Fabricarea margarinei cu adaos de lapte

Fabricarea margarinei cu adaos de lapte

Capitolul I. INTRODUCERE

Margarina este o emulsie stabila obtinuta din uleiuri, grasimi vegetale si eventual grasimi animale, cu apa, respectiv lapte, care prin proprietatile sale se aseamana cu untul. Margarina este o emulsie concentrata de tipul apa în ulei în care faza dispersa este apa, respectiv laptele. Emulsiile stabile se obtin cu ajutorul emulgatorilor (stabilizatori de emulsii). Actiunea acestora este bazata pe proprietatile speciale (micsorarea tensiunii superficiale la limita de separatie a celor doua faze; crearea peliculei de protectie pe suprafata picaturilor fazei dispersate). În afara de grasimi si apa se folosesc ca materiale auxiliare: emulgatori lecitina, zahar, sare, etc.

Margarina se aseamana cu untul prin plasticitate, consistenta, culoare, gust si miros. Datorita utilizarii de grasimi cu punct de topire comparabil cu organismul omului precum si datorita unei emulsionarii fine, margarina are un grad de asimilare ridicat de 94 - 97 %. La un continut de 82 - 84% grasimi, margarina satisface trebuinte diferite contribuind la aplicarea unor principii de alimentatie rationala

Margarina este un produs alimentar, care contine minimum 80%grasime si maximum 16% apa, în stare plastica sau fluida, o emulsie stabilizata de tip A/U, fabricata, în principal, din grasimi si uleiuri comestibile, fiind permis si adaosul de aditivi: emulgatori, vitamine, aromatizanti, coloranti si conservanti aprobati de Codex Alimentarius Comissions.

Din punct de vedere nutritional, sortimentele de margarina pot fi concepute pentru a suplimenta sau corecta anumite regimuri alimentare, dupa cum urmeaza:

margarine utilizate pentru introducerea în alimentatie a unor

substante necesare organismului;

margarine utilizate ca suport pentru vitamine liposolubile (A, D,

E) destinate completarii aportului acestor substante pentru a satisface necesarul organismului;

margarine utilizate pentru introducerea în dieta a gliceridelor

acizilor grasi polinesaturati în scopul prevenirii maladiilor cardiovasculare; asemenea margarine au min. 25% acid linoleic si au în compozitie ulei de floarea - soarelui;

margarine hipocalorice, având un continut de 40 - 50% grasimi,

utilizate în combaterea obezitatii;

margarine pentru corectarea dereglarilor de metabolism, având în

compozitie acizi grasi cu catena medie sau scurta (cu 8 - 12 C) [1].

Capitolul II. MATERII PRIME sI AUXILIARE

Faza apoasa reprezinta maximum 16,5 % din emulsie si poate fi formata din apa sau lapte si apa.

Laptele utilizat nu trebuie sa depaseasca o aciditate de 22˚Th si sa fie corespunzator din punct de vedere bacteriologic. Dupa pasteurizare la 63 - 65˚c (timp de 20 min.) si fermentare cu culturi de bacterii lactice în vederea dezvoltarii aromei specifice (asemanatoare smântânii), laptele se introduce în baza de grasimi.

Apa folosita trebuie sa îndeplineasca conditiile de potabilitate si sa aiba duritate permanenta sub 14˚.

O margarina constituita cu faza dispersa din apa prezinta o dispersare mai fina decât margarina cu lapte, deoarece proteinele din lapte se comporta ca emulgatori puternici de tipul ulei: apa si vor avea o actiune antagonista fata de emulsionare apa: ulei dorita în margarine. Datorita acestui fapt, o margarina ce lapte prezinta, în general, un gust mai proaspat, dar este mai putin durabila.

Emulgatorii se utilizeaza pentru stabilizarea emulsiei. Se foloseste un emulgator de sinteza format din mono- si digliceride precum si lecitina alimentara. Aceasta din urma are un rol complex deoarece actioneaza favorabil asupra resorbtiei grasimilor în organism si exercita partial antioxidant.

În compozitia margarinelor se mai introduc: vitamine (vit. A, D, E), caroten (drept colorant), zahar, aromatizanti (amestec de diacetil, lactone, acid lactic, citric, butiric), sare, amidon (revelator).

O atentie deosebita se acorda relatiei dintre durabilitatea margarinei si prezenta metalelor în materiile prime. Astfel, H. Niewiadomski, indica urmatoarele conditii optime din acest punct de vedere:

- laptele fermentat si uleiurile sa nu contina metale în proportie mai mare decât în stare naturala; continutul în Cu al laptelui poate oscila între 50 - 200 γ/kg;

- sarea folosita sa nu contina Cu, Fe max. 5 mg /kg si Mg max 1mg/kg; un continut prea mare de saruri de Mg transmite margarinei un gust amar;

- daca se utilizeaza sare trebuie sa se foloseasca si antioxidanti;

- apa utilizata sa nu contina max. 1 mg/l.

Tabel nr. 1. Compozitia fazei apoase a margarinelor obisnuite

Compozitia de baza a margarinelor, tipul si nivelurile de folosire a aditivilor alimentari sunt reglementate la nivel international prin Codex World - Wide Standard (tabelul 3), care le completeaza pe cele locale.

Tabel nr. 2 - Compozitia margarinelor si aditivilor aprobati

CAPITOLUL III. PRODUS FINIT

Diversificarea sortimentelor de margarina a fost impusa însa si de alte considerente.

Astfel, în vederea usurarii muncii femeii în gospodarie, s-au creat sortimente de margarine desert având în compozitie zahar si arome (vanilie, cafea, s. a.). De asemenea, baza de materie prima are si ea influenta asupra sortimentelor de margarina. Astfel, utilizarea tot mai larga a uleiului de floarea - soarelui ca unic constituent al margarinei a condus la sortimentul S. B. obtinut din uleiuri interesterificate.

Margarina este o emulsie A/U, în care faza de ulei este formata din ulei lichid si cristale de grasime sau agregate cristaline, care prind picaturile fine de apa suspendate în ulei, într-o matrice tridimensionala, continua, realizând astfel, structura solida. Numarul si marimea cristalelor sunt influentate de compozitia uleiurilor si modul de prelucrare.

