în stratul superior. Acest amestec se însămânţează pe mediile elective, incubându-se timp de şase săptămâni la 37°C. II. O altă metodă preconizează centrifugarea a 100 de ml lapte timp de 20 de minute, cu o viteză de 3000 rotaţii/minut. Se decantează lichidul supernatant şi sedimentul se amestecă împreună cu smântâna de la suprafaţă. Urmează tratarea cu acid sulfuric 8 %. Se agită timp de 30 de minute. Se inoculează câteva anse din acest amestec pe suprafaţa mediilor elective. După centrifugarea probei de lapte, se adaugă peste sediment o cantitate de aproximativ 50–100 de ori mai mare de acid sulfuric 6 sau 8 91

%, sau de acid clorhidric 12–15%, agitând apoi timp de 30 de minute, dacă s-a adăugat acid sulfuric şi 30–45 de minute, dacă s-a folosit acid clorhidric. Urmează o nouă centrifugare timp de 15 minute. Se decantează acidul şi se face însămânţarea. Când acesta are loc în medii lichide nu se mai face tamponarea sedimentului. III. Se mai recomandă următorul procedeu: 3× 50 ml lapte se amestecă în părţi egale cu apă distilată sterilă şi se centrifughează timp de 30 de minute la o turaţie mare. Eprubetele se pun la frigider. După ce se întăreşte stratul de smântână, se ridică cu o spatulă şi se trece într-o cutie Petri în aşa fel ca stratul inferior, mai puţin compact, să rămână la suprafaţă, iar stratul mai compact, galben să rămână dedesubt. Stratul alb se ridică cu o spatulă sterilă şi după ce se îndepărtează laptele centrifugat, se amestecă cu sedimentul. Din smântână şi din sedimentul obţinut din 50 ml lapte se face o suspensie în 15 ml hidrat de sodiu 4%; din alţi 50 ml lapte, sedimentul se trece în suspensie în 15 ml acid sulfuric 6%; în fine, sedimentul din ceilalţi 50 ml lapte se trece în suspensie în 5 ml apă distilată sterilă (aceasta din urmă va folosi la inocularea a doi cobai). Suspensiile smântână – sediment în hidrat de sodiu sau în acid sulfuric se agită de repetate ori, timp de 20 de minute, apoi se neutralizează cu soluţie de acid clorhidric 10 % sau cu soluţie de hidrat de sodiu 10 %, controlându-se reacţia cu hârtie de turnesol. Se diluează în 15 ml apă distilată sterilă şi se centrifughează din nou timp de 30 de minute cu turaţie mare. Sedimentul astfel obţinut prin fiecare metodă se însămânţează pe medii de elecţie. Controlul culturilor se face săptămânal. Diagnosticul culturilor trebuie confirmat de fiecare dată, prin inoculări la cobai. Examenul microscopic al sedimentului După centrifugare, laptele se decantează şi din amestecul de smântână şi de sediment se fac frotiuri care se lasă să se usuce şi se fixează prin căldură. Se degresează cu alcool sau xilol timp de 1–2 minute şi se colorează cu albastru de metilen Löffler sau cu albastru de toluidină (soluţie 2 ‰). Într-un lapte normal, la examenul microscopic al sedimentului se văd: foarte rare leucocite şi epitelii plate, foarte rare microorganisme.

92

4.3. REZULTATE ŞI DISCUŢII 4.3.1. EXAMENUL CARACTERELOR ORGANOLEPTICE Tabel 10. Caracterele organoleptice ale probelor de lapte Proba 1. 2. 3. 4. 5 6. 7. 8. 9. 10.

Aspect C C C C C C C C C C

Caracterul organoleptic Consistenţă Culoare C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C

Gust şi miros C C C C C C C C C C

Legendă: C: corespunzător, conform STAS 2444–84 Aspect: lichid omogen, lipsit de impurităţi vizibile şi sediment. Consistenţă: fluidă. Culoare: albă cu nuanţă gălbuie uniformă. Gust şi miros: plăcut, dulceag caracteristic laptelui, fără gust şi miros străin. Toate probele de lapte au corespuns din punct de vedere organoleptic.

93

4.3.2. EXAMENUL FIZICO-CHIMIC Tabel 11. Determinarea densităţii PROBA 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

DENSITATEA 1,029 1,029 1,030 1,029 1,030 1,031 0,030 10,29 1,039 1,030

STAS 6347/1973: minmum 1,029 Tabel 12. Determinarea cantităţii de grăsime PROBA 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

GRĂSIME (%) 3,5 3,7 3,8 4,0 3,8 3,9 4,0 3,6 3,7 3,9

Stas 6352/1–1998: media este 3,5

94

Tabel 13. Substanţa uscată (S.U.T) PROBA 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

S.U. (5) 12 12,5 10 0,6 11 0,5 11,5 0,6 12,5 11,8

STAS 6344/1998: 0,7–13% Probele de lapte 1,2,3,5,7,9,10 s-au încadrat în stas, iar probele 4,6 şi 8 au avut valori mai scăzute. Tabel 14. Determinarea substanţelor proteice totale PROBA 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

TITRUL PROTEIC (%) 3,4 3,4 3,3 3,0 3,3 2,9 3,4 2,8 3,4 3,4

Stas 6355/1989: media 3,4% (minim 3,2%) Probele 1,2,3,5,7,9 şi 10 au avut conţinutul de substanţe proteice corespunzător stasului,în timp ce probele 4,6 şi 8 au prezentat valori mai scăzute.

95

Tabel 15. Determinarea substanţelor minerale totale (cenuşa) PROBA 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

SUBSTANŢE MINERALE (%) 0,8 0,9 0,8 0,8 0,6 0,7 0,9 0,9 0,9 0,8

STAS 6357/1975: 0,6–0,9% Tabel 16. Determinarea gradului de impurificare PROBA 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

GRADUL DE IMPURIFICARE 1 1 1 2 1 2 1 3 1 1

STAS 6346/1989: grad maxim 1 (nr. redus de impurităţi sub formă de puncte). La probele de lapte 1,2,3,5,7,9,10 am constatat un grad de impurificare 1, iar probele 4, 6 şi 8 au avut un grad de impurificare peste limita admisă.

96

Tabel 17. Aciditatea (°T) laptelui PROBA 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

ACIDITATEA (°T) 16 17 17 18 19 16 15 17 16 19

Tabel 18. Determinarea azotaţilor PROBA 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

GRĂSIME (%) – – – – – – – – – –

97

4.3.3. EXAMENUL MICROBILOGIC În această lucrare am încercat să determinăm microflora laptelui crud recoltat din mai multe sate din judeţul Timiş: Becicherec, Giroc şi Pişchia. Am recoltat 10 probe de lapte provenite de la producători particulari şi am realizat pentru fiecare din aceste probe, analizele microbiologice care se impun pentru laptele crud. În acest scop ne-am orientat după parametrii care sunt normaţi în reglementările Ordinului 975/1998 ale Ministrului Sănătăţii. Astfel, ţinând cont de aceste norme, am verificat următorii parametri microbiologici pentru laptele crud: – număr total de germeni aerobi mezofili, prin metoda rapidă → reducere cu albastru de metilen şi proba cu resazurină, precum şi prin metoda Koch, mai exactă, dar de durată – numărul total de bacterii coliforme, utilizând ca mediu de cultură bulion lauryl sulfat de sodiu, apoi pentru confirmarea speciilor de bacterii coliforme am aplicat testele biochimice de identificare – TSI, MIU, FAD, citrat Simmons – stafilococ coagulazo-pozitiv, Staphylococcus aureus utilizând ca mediu de cultură bulion hipersalin pentru testul prezumtiv şi apoi pentru confirmare, agar hipersalin Chapman şi testul coagulazei – Bacillus cereus, utilizând ca mediu de cultură, mediul MYP (agar – manitol – gălbenuş de ou, polimixină). Rezultate şi discuţii DETERMINAREA NUMĂRULUI DE GERMENI AEROBI MEZOFILI În urma testelor microbiologice efectuate la cele 10 probe de lapte recoltate de noi, în scopul determinării numărului de germeni aerobi mezofili, aplicând testele reducerii cu resazurină şi cu albastru de metilen am obţinut următoarele rezultate pe care le prezentăm în figurile care urmează. Trebuie precizat că primele 4 probe, numerotate de la 1–4 sunt recoltate de la producători particulari din Becicherec, următoarele 3, numerotate cu cifre de la 5–7, sunt recoltate de la producători particulari din Giroc, iar ultimele trei probe, numerotate de la 8–10, sunt recoltate de la producători particulari din Pişchia.

