Ultrafiltrarea și Microfiltrarea Aplicate în Industria Laptelui și Produselor Lactate

Ultrafiltrarea si microfiltrarea in industria laptelui:

Laptele este un lichid nutrient produs de glandele mamare ale mamiferelor femele. Este sursa principală de nutriție a nou-născuților, înainte de fi capabili să digere și alte mâncăruri. Poate însemna și sucul alb al nucilor de cocos.

Compoziția laptelui variază mult între diverse mamifere.:

-Laptele uman, de exemplu, conține multă lactoză, principalul zahar al ei. Spre deosebire de acesta, laptele de vacă conține mai puțin zahăr și mai multă grăsime.

-Laptele de vacă este compus din 3,5% grăsime, 9% solide din lapte și 87,5% apă. Proteina principală (80%) este caseina.

-Laptele anumitor mamifere, printre care vaci, oi, capre, bivoli și cai, este colectat pentru a fi consumat de oameni, fie direct, de obicei după pasteurizare, fie procesat în produse lactate precum smântână, unt, iaurt, înghețată sau brânză.Dacă laptele neprocesat este lăsat pentru o perioadă, devine acru. Este rezultatul fermentării bacteriilor acidului lactic, care transformă zahărul din lapte în acid lactic. Acest proces de fermentare este folosit în producerea anumitor produse lactate.

-Laptele pasteurizat se va înăcri dacă nu este ținut în frigider și este recomandat a fi ținut între 1° și 4° Celsius. Înacrirea laptelui poate fi oprită prin tratarea la temperaturi foarte ridicate (tratament UHT), astfel, laptele putând fi păstrat în cutii pentru mai multe luni fără a se înacri.

Industria laptelui este, fără îndoială, sectorul din industria alimentară în care procesele de membrană au cea mai largă aplicare, acestea fiind utilizate în cele mai diverse scopuri, de la concentrarea sau fracţionarea componentelor (osmoza inversă, ultrafiltrarea) până la separarea macro sau microcomponentelor şi a celulelor microbiene, prin microfiltrare şi nanofiltrare. Laptele poate fi utilizat ca atare sau poate constitui materie primă pentru obţinerea unui număr mare de produse finite, cu valoare nutritivă mare. Prin îndepărtarea microorganismelor şi a sporilor acestora din lapte, în proporţie de până la 99,99%, în funcţie şi de încărcătura microbiană iniţială a acestuia, se poate obţine un lapte ”organic’’, „ecologic” sau „biologic”, cu valoare nutritivă nemodificată. Un asemenea lapte se poate utiliza la fabricarea brânzeturilor şi în formă crudă, cu valoare nutritivă şi biologică ridicată. De asemenea, producţia se poate axa pe brânzeturile tradiţionale româneşti. Separarea şi concentrarea componentelor laptelui au multiple aplicaţii în industria laptelui, de la îmbogăţirea a numeroase produse în proteine, valoroase din punct de vedere biologic (conţinând toţi aminoacizii esenţiali), până la utilizarea acestor proteine, la fabricarea produselor pentru sugari (concentrate proteice, în special din zer). Alte componente, lactoza de exemplu, pot fi utilizate, de asemenea, în biotehnologiile alimentare pentru obţinerea de biomase din care se pot obţine formule lactate pentru alimentaţia sugarilor, pentru industria farmaceutică etc. Începand cu anii 1970, tehnicile membranare s-au extins în numeroase domenii ale industriei laptelui. În actuala criză mondială de proteine, în particular, de origine animală, care tinde să se accentueze, laptele şi subprodusele laptelui reprezintă o remarcabilă sursă proteică pentru alimentaţia umană. Procedeele tehnologice moderne, neconvenţionale, pe bază de membrane, permit o viguroasă şi eficientă separare a substanţelor componente din lapte şi zer, aşadar, o mai bună prelucrare, conservare şi utilizare a acestora. Tendinţa actuală este aceea de integrare a procesului de obţinere a membranelor, de caracterizare funcţională a acestora şi de fabricare a produsului dorit. Se urmăreşte realizarea de membrane specializate pentru un anumit produs sau chiar pentru îmbunătăţirea unei caracteristici determinate a acestuia.

Pe plan naţional, în domeniul producerii de membrane şi sisteme membranare, centrul de cercetare pentru materiale macromoleculare şi membrane are o experienţă vastă, fiind şi singurul producător din ţară. Preocupări în domeniul membranelor şi proceselor membranare există şi în cadrul unor universităţi din ţară, dar numai la nivel de laborator.

Din păcate, la noi în ţară, aceste tehnici moderne, cu avantaje certe atât sub aspect nutriţional, cât şi economic, nu sunt aplicate, în prezent, în industria laptelui. Există doar o singură instalaţie pentru fabricarea brânzeturilor prin ultrafiltrare, achiziţionată din import cu costuri ridicate. Dacă pe plan internaţional, aplicarea procedeelor membranare în industria laptelui este impusă prin standarde de calitate deosebit de exigente, în România, aceste procedee sunt aplicate la scară redusă şi datorită permisivităţii sistemului de calitate. Se impune cu necesitate alinierea nivelului tehnologic din industria laptelui la cel existent pe plan internaţional, odată cu aderarea la Uniunea Europeană, şi conformarea sistemului românesc al calităţii la cel european.

Factorii care influenteaza cantitatea si calitatea laptelui

Factori interni:

1. Specia─ cea mai mare cantitate de lapte se obtine de la vaci, bivolite, capre si ovine.

2. Rasa, familia, linia─ sunt rase, linii sau familii care produc lapte mai mult si mai bogat in grasime si proteine in timp ce altele produc lapte mai putin si cu o compozitie diferita.

3. Individualitatea─ da diferente chiar in sanul aceleiasi rase, linii sau familii si in conditii identice fiind influentat de metabolismul fiecarui animal.

4. Forma si dezvoltarea ugerului─ influenteaza capacitatea productiva.

5. Varsta─ productia de lapte este mai mica la primele fatari, creste pana la a IV a fatare, apoi scade treptat.

Factori de mediu:

1. Naturali─ caldurile mari, ploile si umezeala au influenta negativa scazand astfel productia de lapte.

2. Artificiali─ a) hranirea, lipsa substantelor nutritive duce la scaderea cantitatii de lapte(aceste fenomen se intampla iarna si primavara cand substantele nu au atatea substante hranitoare ca vara sau toamna)

b) adaparea

c) igiena corespunzatoare

d) mulsul

Proprietatile fizice si chimice ale laptelui

Proprietatile fizice:

1. Densitatea─ constituie indicele cel mai variabil al laptelui. Este conditionata de raportul care exista intre concentratia laptelui si substantele solide, negrase si grasime. Variaza in raport invers cu continutul de grasime si in raport direct cu continutul de proteine, lactoze si saruri. Limitele normale de variatie ale densitatii laptelui sunt cuprinse intre 1,027 si 1,033 cu o valoare medie 1,029.