Forma de cristalizare preferata în margarine si "shorteninguri" este β^I, caracterizata printr-un numar mare de cristale cu dimensiuni mici, ceea ce confera acestor produse o structura neteda, respectiv onctuozitate. Ideal este ca marimea cristalelor sa fie atât de mica încât forta gravitationala sa fie depasita de adeziunea particulelor, spatiul dintre ele devenind atât de mic, încât va fi evitata separarea fazei lichide. Aceasta structura confera margarinelor plasticitate.

Natura uleiurilor si grasimilor cuprinse în faza grasa influenteaza forma de cristalizare si calitatea finala a margarinelor (tabelul 4):

Tabelul nr. 3. Clasificarea uleiurilor si grasimilor în functie de forma de cristalizare si de principalele ei caracteristici

Cele mai multe uleiuri si grasimi care cristalizeaza în forma β^I contin cel putin 20 5 acid palmitic, care esterifica pozitia α- a glicerinei.

Efectul direct al acidului palmitic asupra stabilitatii este evidentiat prin reversiunea formei β^I în β, în timpul depozitarii, atunci când baza de grasimi are un continut redus de acid palmitic.

Dispersarea fina a particulelor de apa cu diametrul ≈ 1μm, într-o cantitate de 5 - 10 x 10⁹ / ml de emulsie si mentinerea lor în stare dispersata, este asigurata de utilizarea emulgatorilor, substante care contin grupari lipolitice si hidrofilice orientate la suprafata apa - ulei. Astfel, tensiunea de interfata scade, uleiul devenind faza continua si stabilizând emulsia.

Alegerea si prelucrarea optima a bazei de grasimi pentru obtinerea unei structuri dorite a margarinelor trebuie sa respecte, în principal, urmatoarele conditii:

baza de grasimi trebuie sa contina minimum 5% grasime

consistenta sau minimum 20% ulei hidrogenat sau grasime, care cristalizeaza în forma β^I (în practica se adauga 5 - 15% ulei de germeni de porumb sau palm pentru împiedicarea reversiunii formei β^I în forma β)

adaos optional de cristalizare de exemplu: tristearat de sorbitan);

formarea emulsiei prin amestecarea fazei apoase cu faza grasa în

raport obisnuit de 1:4, sub agitare continua la temperatura de 40șC (la < 37șC poate aparea precristalizarea);

racirea rapida a emulsiei, în mod obisnuit, în conditii statice, la o

temperatura cu 5șC mai mare, care apare datorita eliberarii caldurii latente de eliberare.

Clasificarea margarinelor de consum se face dupa gradul de fluiditate al produsului în timpul ambalarii, caracteristica determinanta, în principal, de tipul si continutul de ulei. În tabelul 1 sunt prezentate tipurile de margarine:

Tabel nr. 4. tipuri de margarine

a - fiecare tip poate fi spumat cu aer sau azot pentru potentarea tartinabilitatii

b - apartin grupei "alte produse tartinabile" alaturi de margarine dietetice (40% ulei) si uleiuri vegetale tartinabile (60% ulei).

Compozitia chimica a margarinelor tari este asemanatoare untului (tabelul 2), iar gradul de asimilare în organism este apropiat, fiind de 94,0 - 97,0% fata de 93,0 - 98,5% pentru unt

Tabel nr. 5. Compozitia chimica comparativa margarina - unt

III.1. Proprietatile fizice si senzoriale ale margarinelor

Margarinele îndeplinesc conditiile de calitate cerute de consumator, determinate de scopul utilizarii, având proprietati fizice si senzoriale diferite, dintre care unele reprezinta proprietati "cheie" (tabelul nr. 5):

Tabelul nr. 6. Cerinte de calitate a diverselor margarine

Urmatorii factori influenteaza prioritar proprietatile fizice ale diverselor margarine:

punctul de topire al trigliceridelor din componenta bazei de

grasimi;

continutul total de substanta uscata la o temperatura data;

distributia gliceridelor solide într-un domeniu larg de temperatura;

modificarea polimorfica a starii cristaline a amestecului de

grasimi.

Aspectul margarinei este determinat prin culoare si luciu.

Culoarea margarinelor este alb - galbuie, cu posibilitate de potentare prin adaos de coloranti, pentru a simula nuanta untului.

Luciul margarinelor este dat de compactizarea emulsiei, respectiv de fermitatea retelei cristaline. Un plus de luciu va aparea atunci când uleiul lichid nu este înglobat suficient în retea sau în cazul margarinelor moi, care contin o cantitate de ulei lichid mai mare decât margarinele tari.

Tartinabilitatea, sinonima cu plasticitatea, reprezinta capacitatea produsului de a fi modelat la presiune usoara si este functie dinamica a raportului trigliceride lichide / trigliceride solide, într-un domeniu de temperatura cuprins între temperatura de refrigerare si temperatura ambianta.

Continutul de trigliceride solide (TGS) caracterizeaza comportarea amestecului de grasimi la trecerea din starea lichida în starea solida evaluata dilatometric.

Tartinabilitatea margarinei la temperatura de refrigerare este legata direct de valorile TGS de la 2...10șC; TGS la 25șC influenteaza plasticitatea la temperatura camerei, iar TGS de la 33...38șC determina palatabilitatea.

Baza de grasimi aleasa trebuie sa respecte o curba de topire optima în functie de tipul margarinelor (tabelul nr. 6)

Tabelul nr. 7. Valorile TGS a amestecului de grasimi din diverse tipuri de margarine

Testele functionale pentru evaluarea tartinabilitatii margarinelor în raport cu TGS arata ca:

TGS = 17% - ideal tartinabila;

TGS = 35% - prea tare;

TGS = 7% - prea moale sau uleioasa

Scanare fi 14,32 pg 1265

Onctuozitatea margarinei presupune o textura uniforma si este

determinata de marimea cristalelor de grasime, limitata la maximum 22 μm. Peste aceasta limita apare "grisarea", defect de structura care conduce la o acceptabilitate redusa a produsului.