98

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Figura 6. Aspectul celor 10 eprubete cu lapte, la 25 de minute după tratare cu resazurină.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Figura 7. Aspectul celor 10 eprubete cu lapte, la 45 de minute după tratare cu resazurină

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Figura 8. Aspectul celor 10 eprubete cu lapte, la 60 de minute după tratare cu resazurină

1.

2.

3.

4.

5. 6. Figura 9.

99

7.

8.

9.

10.

Analizând aspectul celor 10 eprubete în decurs de o oră, se pot trage anumite concluzii despre calitatea microbiologică a laptelui şi anume: Laptele din eprubetele 9 şi 10, care după o oră de păstrare la termostat la 37°C, prezintă o culoare albastru oţel (10), respectiv albastru palid (9) au o calitate microbiologică bună, încadrându-se în clasa de calitate microbiologică 1. Laptele din eprubetele 1, 2, 3, 5 şi 7 care după o oră de păstrare la termostat la 37°C, prezintă o culoare violet albăstrui (1, 3, 5), respectiv violet-roşu (2, 7), prezintă o calitate microbiologică satisfăcătoare, încadrându-se în clasa de calitate microbiologică 2. Laptele din eprubetele 4, 6 şi 8, care după o oră de păstrare la termostat la 37°C, prezintă o culoare roz (8) şi respectiv roz spre alb (4, 6) indică o calitate microbiologică nesatisfăcătoare, încadrându-se în clasa de calitate microbiologică 3. Explicaţia acestui fenomen constă în aceea că resazurina este o oxazonă, care introdusă în laptele crud integral, proaspăt recoltat, dă o coloraţie albăstruie. Sub acţiunea microorganismelor din lapte, aceasta este redusă la rezorufină, de culoare roşie-roz şi apoi la dihidrorezorufină, incoloră. Concomitent cu proba cu resazurină am aplicat pentru cele 10 probe de lapte şi testul reducerii cu albastru de metilen pentru a compara rezultatele obţinute prin intermediul unor metode diferite. Prezentăm în figurile următoare rezultatele obţinute.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Figura 10. Aspectul celor 10 eprubete cu lapte, imediat după tratare cu albastru de metilen

100

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Figura 11.. Aspectul celor 10 eprubete cu lapte, la două ore după tratare cu albastru de metilen

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Figura 12. Aspectul celor 10 eprubete cu lapte, la 5 ore după tratare cu albastru de metilen

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Figura 13. Aspectul celor 10 eprubete cu lapte, la 6 ore şi 30 de minute după tratare cu albastru de metilen. În figura 11 este prezentat aspectul pe care-l prezintă laptele din cele 10 eprubete, la două ore după tratarea cu albastru de metilen. În urma interpretării rezultatelor se ajunge la concluzia că a suferit o decolorare vizibilă, laptele din eprubetele 4, 6, şi 8. În consecinţă se poate afirma că laptele din eprubetele 4, 6 şi 8, care la două ore de păstrare în baia de apă, la 37°C, se decolorează după ce a fost tratat cu albastru de metilen, prezintă o calitate microbiologică nesatisfăcătoare, încadrându-se în clasa de calitate microbiologică 3. 101

În figura 12 se observă că la 5 ore de păstrare a eprubetelor în care laptele fusese tratat cu albastru de metilen, în baia de apă, la 37°, acesta a suferit o decolorare în eprubetele 1, 2, 3, 5 şi 7. În urma interpretării rezultatelor, se constată că laptele din eprubetele 1, 2, 3, 5 şi 7 prezintă o calitate microbiologică satisfăcătoare, încadrându-se în clasa de calitate microbiologică 2. Observând rezultatele din figura 13, care relevă aspectul pe care-l prezintă laptele din cele 10 eprubete, după 6 ore şi jumătate de păstrare în baia de apă, la 37°C, putem concluziona că laptele din eprubetele 9 şi 10 au o calitate microbiologică bună, încadrându-se în clasa de calitate microbiologică 1, deoarece nu au suferit decât o uşoară decolorare în acest interval de timp. În continuare vom prezenta rezultatele valorice pe care le-am obţinut privind numărul total de microorganisme aerobe mezofile din cele 10 probe de lapte, utilizând metoda Koch. Astfel în urma realizării diluţiilor succesive şi a însămânţării acestora în plăci Petri, utilizând ca mediu de cultură geloza simplă, apoi după incubare la termostat timp de 24 de ore, la 37°C, am obţinut rezultatele pe care le vom înscrie în tabelul 19. Tabel 19. Valorile medii ale NTG înregistrate după 24 de ore în cele 10 probe de lapte recoltate de noi Nr. crt. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Proba de lapte Eprubeta nr. 1 Eprubeta nr. 2 Eprubeta nr. 3 Eprubeta nr. 4 Eprubeta nr. 5 Eprubeta nr. 6 Eprubeta nr. 7 Eprubeta nr. 8 Eprubeta nr. 9 Eprubeta nr.10

Valoarea NTG 740.000 1.400.000 920.000 6.800.000 760.000 7.900.000 2.300.000 4.700.000 490.000 470.000

Prezentăm în graficul nr. 1, valorile comparative ale NTG, în cele 10 probe de lapte.

102

9000000 8000000

Valoarea NTG

7000000 6000000 5000000 4000000 3000000 2000000 1000000 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Numărul probei

Graficul nr. 1.Valorile NTG pentru cele 10 probe de lapte crud, proaspăt recoltat din cele trei sate ale judeţului Timiş Analizând rezultatele obţinute prin cele trei metode care vizează, practic acelaşi parametru microbiologic şi anume NTG, putem afirma că aceste sunt în deplină concordanţă unele cu altele şi deci putem concluziona că ele sunt practic complementare şi nu se exclud unele pe altele, fiind stabilită între ele o veritabilă interdependenţă pe care o vom prezenta în tabelul 20. Tabel 20. Interdependenţa dintre cele trei metode de determinare a numărului aproximativ de germeni mezofili aerobi la lapte Intervalul de timp de decolorare, după tratare cu albastru metilen Peste 5 ore şi 30 minute 5 ore şi 30 minute –2 ore Sub 2 ore –20 minute Sub 20 minute

Culoarea după o oră de termostatare după tratare cu resazurină

Calitatea laptelui

Albăstrui-oţel, bună albăstrui palid Violet satisfăcătoare albăstrui, violet-roşu Roz, roz spre nesatisfăcătoare alb Alb total nesatisfăcătoare 103

Clasa de calitate microbiologică

Numărul de germeni/ml lapte

1

Sub 500000

2

0,5mil–0,4mil

3

4mil.–20mil.

4

Peste 20 mil.

Comparând rezultatele obţinute de noi, cu valorile NTG, admise de Ordinul 975/1998 al Ministrului Sănătăţii, pentru lapte crud, putem preciza că din cele 10 probe de lapte analizate de noi, doar 5, deci jumătate respectă condiţiile impuse de acest ordin, putând fi date în consum. Conform ordinului precizat, laptele crud poate conţine un milion de microorganisme pentru a putea fi considerat corespunzător din punct de vedere microbiologic. Probele care nu respectă aceste reglementări sunt îndepărtate din consum. Din probele analizate de noi, sunt amise probele cu numerele 1, 3, 5, 9 şi 10, restul fiind considerate cu un grad ridicat de risc. DETERMINAREA NUMĂRULUI PROBABIL DE BACTERII DIN GRUPUL COLIFORM Determinarea numărului aproximativ de germeni coliformi din cele 10 probe de lapte analizate de noi s-a realizat utilizând ca mediu de cultură, bulion lactozat lauryl sulfat de sodiu. În figura 14 prezentăm aspectul pe care-l prezintă eprubetele cu mediul de cultură bulion lactoză lauryl sulfat de sodiu, după ce au fost însămânţate cu diluţii succesive ale probelor de studiat, câte 3 eprubete pentru fiecare diluţie, iar în urma fermentării lactozei, declanşate de prezenţa bacteriilor coliforme, se observă prezenţa gazelor în tubuşoarele Durham.

Figura 14. Mostră de eprubete cu mediu de cultură lichid, însămânţate în scopul determinării numărului probabil de bacterii coliforme din cele 10 probe de lapte În urma citirii rezultatelor probelor însămânţate în eprubete, putem preciza numărul aproximativ de germeni coliformi din probele de lapte. Tehnica de lucru a fost cea prezentată, iar rezulatelele obţinute de noi sunt prezentate în tabelul 21.