Cresterea cristalelor poate fi împiedicata prin alegerea unei baze de grasimi formate din tipuri diverse de uleiuri, observându-se ca uniformitatea compozitiei în acizi grasi favorizeaza aceasta crestere.

De asemenea, adaosul de 10 - 15% ulei de palm, bogat în acid palmitic, reduce riscul polimorfismului, iar tristearatul de sorbitan poate fi adaugat ca inhibitor de cristalizare.

Topirea rapida în gura a produselor tartinabile, respectiv a margarinei, este o caracteristica fizica însotita de eliberarea completa a aromei si perceperea senzatiei "de rece".

Timpul de topire optim al margarinei la 4șc are valori cuprinse între 20 si 24 s pentru margarine moale, fata de 18 s pentru unt.

Daca margarina nu se topeste complet la temperatura corpului, defectele care apar sunt cunoscute ca "ceros" sau "lipicios".

Aroma margarinei este rezultatul combinarii componentelor de miros al amestecului de grasimi si al componentelor de gust solubile în picaturile de apa din reteaua cristalina. Sarea adaugata (2 - 3%) este principalul component de gust din complexul de aroma, iar lactoza din lapte confera o îndulcire moderata.

Aromatizantii adaugati contin componente identificate în aroma untului, dintre care cele mai importante sunt diacetilul, lactonele si acizii grasi cu lant scurt de atomi de carbon.

III.2. Stabilitatea margarinei

Stabilitatea margarinei este importanta pentru fixarea perioadei de conservabilitate optima cuprinsa între 6 si 12 luni, în conditii de refrigerare, valabila în functie de tipul margarinei si de modul de pastrare în timpul distributiei, vânzarii si depozitarii în gospodarie.

Perioada este mai scurta pentru margarine cu continut mai redus de grasime, cu umiditate mai ridicata sau în cazul celor nesarate.

Principalele procese care apar la depozitare, cauzele si posibilitatea de a fi evitate sunt prezentate în tabelul nr.7.

Tabelul nr. 8. Procese de degradare a margarinelor la depozitare

La fabricarea margarinei sunt necesare masuri riguroase de igiena pentru a

evita infectarea bacteriologica a produsului.

III.3. Compozitia margarinelor

Baza de grasimi pentru margarine poate consta dintr-un singur sortiment de grasime, dar de regula se prefera amestecuri de grasimi solide si uleiuri fluide. Baza de grasimi reprezinta 82,5 - 84% din compozitia emulsiei, iar amestecul de grasimi componente trebuie sa fie plastic pe un interval de temperatura destul de larg, între 10˚ si 30˚c si sa se topeasca complet la 37˚C.

Compozitia bazei de grasimi este foarte variata. Ca regula generala,

margarinele contin:

- uleiuri fluide (arahide, soia, floarea - soarelui)........ = x %

- grasimi vegetale solide (coprah, palmist) .......... = y %

- grasimi vegetale semisolide (ulei palm) ............ = z %

- uleiuri hidrogenate 8solide si / sau fluide) ............= w %

astfel ca:

x + y + z + w = 100

Alegerea corecta a proportiei între acesti componenti determina, dupa L.

Faur, urmatoarele caracteristici ale procesului:

viteza de cristalizare a gliceridelor solide: o cristalizare rapida

conduce la obtinerea unui produs pare dur, iar o cristalizare lenta va da produs prea moale dificil de ambalat;

punctul de topire: o margarina care se topeste între 30 - 33˚C va fi

apreciata organoleptic mai bine ca o margarina care se topeste la 35˚C;

comportarea amestecului de grasimi la trecerea din stare solida în

stare lichida (eventuala prin dilatometrie), depinde de continutul în gliceride solide si este o caracteristica importanta.

Baza grasa a margarinei trebuie sa contina 18 - 20% TGS la 20˚C.

Curbele dilatometrice sunt caracteristice diferitelor sortimente de margarine. Obtinerea unor proprietati plastice convenabile pentru margarine poate fi asigurata daca baza de grasimi prezinta indici de dilatatie diferiti, asa cum se arata în fig. ?????? pentru trei sortimente cu folosinte diferite.

Scanare fig 107 pg264

Dupa W. Anderson, o margarina cu proprietati bune de tartinabilitate în momentul scoaterii din spatiul de conservare, are în baza de grasimi un continut ridicat de uleiuri fluide de 45 - 60% (arahide, bumbac, soia, floarea - soarelui). Grasimea solida care constituie reteaua cristalina, poate fi asigurata fie prin includerea unei proportii reduse de grasimi puternic hidrogenate, fie a unei proportii mai mari de grasimi moderat hidrogenate, a doua solutie fiind preferabila. În alte tari se produc si sortimente cu adaos de unt sau untura.

În alegerea bazei de grasimi trebuie sa se tina seama de stabilitatea gustului în timpul conservarii margarinei; problema se pune în cazul amestecurilor continând ulei de soia. În tara noastra baza de grasimi contine ulei fluid si ulei solidificat de floarea soarelui, ca atare sau în amestec cu ulei de soia, rapita, germeni de porumb si asigura un punct de topire (prin alunecare) pentru produsul finit de 31 - 35˚C. Uleiurile hidrogenate folosite sunt de regula obtinute prin hidrogenare selectiva prin care se realizeaza reducerea acidului linolenic la acizi linoleic, izo - linoleic, oleic, izooleic, în forma cis sau trans si eventual acid stearic, obtinându-se grasimi care prezinta însusiri fizico - mecanice corespunzatoare unei consistente si plasticitati potrivite fabricarii margarinei.

În cazul utilizarii uleiului de floarea - soarelui ca singur constituent al bazei de grasimi, se asigura avantajul unei proportii ridicate de acid linoleic. Dar calitatea margarinei în ansamblu sufera datorita transformarilor polimorfe si recristalizarilor moleculelor de gliceride care conduc la caracteristici organoleptice nedorite: margarina devine dura si casanta, prezinta la degustare senzatia de "fainos", iar dupa stocare la temperaturi alternante prezinta aspect "grisat" cauzat între altele si de cresterea excesiva a dimensiunilor cristalelor de grasime pâna la 80μm.