104

Tabel 21. Valorile numărului aproximativ de germeni coliformi din cele 10 probe de lapte analizate. Nr. crt. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Proba de lapte Eprubeta nr. 1 Eprubeta nr.2 Eprubeta nr.3 Eprubeta nr.4 Eprubeta nr.5 Eprubeta nr.6 Eprubeta nr.7 Eprubeta nr.8 Eprubeta nr.9 Eprubeta nr.10

Număr coliformi 910 1600 930 3600 720 4400 1900 2900 610 530

Prezentăm în continuare în graficul nr. 2, în mod comparativ, încărcătura cu germeni coliformi a celor 10 probe de lapte analizate. 5000 4500

Număr germeni coliformi

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Num ărul de probe

Graficul nr. 2 . Numărul aproximativ de germeni coliformi identificaţi în cele 10 probe de lapte 105

În următoarea etapă ne-am propus să identificăm cu ajutorul testelor biochimice speciile de germeni coliformi existente în probele de lapte, precum şi numărul aproximativ de germeni aparţinând genului Escherichia coli, acesta reprezentând un indicator sanitar pentru probele de lapte. Conform Ordinului 975/1998 al Ministrului Sănătăţii, numărul de germeni coliformi din laptele crud, nu trebuie să aibă valori mai mari decât 1000/ml, iar numărul de germeni de Escherichia coli, nu trebuie să depăşească 100/ml. Determinarea numărului de germeni aparţinând genului Escherichia coli se realizează aplicând aceeaşi metodă şi mediu de cultură, ca şi în cazul germenilor coliformi, iar confirmarea se face prein intermediul testelor biochimice. În urma analizelor efectuate, am detectat următoarele valori ale acestui parametru pentru cele 10 probe de lapte, valori pe care le înscriem în tabelul 22. Tabelul 22. Numărul aproximativ de germeni aparţinând genului Escherichia coli din laptele crud. Nr. crt. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Proba de lapte Eprubeta nr. 1 Eprubeta nr.2 Eprubeta nr.3 Eprubeta nr.4 Eprubeta nr.5 Eprubeta nr.6 Eprubeta nr.7 Eprubeta nr.8 Eprubeta nr.9 Eprubeta nr.10

Număr E. coli 90 190 90 340 80 390 200 270 70 60

Prezentăm în graficul nr. 3, încărcătura celor 10 probe de lapte cu germeni aparţinând genului E.coli.

106

450 Numărul de germeni E. coli

400 350 300 250 200 150 100 50 0 1

2

3

4

5 6 Numărul de probe

7

8

9

10

Graficul nr. 3. Valoarea indicatorului microbiologic E. coli, în cela 10 probe de lapte analizate În figura nr. 15 vom prezenta aspectul coloniilor de E. coli pe mediul de cultură Levine, turnat în plăci Petri. Pe acest mediu de cultură, aceşti germeni prezintă un comportament caracteristic – coloniile au culoare albastru-violet iar mediul de cultură dobândeşte în jurul acestor colonii luciu metalic, modificare reversibilă.

Figura 15. Aspectul coloniilor de E. coli pe mediul Levine Dintre testele biochimice pe care le aplicăm pentru confirmarea speciilor precizăm: TSI, producerea de urează, testul SIM (mobilitate, producere de hidrogen sulfurat şi producere de indol, evidenţiat cu ajutorul reactivului Kovacs), şi testul cu citrat Simmons. Utilizând mediul TSI pentru probele de lapte am identificat următoarele specii, prezentate în figura 16.

107

1. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

2. 3. 4. 5. 6. Figura 16. Testul TSI pentru probele de lapte. Control Enterobacter aerogenes Shigella flexneri Salmonella typhi Escherichia coli Proteus mirabilis Citrobacter

1. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

2. 3. 4. 5. 6. Figura 17. Testul ureazei pentru speciile existente Control Enterobacter aerogenes Shigella flexneri Salmonella typhi Escherichia coli Proteus mirabilis Citrobacter

108

7.

7.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Figura 18. Testul citrat Simmons pentru speciile existente în probele analizate

1.

2. 3. 4. 5. 6. 7. Figura 19. Testul SIM – motilitate şi hidrogen sulfurat pentru speciile existente în probele analizate

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Figura 20. Testul SIM – indol pentru speciile existente în probele analizate În concluzie, după efectuarea testelor biochimice de confirmare, putem afirma că paleta de bacterii coliforme întâlnite în cele 10 probe de lapte analizate este foarte bine reprezentată prin speciile: Enterobacter aerogenes, Shigella flexneri, Salmonella typhi, Escherichia coli, Proteus mirabilis şi Citrobacter. Cu toate că aceste specii sunt bine reprezentate, nu au fost întâlnite în toate probele de lapte. De aceea pentru o analiză completă, vom preciza în continure modul de distribuţie al acestor microorganisme în cele 10 probe de lapte. Astfel, în tabelul 23, vom înscrie microorganismele aferente coliforme distribuite în cele 10 probe de lapte.

109

Tabel 23. Distibuţia microorganismelor coliforme în cele 10 eprubete corespunzătoare probelor de lapte analizate. Nr. Proba de lapte Număr coliformi crt. 1. Eprubeta nr. 1 Escherichia coli, Proteus mirabilis, Enterobacter aerogenes 2. Eprubeta nr.2 Escherichia coli, Proteus mirabilis, Enterobacter aerogenes, Citrobacter 3. Eprubeta nr.3 Escherichia coli, Proteus mirabilis, Enterobacter aerogenes, Citrobacter 4. Eprubeta nr.4 Escherichia coli, Proteus mirabilis, Enterobacter aerogenes, Citrobacter, Shigella flexneri 5. Eprubeta nr.5 Escherichia coli, Proteus mirabilis, Citrobacter 6. Eprubeta nr.6 Escherichia coli, Proteus mirabilis, Enterobacter aerogenes, Citrobacter, Shigella flexneri, Salmonella typhi 7. Eprubeta nr.7 Escherichia coli, Proteus mirabilis, Shigella flexneri, Citrobacter 8. Eprubeta nr.8 Escherichia coli, Proteus mirabilis, Shigella flexneri, Citrobacter 9. Eprubeta nr.9 Escherichia coli, Proteus mirabilis, Enterobacter aerogenes 10. Eprubeta nr.10 Escherichia coli, Proteus mirabilis Din datele tabelului se observă că: în laptele din eprubeta 10, speciile de germeni coliformi sunt cel mai slab reprezentate, doar E. coli şi P. mirabilis, urmează apoi laptele din eprubetele 9, 5, şi 1 cu câte 3 reprezentanţi ai speciilor coliforme şi anume Escherichia coli, Proteus mirabilis şi Enterobacter aerogenes, respectiv Citrobacter, apoi laptele din eprubetele 2, 3, 7 şi 8, cu câte 4 specii de microorganisme coliforme – Escherichia coli, Proteus mirabilis, Enterobacter aerogenes şi Citrobacter sau Shigella flexneri, în laptele din eprubeta 6 au fost semnalate 5 tipuri de microorganisme coliforme contaminante – Escherichia coli, Proteus mirabilis, Enterobacter aerogenes, Citrobacter, Shigella flexneri, iar în laptele din eprubeta cu nr. 4 au fost identificate toate cele 6 tipuri de microorganisme coliforme, unele cu grad ridicat de patogenitate – Escherichia coli, Proteus mirabilis, Enterobacter aerogenes, Citrobacter, Shigella flexneri, Salmonella typhi. Este lesne de înţeles că un asemenea lapte nu poate fi dat în consum, datorită riscului potenţial pentru starea de sănătate a consumatorilor. 110