Freier B. si Col. au stabilit conditiile de interesterificare a amestecurilor binare si ternare de ulei de floarea - soarelui fluid si hidrogenat. Uleiurile interesterificate introduse în baza de grasimi pentru margarina determina îmbunatatirea caracteristicilor organoleptice ale margarinei, asa cum se poate vedea în tabelul nr. 8 constituit dupa datele comunicate de cercetatorii români:

Tabelul nr. 9. Indici de calitate al unor margarine obtinute din uleiuri de floarea - soarelui

III.4. Aspecte nutritionale

Margarinele sunt produse alimentare nutritionale, prin continutul de grasimi si vitamine (E, continuta în uleiurile din baza de grasimi, A si D din adaosuri), compozitia lor fiind supusa reglementarilor legale:

grasime totala minimum 80%, grasime din lapte maximum 10%,

substante proteice 0,25, nivel nesemnificativ;

hidrati de carbon 1%, nivel nesemnificativ.

Continutul de grasimi este acelasi pentru diferite sortimente de margarine,

în schimb, variaza nivelul acizilor grasi de diferite tipuri, determinat de natura uleiurilor si a grasimilor utilizate pentru obtinerea lor (tabelul nr. 9)

Tabelul nr. 10. Compozitia în acizi grasi de diferite tipuri de margarine

Valoarea nutritionala a margarinelor este aproape similara valorii

nutritionale a amestecului de grasimi, în care predomina uleiurile hidrogenate.

Margarinele tari, în care baza de grasimi este alcatuita din uleiuri puternic

hidrogenate, au un continut mai redus de acizi grasi esentiali si respectiv mai mare de izomeri trans ai acizilor grasi fata de margarinele trtinabile, obtinute prin hidrogenare selectiva, proces care modifica raportul acizi grasi polinesaturati/acizi grasi monosaturati, în favoarea primilor. Acizii grasi forma trans influenteaza consistenta si stabilitatea margarinelor prin punctul de topire mai ridicat (de exemplu al acidului oleic 44șC, fata de forma naturala cis, 16șC).

Efectele biochimice si nutritionale ale acizilor grasi forma trans, continuti de margarine la un nivel de 10 - 29%, au fost cercetate pentru a identifica eventualele efecte negative asupra sanatatii umane.

Principalele studii metabolice efectuate asupra izomerilor trans ai acizilor grasi si rezultatele experimentale se pot rezuma astfel:

în ceea ce priveste catabolizarea, acizii grasi momoenici, respectiv

polinesaturati, este usor mai redusa decât a celor în forma cis;

referitor la digestibilitate, absorbtia uleiurilor vegetale partial

hidrogenate este aproximativ egala cu a grasimilor si uleiurilor nehidrogenate, observându-se ca cele ale carui punct de topire depaseste 50șC sunt mai putin absorbite pe masura cresterii punctului de topire (tabelul nr. 10):

Tabelul nr. 11. Digestibilitatea diverselor grasimi si uleiuri partial hidrogenate

Actiunea enzimelor specifice asupra uleiurilor hidrogenate (fosfatildil - colina - aciltransferaza, colesterol - aciltransferaza, colesterol - hidrolaza), experimentate pe animale in vivo pun în evidenta faptul ca acizii grasi forma cis si trans sunt bioutilizati în grade diferite, iar acidul oleic forma trans este metabolizat la fel ca acidul stearic;

efectul dietei îndelungate cu uleiuri hidrogenate care contin acizi

grasi forma trans asupra diverselor organe (experimente pe animale si examinare histologica) evidentiaza ca acestia nu au efect asupra cresterii, longevitatii sau reproducerii si nu sunt observate modificari morfologice sau teratogene;

studierea efectului acizilor grasi din uleiuri partial hidrogenate în

comparatie cu a celor din uleiuri nehidrogenate asupra lipidelor serice arata ca se înregistreaza o crestere usoara a colesterolului, în timp ce triacil - glicerolul si fosfatidele ramân neschimbate sau cresterea este nesemnificativa.

Experimentele pe subiectii umani au evidentiat ca trigliceridele care contin numai izomeri ai acizilor grasi (trielaidina si linolaidina) cresc colesterolul plasmatic si nivelul de trigliceride de depozit.

În concluzie, informatiile stiintifice nu sunt suficiente pentru a decide daca izomerii acizilor grasi din componenta margarinelor si "shortening - urilor" au efect antinutritional si sunt implicati în dereglarea metabolismului lipidic.

Pâna în prezent, continutul lor este înscris pe etichetele produselor tartinabile, ca în cazul acizilor grasi polinesaturati, mononesaturati si saturati.

Grasimile vegetale din margarina devin, dupa fierbere, aproape imposibil de transformat în energie de catre organism, de aceea consumatorii înraiti de margarina sunt persoane care par lipsite de vlaga. Iata algoritmul prin care margarina destabilizeaza organismul: grasimile sintetice nu pot fi "arse" de organism, ele acopera membrana celulelor sistemului imunitar, paralizând-l prin depozitarea în tesuturi. Iau locul substantelor naturale ce au rolul de a curata peretii vaselor de sânge, conducând la sclerozarea lor, evident, cu rezultate dezastruoase pentru inima, creier si sistemul circulator. De asemenea, obosesc excesiv ficatul, favorizând hepatita.

CAPITOLUL IV. Elemente de inginerie tehnologica

Aici se face o mica introducere si apoi urmeaza schema tehnologica.

Prepararea si prelucrarea emulsiei de margarina presupune existenta a doua faze - una grasa si una apoasa, alegerea celei din urma se face în functie de investitiile facute si de cerinta consumatorului.

Margarina constituita cu faza dispersa din apa prezinta o dispersare mai fina decât margarina cu lapte, deoarece proteinele din lapte se comporta ca emulgatori puternici de tipul ulei : apa si vor avea o actiune antagonista fata de emulsionare apa : ulei dorita în margarina.

SCHEMA TEHNOLOGICĂ DE OBŢINERE A MARGARINEI

SCHEMA TEHNOLOGICĂ DE OBŢINERE A LAPTELUI FERMENTAT

CAPITOLUL V. Tehnologia de obtinere a margarinei cu adaos de lapte

V.1. Prelucrarea compozitiei pentru margarine

În tehnologia uzuala componentele margarinei se introduc în compozitia sarjelor pe baza retetelor de fabricatie. În operatia de pregatire a compozitiei se prepara faza grasa si separat faza apoasa.

Prin faza grasa se întelege solutia de ingrediente solubile în faza de grasimi, adica a lecitinei, a emulgatorului sintetic, a colorantului si a solutiei de vitamine. Faza apoasa prezinta solutia de ingrediente solubile în apa sau în apa si lapte, su anume a zaharului, a sarii comestibile, a aromatizantului, a amidonului si a conservantului. Cele doua faze se amesteca obtinându-se emulsia de apa în ulei.

Forma de dispersare a apei în grasime, conditioneaza perceptia aromei. Daca margarina are o emulsie mai grosiera (diametrul picaturilor de apa de cca 10 - 15 μm) se obtine o senzatie de gust mai proaspat decât la margarine cu emulsii mai fine. Trebuie retinut însa ca în picaturile mari, bacteriile gasesc un mediu prielnic de dezvoltare, ceea ce introduce un risc de alterare microbiologica. Din aceasta cauza, pentru emulsiile cu picaturi de apa relativ mari s-ar impune folosirea conservantilor. Sunt admisi în acest scop acidul sorbic sau sorbatul de potasiu în proportie de maximum 360 mg/kg produs.

În faza de pasteurizare a emulsiei la 85 - 90ș cu racire rapida la 12 - 14șC se distrug microorganismelor si enzimele care provoaca râncezirea cetonica precum si bacteriile coliforme obtinând marirea rezistentei margarinei la pastrare.

Faza de cristalizare a fazei grase, are importanta cea mai mare asupra asigurarii structurii margarinei datorita polimorfismului grasimilor. Astfel, la racirea rapida si amestecarea energica a fazei grase în cilindrii instalatiilor Votator si Kombinator, se obtin în câteva secunde cristale de dimensiuni mici ale formei metastabile α. Cristalele astfel formate pe peretele cilindrului sunt detasate de cutitul rotativ si amestecate în emulsia care se raceste devenind germeni de cristalizare care cresc treptat în functie de numerosii factori (debitul si vâscozitatea emulsiei, forma si viteza de rotatie a cutitelor racloare n = 700 - 1400 rot/min). Apoi are loc trecerea în forma β^I pe masura eliminarii caldurii latente de solidificare.

La racire lenta apar cristale mari ale formei β care dau margarinei o textura grisoasa. Interactiunea între modul de prelucrare si compozitia fazei grase trebuie sa conduca la oprirea transformarilor cristaline în forma β^I.

Cercetarile facute privind temperatura si durata de pastrare asupra polimorfismului cristalelor de grasimi din margarina pentru mai multe baze de grasimi, au condus la concluzia ca la pastrarea margarinelor peste 6 zile la temperatura de 20 - 22șC, sistemul tinde sa se stabilizeze în forma β a carei prezenta altereaza consistenta produsului. La pastrarea produsului la 4 - 6șC forma β^I este relativ stabila, trecerea în forma β având loc abia peste 30 zile de pastrare daca compozitia bazei de grasimi nu depaseste 40% ulei fluid de floarea - soarelui.

V.2. Fabricarea margarinei

Procesul tehnologic de fabricatie a margarinei cuprinde mai multe etape si se desfasoara cu respectarea riguroasa a conditiilor de igiena, pentru a preveni infectarea bacteriologica.

Etapele principale în fabricarea margarinei sunt urmatoarele:

pregatirea materiilor prime si auxiliare:

alegerea bazei de grasimi pentru margarina si prepararea fazei grase;

preparare fazei apoase

prepararea si prelucrarea emulsiei de margarina:

prepararea emulsiei de margarina,

cristalizarea si asigurarea plasticitatii ei;

ambalarea margarinei si temperizarea ei.

V.2.1 Pregatirea materiilor prime si auxiliare.

Alegerea bazei de grasimi si prepararea fazei grase. Baza grasa reprezinta, în general, un amestec de uleiuri fluide, hidrogenate si grasimi solide sau semisolide (vegetale sau animale) alese dupa criterii economice (se prefera materii prime indigene), dar poate fi utilizat si un singur tip de ulei ca si constituent al bazei de grasimi (de exemplu, ulei de floarea - soarelui).

Amestecul de grasimi componente destinat pentru trei tipuri de margarine, considerate de baza (tare, moale, sau în tub), precum si margarina dietetica cu continut caloric scazut trebuie sa îndeplineasca urmatoarele conditii pentru a se produce o margarina finita cu caracteristici cerute de consumator, aroma corespunzatoare si mentinerea calitatii si caracteristicilor de topire.

- sa fie plastic într-un interval de temperatura relativ larg, de la 10 la 30șC;

- sa se topeasca complet la 37șC;

- sa se respecte o curba de topire dorita, în functie de tipul de margarina (tabelul nr. 9)

Tabelul nr. 12. Valorile TGS în functie de temperatura

Compozitia bazei grase poate fi stabilita în functie de TGS - ul din amestecul de grasimi solide (naturale sau hidrogenate) si din baza grasa. Grasimile hidrogenate trebuie sa aiba un continut de TGS la 20șC de 29 - 37%, iar baza grasa de 18 - 20%.

TGS (%) din baza grasa se poate calcula cu relatia:

S_b = S_s - 0,51U - 0,128C

În care: S_b = TGs al bazei de grasimi la 20șC

S_s = TGS din amestecul de grasimi solide

U = proportia de ulei ce se va adauga pentru atingerea valorii S_b

C = proportia de ulei cu continut ridicat de acid palmitic (ulei de cocos, palmier, etc.)

Grasimea solida poate fi o grasime puternic hidrogenata în cantitate redusa sau poate fi compusa din grasimi vegetale partial hidrogenate în proportie mare, grasimi interesterificate prin cataliza alcalina (se îmbunatateste tartinabilitatea) sau grasimi animale, unt, untura, grasime hidrogenata din balena.

Prepararea fazei apoase. Faza apoasa, maximum 16,6% din emulsie, este formata, în principal din apa sau lapte si apa, proportia de lapte fiind de 6 - 10%, în care se adauga ingrediente solubile în apa.