Se poate deduce cu uşurinţă din aceste date de ce se pledează pentru tratamentele termice aplicate laptelui înainte de a fi dat în consum. Deşi tratat termic – fierbere – consumul unui lapte foarte contaminat iniţial cu microorganisme nu este preferat, deoarece, deşi germenii coliformi ca atare, sunt distruşi, fiind germeni asporulaţi, ei au capacitatea de a sintetiza anumite toxine caracterizate printr-o termorezistenţă ridicată – enterotoxine, care pot declanşa toxinfecţii alimentare. DETERMINAREA PREZENŢEI BACTERIILOR PATOGENE Mycobacterium tuberculosis Prima determinare am realizat-o pentru izolarea şi identificarea eventuală a germenului Mycobacterium tuberculosis, după următorul procedeu: are loc centrifugarea a 100 de ml lapte timp de 20 de minute, cu o viteză de 3000 rotaţii/minut. Se decantează lichidul supernatant şi sedimentul se amestecă împreună cu smântâna de la suprafaţă. Urmează tratarea cu acid sulfuric 8 %. Se agită timp de 30 de minute. Se inoculează câteva anse din acest amestec pe suprafaţa mediilor elective. În locul acidului sulfuric, unii autori recomandă folosirea acidului clorhidric soluţie 15 %. După centrifugarea probei de lapte, se adaugă peste sediment o cantitate de aproximativ 50–100 de ori mai mare de acid sulfuric 6 sau 8 %, sau de acid clorhidric 12–15 %, agitând apoi timp de 30 de minute, dacă s-a adăugat acid sulfuric şi 30–45 de minute, dacă s-a folosit acid clorhidric. Urmează o nouă centrifugare timp de 15 minute. Se decantează acidul şi se face însămânţarea. Când acesta are loc în medii lichide nu se mai face tamponarea sedimentului. Pentru fiecare dintre probe am realizat atât examenul prin însămânţare pe mediul de cultură selectiv Löwenstein-Jensen, cât şi examenul bacterioscopic, dar în niciuna dintre probe nu s-a detectat prezenţa acestui germen. Staphylococcus aureus Determinarea prezenţei germenilor aparţinând genului Staphylococcus aureus, precum şi identificarea şi izolarea lor s-a realizat utilizând ca medii de cultură, mediul Chapman lichid, ca test prezumtiv şi solid, selectiv pentru stafilococi coagulazo pozitivi, apoi, mediul geloză sânge, iar pentru testul de coagulare am utilizat plasmă citratată de iepure. Rezultatele pe care le-am obţinut sunt următoarele: am izolat şi identificat germeni aparţinând genului Staphylococcus aureus în laptele analizat din eprubetele cu numerele 4, 6 şi 8. Rezultatele obţinute erau previzibile după aspectul pe care-l prezenta laptele atât din punct de 111

vedere organoleptic cât şi din rezultatele care indicau numărul total de germeni aerobi mezofili. Prezentăm în figura 21 aspectul pe care-l prezintă testele prezumtive pentru germenul Staphylococcus aures, în cazul celor 10 probe de lapte.

M. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Figura 21. Mediul Chpaman lichid însămânţat cu diluţii ale probelor de lapte, în scopul detectării prezenţei stafilococilor coagulazo pozitivi M – martor 1–10 eprubete cu diluţii de 10-1 a probelor de lapte Prezentăm în figura 22 aspectul pe care-l prezintă mediul Chapman solid după însămânţare cu germeni prezumtiv stafilococi coagulazo pozitivi, recoltaţi din cele 3 eprubete cu mediu Chapman lichid, adică din eprubetele considerate pozitive pentru testarea stafilococilor.

Figura 22. Imaginea aspectului pe care-l prezintă mediul Chapman solid sub acţiunea stafilococilor coagulazo pozitivi În urma interpretării rezultatelor se observă că în cele 3 sectoare din stânga, sus şi dreapta mediul de cultură virează spre galben ca urmare a fermentării manitei, sectorul de jos fiind considerat martor. Testul coagulazei a fost realizat utilizând plasmă citratată de iepure, iar rezultatele le prezentăm în figura 23. 112

M. 1. 2. 3. Figura 23. Aspectul pe care-l prezintă testul coagulazei în scopul confirmării patogenităţii tulpinilor prezente. M –martor 1–3 cele trei probe confirmate a conţine stafilococ coagulazo-pozitiv. Conform Ordinului Ministrului Sănătăţii nr. 975/1998, în lapte nu trebuie să fie prezenţi stafilococi coagulazo pozitivi. Deci cele trei probe de lapte trebuie îndepărtate din consum. Bacillus cereus Pentru identificarea acestuio germen în probele noastre de lapte am utilizat ca mediu de cultură mediul MYP (agar – manitol – gălbenuş de ou, polimixină) şi geloză-sânge. Prezentăm în figura 24 aspectul pe care-l prezintă acest germen pe cele două medii de cultură.

Figura 24. Bacillus cereus pe mediul MYP şi pe geloză-sânge Germeni aparţinând genului Bacillus cereus au fost identificaţi în laptele din eprubetele 2, 4, 6, 7 şi 8. Conform Conform Ordinului Ministrului Sănătăţii nr. 975/1998, în lapte nu trebuie să existe mai mult de 10 germeni aparţinând genului Bacillus cereus. În cazul în care numărul de germeni este mare, are loc apariţia unui defect al laptelui şi anume coagularea dulce a acestuia. Bacillus cereus 113

este un germen sporulat care este dificil de îndepărtat din produsele alimentare. Nu este de obicei patogen, dar la valori de ordinul 106 pot produce toxinfecţii alimentare. Unele tulpini elaborează toxine toxice pentru om.

4.4. CONCLUZII 1. Datorită compoziţiei sale, laptele este un produs alimentar care intră în dieta zilnică a copiilor, bătrânilor şi oamenilor care suferă de diferite afecţiuni. Acesta este un motiv pentru care laptele care ajunge pe piaţă trebuie să fie salubru din punct de vedere micribiologic şi să respecte cu stricteţe normativele în vigoare elaborate de Ministerul Sănătăţii. 2. În urma analizelor efectuate am constatat că din 10 probe de lapte testate, trei aveau o calitate microbiologică total nesatisfăcătoare (probele 4, 6 şi 8), cinci, o calitate microbiologică satisfăcătoare (probele (1, 2, 3, 5 şi 7) iar două doar aveau o calitate microbiologică bună (9 şi 10). 3. Numărul total de germeni aerobi mezofili (NTG) la cele trei probe nesatisfăcătoare era cuprins între 4.700.000germeni/ml şi 7.900.000 germeni/ml; la probele de lapte cu calitate microbiologică satisfăcătoare, NTG variază între 740.000 germeni/ml şi 2.300.000 germeni/ml, iar la cele două probe de lapte cu calitate microbiologică bună (probele 9 şi 10), NTG avea valori de 490.000 şi respectiv 470.000 germeni/ml. 4. Pentru determinarea NTG am aplicat trei tehnici diferite de lucru care ne-au condus la rezultate similare. Am aplicat tehnica reducerii cu albastru de metilen şi tehnica cu resazurină, metode rapide de evaluare, dar şi metoda Koch, de durată, dar mai exactă. Rezultatele obţinute de noi au confirmat existenţa corelaţiei dintre cele trei metode şi în plus, faptul că tehnica de lucru şi metoda practicată de noi a fost corectă. 5. Laptele din cele trei eprubete (4, 6 şi 8), care avea o calitate microbiologică total nesatisfăcătoare, deci care nu putea fi dat în consum, s-a dovedit a fi contaminat intens şi cu microorganisme patogene şi anume Salmonella, Shigella, Staphylococcus aureus şi Bacillus cereus. 6. Modificările pe care le suferă laptele crud sub acţiunea acestor microorganisme sunt de mai multe feluri: organoleptic, fizico-chimic şi microbiologic. 7. S-a constatat că la cele trei probe de lapte la care calităţile microbiologice indicau un lapte depreciat şi parametrii fizico-chimici indicau acelaşi lucru. 114

8. Sub acţiunea microorganismelor pe care le-am evidenţiat, laptele suferă procese de degradare a lactozei, a proteinelor şi a lipidelor conţinute. Astfel se constată modificări de miros, de gust, de culoare şi de consistenţă. 9. Laptele fiind un mediu propice pentru dezvoltarea microorganismelor, trebuie ca imediat după mulgere să fie răcit şi supus proceselor de sterilizare. 10. În circuitul de recoltare, depozitare şi prelucrare a laptelui trebuie să fie respectare toate normele de igienă care se impun pentru acest gen de produse. 11. Persoanele care distribuie lapte în pieţe sau la particulari ar trebuie berificaţi din punct de vedere a stării de sănătate la perioade bine determinate de timp, pentru că unele microorganisme regăsite în lapte sunt de origine umană şi nu animală, de exemplu Proteus mirabilis.

115

CAPITOLUL V. PARTE TEHNOLOGICĂ 5.1. BILANŢ DE MATERIALE LAPTELE DE CONSUM PASTEURIZAT Laptele integral 3,5% Faza I

Recepţie calitativă şi cantitativă p1 = 1%

Faza II

Curăţire–Răcire–Depozitare p2 = 3%

Faza III

Normalizare–Smântânire p3 = 1%

Smântână 20% Faza IV

Lapte normalizat 2% Omogenizare P4 = 0,1%

Faza V

Pasteurizare P5 = 0,2%

Faza VI

Depozitare P6 = 0,1%

Faza VII

Răcire P7 = 0,1%

Faza VIII

Depozitare în tancuri P8 = 0,1%

Faza IX

Ambalare P9 = 0,2%

Faza X

Depozitare P10 = 0,1%

Faza XI

Livrare P11 = 0,1% 116

Faza I. Recepţia calitativă şi cantitativă a laptelui integral 3,5% mlapte integral = mlapte recepţionat + p1 1 ml. integral = ml. recepţionat + × ml. integral 100 1 100 = ml. recepţionat + × 100 100 ml. recepţionat = 100–1 ⇒ ml. recepţionat = 99 l ⇒ p1 = 1 l Faza II. Curăţire–Răcire–Depozitare ml. recepţionat = ml. curăţat + p2 3 ml. recepţionat = ml. curăţat + × ml. recepţionat 100 3 99 = ml. curăţat + × 99 ⇒ 100 ml. curăţat = 99–3 ⇒ ml. curăţat = 96 l ⇒ p2 = 3 l Faza III. Normalizare ml. curăţat = ml. normalizat + msmântână + p3 ml. curăţat × 3,5 = ml. normaliz × 2 + msmântână × 20 + p3 × 3,5 ⇒ ml. normaliz. = ml. curăţat – msmântână – p3 ml. curăţat× 3,5 = (ml. curăţat – msmântână – p3)× 2 + msmântână× 20+p3× 3,5⇒ ⇒ ml. curăţat (3,5–2) = msmântână (20–2) +p3 (3,5–2) ⇒ ⇒ 1,5 ml. curăţat – 1,5 × p3 = 18 × msmântână ⇒ 1,5 m l. curatat − p3 ⇒ msmânână = ⇒ 18 msmântână = 8kg ml. normalizat = ml curăţat – msmântână – p3 ml. normalizat = 96 – 8 – 1⇒ ml. normalizat = 87 l ⇒ p3 = 1 l

(

)

Faza IV. Omogenizare ml. normaliz. = ml. omogeniz + p4 0,1 ml. normaliz. = ml. omogeniz + × ml. normaliz 100 117

0,1 × 87 ⇒ 100 ml. omogeniz = 86,9 l ⇒ p4 = 1 l ml. omogeniz = 87–

Faza V. Pasteurizare ml. omogenizat = ml. pasteurizat + p5 0,2 ml. omogenizat = ml. pasteurizat + × ml. omogenizat 100 0,2 ml. pasteurizat = 86,9 – × 86,9 ⇒ 100 ml. pasteurizat = 86,7 l ⇒ p5 = 0,2 l Faza VI. Dezodorizare ml. pasteurizat = ml. dezodorizat + p6 0,1 ml. pasteurizat = ml. dezodorizat + × ml. răcit 100 0,1 ml. depozitat = 86,5 – × 86,5 ⇒ 100 ml. depozitat = 86,4 l ⇒ p8 = 0,1 l Faza IX. Ambalare ml. depozitat = ml. ambalat + p9 0,2 ml. depozitat = ml. ambalat + × ml. depozitat 100 0,2 ml. ambalat = 86,4– × 86,4 ⇒ 100 ml. ambalat = 86,2 l ⇒ p9 = 0,2 l Faza X. Depozitare ml. ambalat = ml. depozitat + p10 0,1 ml. ambalat = ml. depozitat + × ml. ambalat 100 0,1 ml. depozitat = 86,2 + × 86,2 ⇒ 100 ml. depozitat = 86,1 l ⇒ p10 = 0,1 l 118

Faza XI. Livrare ml. depozitat = ml. livrat + p11 0,1 ml. depozitat = ml. livrat + × ml. depozitat 100 0,1 ml. livrat = 86,1– × 86,1 ⇒ 100 ml. livrat = 86 l ⇒ p11 = 0,1 l

5.1.1. BILANŢ DE MATERIALE TABELAR Faza I. Nr.crt. Materiale intrate 1. Lapte integral 3,5% 2. Total

[kg] 100 100

Materiale ieşite Lapte recepţionat Pierderi Total

[kg] 99 1 100

Materiale ieşite Lapte curăţat Pierderi Total

[kg] 96 3 99

Materiale ieşite Lapte normalizat 2% Smântână Pierderi Total

[kg] 87 8 1 96

Materiale ieşite Lapte omogenizat Pierderi Total

[kg] 86,9 0,1 87

Faza II. Nr.crt. Materiale intrate 1. Lapte recepţionat 2. Total

[kg] 99 99

Faza III. Nr.crt. Materiale intrate 1. Lapte curăţat 2. 3. Total

[kg] 96 96

Faza IV. Nr.crt. Materiale intrate 1. Lapte normalizat 2% 2. Total

[kg] 87 87

119

Faza V. Nr.crt. Materiale intrate 1. Lapte omogenizat 2. Total

[kg] 86,9 86,9

Materiale ieşite Lapte pasteurizat Pierderi Total

[kg] 86,7 0,2 86,9

Materiale ieşite Lapte dezodorizat Pierderi Total

[kg] 86,6 0,1 86,7

Materiale ieşite Lapte răcit Pierderi Total

[kg] 86,5 0,1 86,6

Materiale ieşite Lapte depozitat Pierderi Total

[kg] 86,4 0,1 86,5

Materiale ieşite Lapte ambalat Pierderi Total

[kg] 86,2 0,2 86,4

Materiale ieşite Lapte depozitat Pierderi Total

[kg] 86,1 0,1 86,2

Faza VI. Nr.crt. Materiale intrate 1. Lapte pasteurizat 2. Total

[kg] 86,7 86,7

Faza VII. Nr.crt. Materiale intrate 1. Lapte dezodorizat 2. Total

[kg] 86,6 86,6

Faza VIII. Nr.crt. Materiale intrate 1. Lapte răcit 2. Total

[kg] 86,5 86,5

Faza IX. Nr.crt. Materiale intrate 1. Lapte depozitat 2. Total

[kg] 86,4 86,4

Faza X. Nr.crt. Materiale intrate 1. Lapte ambalat 2. Total

[kg] 86,4 86,2

120

Faza XI. Nr.crt. Materiale intrate 1. Lapte depozitat 2. Total

[kg] 86,1 86,1

Materiale ieşite Lapte livrat Pierderi Total

[kg] 86 0,1 86,1

5.1.2. BILANŢ DE MATERIALE GLOBAL Nr.crt. Materiale intrate 1. Lapte integral 3,5% 2. 3. Total

[kg] 100 100

Materiale ieşite Lapte normalizat 2% Smântână 20% Pierderi Total

5.2. BILANŢ TERMIC ŞI CLIMATIZARE A) Bilanţ termic la pasteurizare Bilanţ termic pentru secţiunea de pasteurizare Qi = QiL + QiA = LL ⋅ CpL ⋅ ta, + LA ⋅ CpA ⋅ tiA Qe = QeL + QeA = LL ⋅ cpL ⋅ teL + LA ⋅ cpA ⋅ teA Qi – căldura intrată cu materialele, J/h; QiL – căldura intrată cu laptele, J/h; QiA – căldura intrată cu apa caldă, J/h; Qe – căldura ieşită cu materialele, J/h; QeL – căldura ieşită cu laptele, J/h; QeA – căldura ieşită cu apa caldă, J/h; LL – debitul masic de lapte, kg/h; LA – debitul masic de apă caldă, kg/h; cpL – căldura specifică a laptelui, J/kg⋅ K; CpA – căldura specifică a apei calde, J/kg⋅ K; tiL – temperatura iniţială a laptelui, °C; teL – temperatura finală a laptelui, °C; tiA – temperatura iniţială a apei calde, °C; teA – temperatura finală a apei calde, °C.