Laptele destinat fabricarii margarinei se fermenteaza în scopul dezvoltarii aromei similare untului.

V.2.2. Prepararea si prelucrarea emulsiei de margarina.

Prepararea si prelucrarea emulsiei de margarina presupune succesiunea unor operatii a caror desfasurare este prezentata în fig. 2

Într-un sistem semicontinuu, fazele grasa si apoasa pregatite în sarje în tancuri separate sunt emulsionate într-un rezervor de amestec cu agitator, cu posibilitatea de control al temperaturii. Emulsia este apoi supraracita într-un schimbator de caldura prevazut cu sistem de raclare. Acest tip de sistem se foloseste numai pentru obtinerea margarinelor de diverse tipuri, cu productie de scurta durata.

Indiferent de tipul de sistem, discontinuu sau continuu, în timpul operatiilor au loc aceleasi procese, sistemul continuu fiind superior pentru obtinerea unor margarine de calitate.

V.2.3. Prepararea emulsiei de margarina. Aceasta operatie presupune amestecarea fazei grase cu faza apoasa în raport de 4:1, sub agitare usoara si mentinere la temperatura de 40șC, temperatura care previne precristalizarea.

Într-o emulsie corespunzatoare, picaturile fazei apoase sunt dispersate fin în faza grasa, dar legate destul de slab, pentru ca emulsia sa se desfaca usor la topire si aroma sa fie eliberata complet si rapid.

Emulsionarea completa are loc prin trecerea emulsiei din tancurile de premix prin pompe de emulsionare (de înalta presiune, 20 - 40 bar). Uneori, pentru a mari rezistenta margarinei la pastrare, emulsia obtinuta se pasteurizeaza la 85...90șC, cu racire rapida la 12 - 14șC. În acest mod sunt distruse microorganismele si enzimele care pot provoca râncezirea cetonica, precum si bacteriile coliforme.

În acest mod sunt distruse microorganismele si enzimele care pot provoca râncezirea cetonica, precum si bacteriile coliforme.

V.2.4. Cristalizarea. Este faza cea mai importanta pentru asigurarea structurii dorite a margarinei, datorita polimorfismului grasimilor.

Cristalizarea are loc prin racire rapida (7...10șC%5 - 10) si amestecarea energica a emulsiei, folosind expansiunea directa a gazelor de refrigerare (NH₃, freon, propan), în cilindrii instalatiei Kombinator sau Votator, în care se obtin centrii de cristalizare de forma α - metastabila.

Cristalele formate pe peretii cilindrului sunt desprinse de cutitele racloare, amestecate în emulsia care se raceste, devenind noi centri de cristalizare. Acestia cresc treptat în conditii statice ( - 2 min.), având loc trecerea într-o forma β^I preferata, pe masura eliminarii caldurii latente de cristalizare.

Compozitia fazei grase si modul de prelucrare a emulsiei conditioneaza mentinerea cristalelor în forma β^I, relativ stabila, în conditii de depozitare si pastrare adecvata ( - 2...+4șC, la întuneric, φ_max = 80%).

Margarinele spumate se obtin prin introducerea aerului sau a unui gaz inert în emulsie în cantitati limitate, producând cresterea volumului margarinei în mod obisnuit cu 50%.

În fig sunt prezentate schemele tehnologice de prelucrarea a emulsiei de margarina pentru trei tipuri 8tare, tare - aerata si margarina moale în tub), în sistem Votator

SCANARE PAG 1270 - FIG 14,35

V.2.5. Ambalarea margarinei si temperizarea ei. Margarina tare are structura suficient de ferma pentru a rezista la extrudare si modelare în instalatii automatizate, cu regim înalt de viteza (de exemplu Benhil). Ea se modeleaza în forme rectangulare si se ambaleaza în hârtie pergaminata si în folie de aluminiu, sistem impermeabil pentru apa si grasimi. Pachetele sunt introduse apoi în cutii de carton cu capacitati diferite.

Margarina moale este ambalata în tuburi de material plastic (de exemplu policlorura de vinil - PVC) si apoi în cutii de carton. Deoarece cresterea cristalelor continua în tub, având ca rezultat obtinerea unei structuri complet stabilizate, margarina moale ambalata se temperizeaza în camere speciale, timp de 24 h, la 7șC.

Înainte de trecerea în depozitul de marfuri, margarinele ambalate sunt tinute în conditii controlate, la 5...10șC, timp de 48 h, durata considerata suficient pentru producerea cristalelor de forma β^I si atingerea starii stabile.

CAPITOLUL VI. BILANŢUL DE MATERIALE

Regimul de functionare este unul continuu, datorat productiei obtinute care asigura cererea pietii.

VI.1. Schema bloc pe operatii pentru obtinerea laptelui concentrat fara zahar:

VI. 2. Calculul bilantului de materiale

Cantitatea de margarina ce rezulta din procesul tehnologic în cantitate de 0,6 t = 600 kg, se calculeaza din ecuatia de bilant de materiale cunoscând pierderile de la operatii.

Receptia

Pregatirea fazelor

Emulsionare

Pasteurizare

Solidificare

Modelare

Ambalare

	Mm

P1 = 0,04%

Ambalare

	Ma

Reteta de fabricatie este urmatoarea:

baza grasa (ulei): 61,5%

coloranti: 1,05%

emulgatori: 2%

vitamine: 1,08%

aromatizanti: 1,08%

lapte fermentat: 20%

apa: 10%

clorura de sodiu: 1,2%

acid citric: 1,6%

EDTA: 0,5%

VI. 3. Reprezentarea bilantului de materiale sub forma tabelara

Bilantul de materiale sub forma tabelara este reprezentat în tabelul nr. 13.

Tabel nr. 13.

CAPITOLUL VII. BILANŢUL TERMIC

Conform schemei tehnologice bilant termic se poate calcula pe urmatoarele operatii: hidrogenarea uleiului, încalzirea amestecului în vederea obtinerii fazei grase, pasteurizarea emulsiei, pasteurizarea laptelui si racirea acestuia.