121

[kg] 86 8 6 100

Nr. L Produs crt. kg/h 1. Lapte 4555 2. Apă caldă 8782,8

K

Ti °C 54 95

te °C 74 85

tmed cp η λ ρ °C J/kg⋅ K kg/m3 Pa⋅ s W/m⋅ K -3 64 4041 1015,9 0,75⋅ 10 0,635 90 4190 965 315⋅ 10-3 68⋅ 10-2

LL⋅ cpL ⋅ ( teL – tiL ) = LA ⋅ cpA ⋅ ( tiA – teA ) LL ⋅ CpL ⋅ (teL – tiL ) = 4555 kg/h ⋅ 4041 J/kg⋅ K ⋅ (74–54) LL – cpL ⋅ (teL–tiL)=368–106J/h LA⋅ cpA⋅ (tiA–teA) = 368⋅ 106J/h 368 ⋅ 106 J / h LA= 4190J / kg ⋅ K ⋅ 10K LA = 8782,8 kg/h QiL = 4555 kg/h ⋅ 4041 J/kg⋅ K ⋅ 54°C QiL = 993965 kJ/h QeL = 4555 kg/h ⋅ 4041 J/kg⋅ K ⋅ 74°C QeL= 1362100 kJ/h QiA = 8782,8 kg/h ⋅ 4190 J/kg⋅ K ⋅ 95°C QiA = 3495994 kJ/h QeA = 8782,8 kg/h ⋅ 4190 J/kg⋅ K ⋅ 85°C QeA = 3127994 kJ/h

Bilanţ termic pentru secţiunea de preîncălzire II. Qi = QiLp + QiLc = LLp ⋅ cpLp ⋅ tiLp + LLc ⋅ cpLc ⋅ tiLc Qe = QeLp + QeLc = LLp ⋅ cpLp ⋅ teLp + LLc ⋅ cpLc ⋅ teLc Qi – căldura intrată cu materialele, J/h; QiLp – căldura intrată cu laptele pasteurizat. J/h; QiLc – căldura intrată cu laptele crud. J/h; Qe – căldura ieşită cu materialele, J/h; QeLp – căldura ieşită cu laptele pasteurizat, J/h; QeLc – căldura ieşită cu laptele crud, J/h; LLp – debitul masic de lapte pasteurizat, kg/h; LLc – debitul masic de lapte crud, kg/h; cpLp – căldura specifică a laptelui pasteurizat, J/kg⋅ K ; CpLc – căldura specifică a laptelui crud, J/kg⋅ K; tiLp – temperatura iniţială a laptelui pasteurizat, °C; teLp – temperatura finală a laptelui pasteurizat, °C; tiLc – temperatura iniţială a laptelui crud, °C; teLc – temperatura finală a laptelui crud, °C. 122

Nr. crt. 1.

Produs Lapte crud

tme Cp η λ ρ d J/kg-K kg/m3 Pa⋅ s W/m⋅ K °C 4555 35 54 45 3997,3 1027 0,38⋅ 10- 0,612 L ti te kg/h °C °C

3

2.

Lapte pasteurizat 4555 74 55 65

4042,2 1015,8 0,80⋅ 10- 0,620 3

35)K

55)K

LLp ⋅ CpLp ⋅ ( tiLp – teLp ) = LLc ⋅ CpLc ⋅ ( teLc – tiLc ) LLc ⋅ cpLc ⋅ (teLc – tiLc) = 4555kg/h ⋅ 3997,3 J/kg⋅ K ⋅ (54– LLc ⋅ CpLc ⋅ ( teLc – tiLc ) = 346 ⋅ 103 J/h LLp ⋅ cpLp – (tiLp – teLp) = 4555 kg/h ⋅ 4042,2 J/kg⋅ K⋅ (74–

LLp ⋅ cpLp ⋅ (tiL – teLp) = 349 ⋅ 106 J/h QiLc = 4555kg/h ⋅ 3997,3 J/kg⋅ K ⋅ 35°C QiLc = 637270 kJ/h QeLc = 4555kg/h ⋅ 3997,3 J/kg⋅ K ⋅ 54°C QeLc = 983216kJ/h QiLp = 4555 kg/h ⋅ 4042,2 J/kg⋅ K ⋅ 74°C QiLp= 1362504 kJ/h QeLp = 4555 kg/h ⋅ 4042,2 J/kg⋅ K ⋅ 55 °C QeLp= 1012672 kJ/h Bilanţ termic pentru secţiunea de preîncălzire I. Qi = QiLp + QiLc = LLp ⋅ cpLp ⋅ tiLp + LLc ⋅ cpLc ⋅ tiLc Qe = QeLp + QeLc = LLp ⋅ cpLp ⋅ teLp + LLc ⋅ cpLc ⋅ teLc Qi – căldura intrată cu materialele, J/h; Qilp – căldura intrată cu laptele pasteurizat, J/h; QiLc – căldura intrată cu laptele crud, J/h; Qe – căldura ieşită cu materialele, J/h; QeLp – căldura ieşită cu laptele pasteurizat, J/h; QeLc – căldura ieşită cu laptele crud, J/h; LLp – debitul masic de lapte pasteurizat, kg/h; LLp – debitul masic de lapte crud, kg/h; cpLp – căldura specifică a laptelui pasteurizat, J/kg⋅ K; cpLc – căldura specifică a laptelui crud, J/kg⋅ K; tiLp – temperatura iniţială a laptelui pasteurizat, °C; teLp – temperatura finală a laptelui pasteurizat, °C; tiLc – temperatura iniţială a laptelui crud, °C; teLc – temperatura finală a laptelui crud, °C.

123

Nr. crt. 1. 2.

Produs Lapte crud Lapte pasteurizat

K

20)K

L ti te kg/h °C °C

tme cp ρ d J/kg⋅ kg/m3 °C K 1028

η Pa⋅ s

λ W/m⋅ K

1,95– 10-

5140 5 36 21

3935

4555 55 20 38

3954, 1021, 1,1–10-3 7 2

3

0,498 0,590

LLp ⋅ cpLp ⋅ ( tiLp – teLp ) = LLc ⋅ cpLc ⋅ ( teLc – tiLc ) LLc ⋅ cpLc ⋅ ( teLc – tiLc ) = 5140kg/h ⋅ 3935 J/kg⋅ K ⋅ (36–5) LLc ⋅ CpLc ⋅ ( teLc – tiLc ) = 627 ⋅ 103 J/h LLp ⋅ cpLp ⋅ ( tiLp – tiLc ) = 4555 kg/h ⋅ 3954,7 J/kg⋅ K⋅ (55– LLp ⋅ cpLp ⋅ (tiL – teLP) = 630 ⋅ 106 J/h QiLc = 5140kg/h ⋅ 3935 J/kg-K ⋅ 5°C QiLc = 101130 kJ/h QeLc = 5140kg/h ⋅ 3935 J/kg⋅ K ⋅ 36°C QeLc = 728132 kJ/h QiLp = 4555 kg/h ⋅ 3954,7 J/kg⋅ K ⋅ 55°C QiLp = 990751kJ/h QeLp = 4555 kg/h ⋅ 3954,7 J/kg⋅ K ⋅ 20°C QeLp = 360273 kJ/h

Bilanţ termic pentru secţiunea de răcire. Qi = QiLp + QiA = LLp ⋅ CpLp ⋅ tiLp + LA ⋅ cpA ⋅ tiA Qe = QeLp + QeA = LLp ⋅ cpLp ⋅ teLP + LA ⋅ cpA ⋅ teA Qi – căldura intrată cu materialele, J/h; QiLp – căldura intrată cu laptele pasteurizat, J/h; QiA – căldura intrată cu apa răcită, J/h; Qe – căldura ieşită cu materialele, J/h; QeLp – căldura ieşită cu laptele pasteurizat. J/h; QeA – căldura ieşită cu apa răcită, J/h; LLp – debitul masic de lapte pasteurizat, kg/h; LA – debitul masic de apă răcită, kg/h; cpLp – căldura specifică a laptelui pasteurizat, J/kg⋅ K; cpA – căldura specifică a apei răcite, J/kg⋅ K; tiLp – temperatura iniţială a laptelui pasteurizat, °C; tiA – temperatura iniţială a apei răcite, °C; teLe – temperatura finală a laptelui pasteurizat, °C ; teA – temperatura finală a apei răcite, °C. 124

Nr. crt. 1. 2.

Produs

L ti te kg/h °C °C

Lapte 4555 20 4 pasteurizat Apă răcită 1704 1 5 6

4)K

tme cp η λ ρ d J/kg⋅ kg/m3 Pa⋅ s W/m⋅ K °C K 12 3945, 1041 2,2⋅ 10-3 0,495 6 3 4218 1000 1,64⋅ 10- 0,5582 3

LLp ⋅ cpLp ⋅ ( teLp – tiLp ) = LA ⋅ cpA ⋅ ( tiA – teA ) LLp ⋅ cpLp ⋅ (tiLp – teLp ) = 4555 kg/h ⋅ 3945,6 J/kg⋅ K ⋅ (20– LLp ⋅ cpLp ⋅ (tiL – teLp) = 287,6 ⋅ 106 J/h LA ⋅ cpA ⋅ (teA – tiA) = LA ⋅ 4218 J/kg⋅ K⋅ (5–1)K La ⋅ cpA ⋅ ( teA – tiA ) = 287,6 ⋅ 103 J/h LA = 17046 kg/h QiA = 17046 kg/h ⋅ 4218 J/kg⋅ K ⋅ l°C QiA = 71900 kJ/h QeA = 17046 kg/h ⋅ 4218 J/kg⋅ K ⋅ 5°C QeA = 359500 kJ/h QiLp = 4555 kg/h ⋅ 3945,6 J/kg⋅ K ⋅ 20°C QiLp = 359444 kJ/h QeLp = 4555 kg/h ⋅ 3945,6 J/kg⋅ K ⋅ 4°C QeLp = 71889kJ/h BILANŢ TERMIC LA PASTEURIZARE Tabel 24. CĂLDURI IEŞITE

CĂLDURI INTRATE

Cantitatea Nr. Operaţie u.m. de Crt. Materiale căldură 1. Pasteurizare 1. Pasteurizare –lapte KJ/ 993965 –lapte h –apă caldă KJ/ 3495994 –apă caldă h TOTAL KJ/ 4489959 TOTAL h 2. Preîncălzire II 2. Preîncălzire II –lapte crud KJ/ 637270 –lapte crud h –lapte KJ/ 1362504 –lapte pasteurizat h pasteurizat

Nr. Crt.