Pasteurizarea laptelui se face în vane de pasteurizare cu ajutorul apei

fierbinti la temperatura de 90șC racita pâna la 50șC, laptele fiind pasteurizat de la temperatura receptiei de 20șC la temperatura de 65șC.

Racirea laptelui se realizeaza într-un racitor cu placi, racirea facându-

se cu apa rece la temperatura de 5șC, laptele fiind racit de la 65șC la 18șC.

Hidrogenarea uleiului:

Caldura degajata la hidrogenarea uleiului este:

Încalzirea amestecului în vederea obtinerii fazei grase se realizeaza în

rezervoare de temperare. Încalzirea se face cu apa calda de la 90șC la 25șC, iar amestecul trebuie încalzit de la 20șC pana la 89șC.

Pasteurizarea emulsiei se realizeaza într-un pasteurizator compus din

trei sectiuni: o sectiune de încalzire a emulsiei de la temperatura de 15șC pâna la 85șC, încalzire care se realizeaza cu apa calda la 90șC racita apoi pâna la 40șC, o sectiune de mentinere a emulsiei timp de 15 secunde si o sectiune de racire a emulsiei de la 85șC pâna la 25șC, racirea realizându-se cu apa rece de la 5șC la 15șC.

CAPITOLUL VI. INSTALAŢIA DE FABRICARE A MARGARINEI....O prezinti la capitolul legat de instalatie.

VI.1. Utilaje componente. Instalatia de fabricare a margarinei cuprinde mai multe grupe de utilaje si anume: rezervoare de temperare a grasimilor, linia de pregatire a laptelui (racitor cu placi, tanc izoterm pentru stocare, vane de pasteurizare si fermentare), recipienti pentru pregatirea ingredientelor, malaxorul pentru emulsionare primara, omogenizatorul de emulsie, pasteurizatorul de emulsie, agregatul de racire si prelucrare a emulsiei si masini de ambalat.

Omogenizatorul emulsiei primare are doua discuri cu dinti: unul fix, iar celalalt mobil, având o turatie de 1500 rot/min. Pentru aspiratia emulsiei din aparatul de emulsionare si introducerea ei între cele doua discuri serveste o morisca cu aripi, montata pe acelasi ax cu discurile. Emulsia, lovindu-se cu forta de dintii discurilor, se sparg în picaturi foarte mici si în stare fin dispersata trece în pasteurizator.

Pasteurizarea emulsiei se face pentru a mari conservabilitatea margarinei. Operatia se executa în pasteurizatorul pentru emulsia de margarina, care este de forma cilindrica, verticala, compus din trei sectiuni, dispuse concentric unele în altele:

sectiunea de încalzire este formata dintr-un spatiu închis pentru

abur unde se afla serpentina prin care circula emulsia; încalzirea se face la 85șC în 40 secunde;

sectiunea de mentinere a emulsiei la temperatura fixata timp de 15

secunde;

sectiunea de racire formata dintr-un racitor tubular, în care apa de

racire circula prin teava interioara si în jurul celei exterioare, iar emulsia trece prin spatiul dintre cele doua conducte; racirea se face la 38 - 40șC în 40 secunde.

Circulatia emulsiei se face turbulent, ceea ce îmbunatateste foarte mult schimbul de caldura.

Agregatul "Kombinator" serveste pentru racirea si prelucrarea plastica a emulsiei de margarina. Aceasta este formata dintr-o camera metalica, cu trei cilindri prevazuti cu manta dubla. Cei doi cilindri inferiori, denumiti cilindri de racire si cristalizare se folosesc la fabricarea margarinei ambalate în pachete, iar cel superior, denumit cilindru de plastifiere, serveste la fabricarea margarinei ambalate în lazi (margarina pentru gatit) si la fabricarea grasimilor vegetale comestibile. La cei doi cilindri de racire si cristalizare, în mantaua dubla circula ca agent de racire amoniac, iar în cilindrul de plastifiere, apa rece. În fiecare cilindru se afla un ax cu doua cutite asezate la 180ș, care poate efectua 700 - 1400 rot/min. Cutitele malaxeaza produsul si razuiesc pelicula de margarina congelata pe peretii interiori ai cilindrilor, distanta dintre cutit si peretele cilindrului fiind de 5 mm.

Axul, fiind gol, poate fi încalzit cu apa calda. Cilindrul de plastifiere este prevazut cu un sistem de încalzire electrica, cu ajutorul careia se pot îndeparta, prin topire, resturile de margarina ce ramân la sfârsitul operatiei pe peretii cilindrului. Suprafata interioara a cilindrilor de racire este executata din otel rectificat si cromat. Axul si cutitele sunt de otel inoxidabil. Cilindrul este prevazut cu racorduri pentru intrarea si iesirea agentului frigorific, pentru intrarea si iesirea produsului.

Scanare pg 268 fig 108 Desenele - la Anexe

Cilindrul de temperare serveste la omogenizarea si post maturarea margarinei. Tubul de temperare este un cilindru cu manta dubla, prevazut într-o parte cu un racord cu capatul de intrarea conic, iar în partea opusa, cu o gura de descarcare, de asemenea, conica. În interior, la capatul de iesire sunt montate trei site conice, care opunând o rezistenta la iesirea margarinei din tub, maresc plasticitatea si structura onctuoasa a margarinei. Montarea tubului de temperare se poate face în pozitie orizontala sau verticala.

VI.2. Functionarea instalatiei

Procesul de fabricare a margarinei poate fi urmarit cu ajutorul schemei din fig.