Operaţie Materiale

125

Cantitatea u.m. de căldură KJ/h

1362100

KJ/h

3127994

KJ/h

4490094

KJ/fa

983216

KJ/h

1012672

TOTAL

KJ/ h

3. Preîncălzire I –lapte crud KJ/ h –lapte KJ/ pasteurizat h TOTAL KJ/ h 4. Răcire –lapte KJ/ h –apă rece KJ/ h TOTAL KJ/ h

1999774 101130

TOTAL

KJ/h

1995888

3. Preîncălzire I –lapte crud KJ/h

728132

990751

–lapte pasteurizat TOTAL

1091881 359444

4. Răcire –lapte

KJ/h

360273

KJ/h

1088405

KJ/h

71889

71900

–apă rece

KJ/h

359500

431344

TOTAL

KJ/h

431389

CAPITOLUL VI. PARTE DE PROIECTARE

6.1. DESCRIEREA SCHIMBĂTOARELOR DE CĂLDURĂ CU PLĂCI Schimbătorul de căldură cu plăci este compus dintr-un număr de plăci metalice, montate în serie, dispuse pe un cadru metalic şi strânse cu un dispozitiv de strângere. Plăcile sunt prevăzute cu găuri pentru trecerea celor două fluide între care are loc transferul de căldură.

126

Figura 25. Schimbător de căldură cu plăci

1 – pachet de plăci; 2 – placă de capăt fixă; 3 – placă de capăt mobilă (de presare); 4 – bolţ de strângere; 127

5 – bară de fizare; 6 – bară de ghidare; 7 – suport.

Pachetul de plăci este comprimat şi strâns cu ajutorul unor bolţuri de fixare între două plăci de capăt, una fixă şi alta mobilă. Rolul plăcilor de capăt este de a absorbi forţele necesare etanşării plăcilor, precum şi forţele rezultate din presiunea fluidelor. De asemenea, plăcile de capăt au rolul de fixare a pachetului de plăci. Curgerea celor două fluide poate avea loc într-o singură zonă, sau în mai multe zone.

Curgere într-o singură zonă

Curgere în mai multe zone În cazul în care există mai multe zone, fiecare dintre acestea este delimitată de plăci de capăt, iar între zone sunt dispuse plăci intermediare.

128

129

Plăcile sunt etanşate cu garnituri, ceea ce permite etanşarea canalelor şi direcţionarea fluidelor în canale alternante, paralele, astfel încât unul dintre fluide curge prin numărul impar de canale, iar celălalt prin cele pare în contracurent.

Figura 26. Model de placă cu garnitură de etanşare Plăcile sunt ondulate din următoarele motive: – pentru realizarea turbulenţei în fluxul de fluide; – pentru susţinerea plăcilor ia diferite presiuni.

Figura 27. Plăci cu ondulaţii paralele În figura 27 este dat exemplul unei perechi de plăci cu ondulaţii paralele laterale. Turbulenţa se realizează prin modificarea continuă a direcţiei de curgere şi prin viteză. 130

Figura 28. Plăci cu ondulaţii în V Figura 28 arată o pereche de plăci cu ondulaţii în V. Astfel de plăci sunt asamblate lateral în opoziţie, creându-se astfel un canal a cărui geometrie conferă o turbionare fluidului. Plăcile sunt presate una de cealaltă până la contactul metalic între ele. Se obţine un număr mare de puncte de contact, ceea ce creşte rezistenţa în cazul materialelor subţiri, rezultând economii de material. Avantaje ale schimbătoarelor de căldură cu plăci: - Compactitate: schimbătorul de căldură cu plăci este extrem de compact. Un schimbător de mărime medie, cu o suprafaţă de transfer de căldură de 200m2, poate ocupa un spaţiu de 3m lungime, 2m înălţime şi 1,5m lăţime.

Figura 29. Schimbător de căldură cu plăci – schimbător de căldură tubular 131

În comparaţie, un schimbător de căldură tubular cu suprafaţă de transfer de 600m2 necesită un fascicul de ţevi de 5m lungime, diametru total 1,8m, ceea ce necesită un surplus de spaţiu de 5m faţă de schimbătorul cu plăci. Schimbătorul de căldură cu plăci poate fi deschis şi prelungit în caz de nevoie, fără a necesita spaţiu adiţional de operare, spre deosebire de schimbătorul tubular. – Retenţie mică : un schimbător de căldură cu plăci cu suprafaţă de transfer de căldură de 200m2 are un volum de retenţie pentru fiecare fluid de doar 0,4m3. în comparaţie cu un schimbător de căldură tubular, la acesta volumul de retenţie este de 3,5m3. – Greutate : greutatea netă a unui schimbător de căldură cu plăci de 200m2 este de aproximativ 4 tone, în condiţiile asigurării unei presiuni de 2,5MPa. Greutatea de operare cu apă este de 4,8tone. Comparativ, un schimbător de căldură tubular de aceeaşi capacitate de operare, are o greutate de 6 tone şi o greutate de operare de 11 tone. Greutatea mică de operare a schimbătorului de căldură tubular nu necesită fundaţii (postamente) masive. – Etanşeitate : în condiţiile unui sistem de garnituri bine configurate şi corect aplicate, schimbătorul de căldură cu plăci este perfect etanş, astfel încât nu au loc pierderi de fluide în atmosferă sau amestecuri între fluide. Aceasta se prevede şi prin utilizarea de garnituri duble. Cele două fluide sunt separate prin două garnituri. – Flexibilitate : schimbătorul de căldură cu plăci este singurul tip de schimbător de căldură care oferă flexibilitate. O dată instalat, pachetul de plăci poate fi extins, redus sau modificat. – Procent mare de recuperare a căldurii – Rată de curgere optimă – Curgere în contracurent: într-un schimbător cu o singură zonă, cele două fluide curg 100% în contracurent (sau curent paralel), astfel încât este utilizată întreaga diferenţă de temperatură între cele două fluide. Un schimbător în mai multe zone, cu acelaşi număr de zone pentru cele două fluide, varianta optimă este de asemenea în concurent. Dacă însă necesităţile privind rate de curgere şi/sau căderi de presiune şi/sau proprietăţi fizice cer adoptarea unui număr neegal de zone (de exemplu 3 zone cu 16 canale – plăci, pentru fluidul A şi o zonă cu 48 canale pentru fluidul B), atunci schimbătorul funcţionează parţial în curent paralel (echicurent). – coeficienţi de transfer de căldură mari Limitări constructiv - funcţionale ale schimbătoarelor de căldură cu plăci: – suprafaţa de transfer al căldurii: max. 2200m2 – rata de curgere : 1 m3/2 – presiune : max. 2,5MPa ; 132

– temperatura de operare maximă recomandată: 160°C (max. 250°C pentru unele tipuri de schimbătoare şi anumite calităţi ale garniturilor de etanşare) – temperatura minimă de operare : -25°C

Figura 30. Schimbător de căldură cu plăci din industria laptelui VARITHERM VT40 SCHEMA BLOC DE FUNCŢIONARE A UNUI PASTEURIZATOR