Scanare pag. 269 fig. 109

Procesul reuneste mai multe operatii.

a)     Temperarea grasimilor consta în încalzirea lor cu 3 - 4șC

peste punctul de topire al bazei de grasimi. Operatia are loc în rezervoarele de temperare 1a - 1d, care sunt aparate cilindrice din otel inoxidabil, ca dealtfel, toata aparatura din sectia de margarina. Cazanele de temperare sunt prevazute cu manta dubla în care circula apa calda si cu agitator cu palete având turatia de 20 - 25 rot/min.

b)    Prepararea ingredientelor are loc în recipiente mici 2,

separat pentru fiecare ingredient în parte. Lecitina si emulgatorul sintetic se dizolva în ulei rafinat, încalzit la 50 - 60șC, în proportie de 1:4. Zaharul se dizolva în proportie de 1 kg de zahar în 2kg de apa sau de lapte. Solutia se filtreaza si se încalzeste, apoi, la 90 - 95șC, pentru a distruge drojdiile si mucegaiurile. Dupa aceea, solutia se raceste. Sare se dizolva în apa, preparându-se o solutie de 22 - 25% care se filtreaza. Colorantul care se prezinta, de obicei, ca o solutie uleioasa de 20% se dilueaza cu ulei rafinat rece pâna la 2%. Concentratul de vitamine se dilueaza cu ulei rafinat rece în proportie de 1:1.

c)     Alcatuirea bazei de grasimi se face prin dozarea grasimilor

din rezervoarele 1 cu bascula 3. Dupa cum s-a aratat, structura si consistenta margarinei sunt conditionate de proprietatile bazei grase din compozitia ei. Baza grasa se compune din cel putin doua componente, uneori din trei sau chiar mai multe componente. În cazul cel mai simplu, cu doua componente, trebuie sa se foloseasca doua elemente de consistenta foarte diferita, pentru a obtine cele mai bune rezultate.

Proportia bazei grase în margarina variaza între 82 si 84%, din care 65 - 67% ulei solidificat, cu temperatura de topire de 32 - 35șC si 15 - 17% ulei fluid. Proportia în care se adauga celelalte substante a fost descrisa mai sus.

d)    Pregatirea laptelui. Laptele destinat fabricarii margarinei se

aduce în fabrica în cisterne sau bidoane, care se evacueaza cu pompa 4 în rezervorul 5. De aici, laptele se trimite cu pompa 6 într-un racitor cu placi 7, care lucreaza cu apa racita, unde laptele se raceste la 4 - 5șC si se colecteaza în tancul izoterm 8, de unde se încarca în vanele 9 de pasteurizare si fermentare.

e)     Pasteurizarea laptelui smântânit are loc la 63 - 65șC, timp de

25 - 30 min, urmata de racire la 20șC. Însamântarea se face cu 3 - 5% maia de productie, obtinuta prin dezvoltarea în câteva stadii a fermentilor selectionati. Fermentarea are loc la temperatura de 16 - 20șC pâna ce aciditatea laptelui a atins 80 - 100șTh, ceea ce necesita 18 - 20h. Dupa aceea, laptele se raceste timp de 1 - 2h, fara agitare si apoi, cu agitare, pâna la circa 5șC, temperatura la care se mentine pâna în momentul utilizarii. Laptele fermentat trece din vanele 9 într-un rezervor - bascula 10, pentru cântarire. Apoi, laptele este trecut în aparatele de emulsionare.

f)      Emulsia primara se obtine în malaxorul de emulsionare 11a

sau 11b, unde se poate proceda dupa doua variante. Când se lucreaza dup prima varianta, în aparat se introduce 1/3 din faza apoasa si 1/3 din faza grasa, agitându-se continutul aparatului timp de 3 min. Apoi, se introduce concomitent restul de 2/3 din ambele faze si se malaxeaza 10 min, iar dupa aceea, emulsia primara trece la omogenizatorul 12. Daca se lucreaza dupa varianta a doua, se procedeaza astfel: în aparatul de emulsionare se introduce 1/3 din baza de grasimi, apoi solutiile ingredientelor liposolubile, se malaxeaza circa 3 min., dupa care se introduce restul bazei de grasimi si, în continuare, faza apoasa care însa nu contine sarea comestibila. Aceasta solutie se introduce abia dupa câteva minute. La ambele variante temperatura emulsiei se mentine la 38șC.

g)     Obtinerea emulsiei fine se asigura cu ajutorul

omogenizatorului 12 dupa care emulsia trece în pasteurizatorul 13 la 80șC.

h)     Racirea si cristalizarea emulsiei are loc în cilindrii de racire

14 ai agitatorului "Kombinator" pâna la 12 - 14șC. Apoi margarina trece în cilindrul de temperare 15 în care margarina îsi consolideaza structura cristalina, omogenizându-se în ceea ce priveste temperatura la 17 - 19șC si forma de cristalizare, obtinându-se structura specifica a margarinei.

i)       Ambalarea si depozitarea margarinei. Prin gura de

descarcare a cilindrului de temperare, margarina trece în cazi de aluminiu sau direct la masina de format si ambalat 17. Pentru eliminarea excesului de margarina care nu intra în masina de format, este prevazuta o conducta de preaplin, prin care excesul este dirijat la vasul - tampon 16, de unde se adauga în portii mici la emulsia proaspata în unul din cele doua aparate de emulsionare 11. Instalatia "Kombinator" este utilata cu o masina de format si ambalat automata "Multipac" cu o productivitate de 70 buc/min., care lucreaza cu o abatere de greutate de ±3%. Pachetele sunt trecute, apoi, cu ajutorul unui transportor cu placi 18 la o masina de fardelat 19, care la introduce în lazi de carton (40 - 80 pachete) ce sunt închise mecanic. Margarina destinata desfacerii cu amanuntul se ambaleaza în pachete de 125 si 250 g. Ambalarea se face în hârtie pergaminata, cu permeabilitate redusa la grasimi si apa, si pachetele se transporta cu transportorul 20la depozit.

Rezistenta margarinei la pastrare depinde de o serie de factori, între care cei mai importanti sunt: compozitia si gradul de dispersie al fazei apoase, regimul de racire si de prelucrare în cilindrii agregatului de emulsionare si racire, temperatura de depozitare, contactul cu aerul si lumina. Temperatura optima de conservare este între - 2 si +2șC la întuneric. Margarina se pastreaza în încaperi frigorifice întunecase, dezinfectate, uscate, fara mirosuri straine si bine aerisite la temperatura de max. +4șC si umiditate relativa a aerului de maximum 80%. Unele sortimente de margarina nu se pot ambala în hârtie sau folie. Astfel, margarina hipocalorica, având o consistenta moale, se ambaleaza în pahare din plastic, care se depoziteaza la 6 - 8șC pe o durata de maximum 21 zile.