Figura 31. Schema de circuite pentru un pasteurizator cu patru zone 133

6.2. CALCULUL DE DIMENSIONARE AL SCHIMBĂTORULUI DE CĂLDURĂ CU PLĂCI DETERMINAREA REGIMULUI DE TEMPERATURĂ Zona de răcire cu apa Temperatura apei reci la ieşirea din zonă rezultă din bilanţul termic tr" ⋅ Ca ⋅ Z, = tr” ⋅ Ca ⋅ Zr + Cm(ti – tf) / Ca ⋅ zr tr”= tr’+ Cm(ti–tf)/ Ca⋅ zr ⇒ tr”= 8+3,9(15–10)/4,19 ⋅ 3 = 9,5°C Căderea medie de temperatură: ∆tM = ti – tr” = 15–9,5 = 5,5°C ∆tmin = tf – tr” = 10 – 8 = 2°C ∆tmed = (∆tM +∆tmin)/2 = (5,5+2)/2 = 3,5°C Temperaturile medii şi parametrii pentru lapte şi fluidele de lucru La răcirea cu apă Pentru apă rece tm = (tr + tr”) / 2 = (8 + 9,5 ) / 2 = 8,75°C La această temperatură apa are parametrii: Pr = 9,56 λ = 0,573 w/ m⋅ K ν = 1,3 ⋅ 10–6m2/s Pentru lapte: tm = tp + ti = 8,75 + 3,5 = 12,25°C La această temperatură laptele are următorii parametrii: Pr = 21,2 λ = 0,453 w/mK ν = 2,39 ⋅ 10-6 m2/s Rapoartele dintre ariile active şi presiunile necesare pe zone – zona de regenerare Kreg = 2900 w / m2 K – zona de pasteurizare Kp = 2900 w / m2 K – zona de răcire cu apă Kr = 2320 w / m2 K – zona de răcire cu apă răcită Kr' = 2100 w / m2 K Calculăm simplexurile de temperatură pe zone : – la regenerare Sreg = (tf – ti) / ∆treg = (65–4)/11– 5,55 – la pasteurizare St = (tp – ti’) / ∆tmed = (76–65)/6,3 = l ,75 – la răcire cu apă Sr = (t – tf ) / ∆tmed = (15–10)/ 3,5 = 1,42 – la răcire cu apă răcită Sr' = (tf – tj ) / ∆tmed = (10–4)/5 = 1,2 134

Rapoartele ariilor de schimb termic sunt: Areg = Sreg /Kreg = 1,92 Ap =Sp/Kp = 0,602 Ar = Sr / Kr = 0,60 Ar’ = Sr’ / Kr’ = 0,57 Se ia ca unitate 0,57 şi atunci avem: Areg: Ap: Ar: Ar'= 3,36:1,06:1,08:1 Deoarece presiunea totală disponibila este de 392 kN/ m2 şi că prin zona de regenerare laptele trece de două ori, avem: 2∆preg + ∆pp + ∆pr + ∆pr' = 392 kN/ m2 Căderea de presiune prin racordurile dintre zone se consideră ∆ps = 49 kN / m2 atunci avem: 2∆preg + ∆pp + ∆pr + ∆pr' = 343 kN/ m2 cunoscând rapoartele dintre suprafeţele de schimb termic, avem: 2 ⋅ 3,6 ∆p + 1,06 ∆p + 1,08 ∆p + ∆p = 343 kN/ m2 de aici rezultă: ∆preg = 77 kN/ m2 ∆pp = ∆pr = 57 kN/ m2 ∆pr' = 52 kN/ m2 Determinarea vitezei curentului de lapte pe zone. Viteza curentului de lapte se calculează cu relaţia W=

( K ⋅ ∆p ⋅1) / (ρ2 ⋅ c ⋅ St ⋅ h )

Pentru placa P2 C = 70 ÷ 140 apreciem C = 100 – la răcire cu apă W = 2320 ⋅ 57 ⋅103 ⋅ 0,74 / 10332 ⋅ 3900 ⋅ 1,42 ⋅ 2,8 ⋅10 − 3 ⋅100 =

(

)

= 0,39 m/s≈ 0,4 m / s Determinăm numărul de canale dintr-un pachet: Z = Qv / b ⋅ h ⋅ W = 1,39 ⋅ 10-3 / (0,27 ⋅ 2,8 ⋅ 10-3 0,4) = 4,6 Se consideră 5 canale Viteza reală a laptelui în canal este Wr = 0,4 ⋅ 4,6/5 = 0,37 m / s Se ia viteza apei reci egală cu cea a laptelui. Pentru apa caldă şi pentru cea răcită se adoptă o viteză dublă de 0,74 m/s.

135

CALCULUL CRITERIILOR REYNOLDS PE ZONE Pentru zona de răcire cu apă – pentru apă: Re = (0,37 ⋅ 5,6 ⋅ 10-3) / (1,3 ⋅ 10-6) = 1600 – pentru lapte: Re = (0,37 ⋅ 5,6 ⋅ 10-3) / (2,39 ⋅ 10-6) = 865 DETERMINAREA COEFICIENŢILOR DE TRANSMITERE A CĂLDURII Coeficientul parţial de transmitere a căldurii se deduce cu relaţia: α = 0,116 ⋅ (λ / de)⋅ Re0,7 ⋅ Pr0,43 ⋅ (Pr / Prp)0,25 se apreciază (Pr / Prp) = l ,05 de partea care se încălzeşte şi 0,95 de partea care se răceşte pentru zona de răcire cu apă α = 0,116 ⋅ (λ / de) ⋅ Re0,7 ⋅ 'Pr0,43 ⋅ (Pr / Prp)0,25 – de partea care se încălzeşte α1 = 0,116 ⋅ (0,573 / 5,6 ⋅ 10-3) ⋅ 16000,7 –9,560,43 ⋅ l,05 = 5700W/m2⋅ K – de partea de răcire α2 = 0,116 ⋅ (0,453 / 5,6 ⋅ 10-3) ⋅ 8650,7 ⋅ 21,20,43 ⋅ 0,95 = 3220 W/m2 ⋅ K Coeficientul de transmitere a căldurii Kr = l/(l/α1 + ρ/λ+1/α2) = = 1/(1/5700+0,0793–10-3 +1/3220) = = 2150 W/m2 ⋅ K CALCULUL ARIILOR PE ZONE, A NUMĂRULUI DE PLĂCI ŞI A NUMĂRULUI DE PACHETE Debitul de masă este m = 5 ⋅ ρ = 5 ⋅ 1033 = 5165 kg/h Pentru zona de răcire cu apă – Ar = m ⋅ c ⋅ ρr/Kr – Sreg = ( t – ti)/ ∆treg = (l 5–10) / 3,5 = l,42 – simplex de temperatură – Ar = 1,44 ⋅ 3900 ⋅ 1,42/2150 = 3,7 m2 – Numărul de plăci n = Ar/s s – secţiunea canalului s = 0,2 m2 – n = 3,7/0,2 = 20 plăci N numărul de pachete din zona de răcire cu apă este : p = 0,5 ⋅ n3 / Z 136

U = numărul de plăci Z = numărul de canale de pe o parte a plăcii Zr = 4 p = 0,5 ⋅ 20 / 4 = 2,5 (se adoptă 2 pachete)

137

CAPITOLUL VII. APE REZIDUALE 7.1. APA PENTRU INDUSTRIA DE PRELUCRAREA LAPTELUI Apa este folosită în industria laptelui de consum, a produselor lactate şi a brânzeturilor în scopuri tehnologice (prepararea soluţiilor de clorură de sodiu pentru obţinerea brânzeturilor, prepararea siropurilor de zahăr, spălarea untului, spălarea brânzeturilor la maturare, încălzire, pasteurizare, sterilizare, răcire etc.), igienice (spălarea ambalajelor; utilajelor şi spaţiilor de fabricare) şi sanitare. În producerea laptelui pasteurizat, a untului, brânzei şi produselor lactate se permite numai folosirea apei curate, inodoră şi incoloră, cu duritate maximă 15°germ. şi cât mai pură din punct de vedere microbiologic. Astfel, apa nu trebuie să conţină bacterii feruginoase, sulfo-oxidante, sulfo-reducătoare sau produse ale activităţii acestora, care se depun pe pereţii utilajelor şi pot trece în produse, producând deprecierea acestora. Apa folosită pentru spălarea untului nu trebuie să conţină mai mult de 40 mg/l mangan, deoarece sărurile sale conferă un gust amar untului. Fierul şi magneziul sunt permise doar în cantităţi nesemnificative (< 0,05 mg/l) pentru că sunt responsabile de gustul metalic şi pot cataliza procesele de râncezire a grăsimilor, înrăutăţind astfel calitatea produsului finit. Apa care vine în contact cu produsele obţinute din lapte nu trebuie să conţină nici spori de mucegai şi nici bacterii fluorescente care produc atât modificări ale gustului şi mirosului cât şi apariţia unor pete verzi-gălbui în urma dezvoltării coloniilor. În tabelul următor se prezintă atât indicatorii calitativi pe care trebuie să-i îndeplinească apa folosită în industria laptelui cât şi necesarul de apă.

138

Tabel 25. Indicatorii de calitate şi necesarul de apă pentru industria de prelucrare a laptelui Unităţi de Unităţi de Valoarea Denumirea Valoarea măsură măsură Reziduu fix mg/l 500–600 Nitrati mg/l