Domande e risposte II parte di Processi

Processi - Domande II Parte

Definizione di olio di semi

Un olio di semi è un olio ottenuto dall’estrazione meccanica e/o a mezzo di solvente di semi oleosi e successivamente sottoposto a processo industriale di raffinazione; deve essere esente da coloranti aggiunti. Gli oli di semi devono essere fluidi alla temperatura di 15°C; l’acidità, espressa in % acido oleico, deve essere inferiore a 0.5%, gli assorbimenti spettrofotometrici a 420 e 453 nm devono essere rispettivamente inferiori a 0.20 e 0.10.

Effetti dei trattamenti termici e meccanici sulle caratteristiche dei componenti del latte

Il latte è un prodotto particolarmente eterogeneo dal punto di vista fisico, in quanto le varie componenti si trovano in diverse fasi: infatti il grasso si trova in emulsione nel plasma latteo (latte magro), a sua volta costituito da caseine in dispersione colloidale nella soluzione acquosa che è il siero, contenente sieroproteine, zuccheri, vitamine ed enzimi.

I trattamenti termici e meccanici a cui viene sottoposto il latte per ottenere i numerosi prodotti derivati influiscono in maniera importante su queste componenti. Le sieroproteine sono particolarmente sensibili al calore: infatti induce la denaturazione di una parte di esse che vanno a formare dei complessi con la caseina, riducendo l’attitudine del latte alla caseificazione (viene impedito il legame con gli ioni calcio). In particolare, il trattamento termico rompe i ponti S-S, restituendo gruppi sulfidrilici -SH liberi che creano un ambiente riducente e quindi meno sensibile all’ossidazione, soprattutto all’irrancidimento ossidativo.

Le caseine sono invece destabilizzate dalle basse temperature, in quanto la frazione si dissocia dalla micella insieme al fosfato di calcio, passando in soluzione. Anche in questo caso, il latte non è adatto alla caseificazione: infatti produce in tempi maggiori un coagulo meno consistente. Tuttavia, se il latte viene scaldato intorno ai 62-65°C, il fosfato di calcio torna in parte nella sua forma colloidale (legato alla caseina), ripristinando parzialmente la capacità casearia del latte.

Nel caso dei lipidi, con il trattamento termico questi vanno incontro ad idrolisi e formazione di lattoni, con conseguente liberazione di acidi grassi e formazione di odori sgradevoli.

I trattamenti meccanici che influiscono in maniera importante sul grasso del latte sono la standardizzazione del tenore in lipidi e l’omogeneizzazione. La standardizzazione, in seguito alla scrematura completa del latte (ottenuta per centrifugazione), consiste nel riaggiungere al latte magro (0.08-0.1% di grasso) la crema precedentemente rimossa in una quantità tale da ottenere latte scremato (<0.3g/100mL), latte parzialmente scremato (1.5-1.8g/100mL), latte intero (>3.2g/100mL) e latte fresco pastorizzato di alta qualità (>3.5g/100mL).

L’omogeneizzazione invece è un’operazione meccanica utile per ridurre le dimensioni dei globuli di grasso da una media di 4-5 μm a circa 1 μm di diametro, in modo che durante la conservazione non affiorino o vadano incontro a coalescenza. Questo trattamento determina uno stiramento dei globuli, per effetto dell’elevata velocità, contemporaneamente alla loro rottura, per effetto della diminuzione di pressione: infatti il latte è costretto a passare attraverso un piccolo gap (diminuzione improvvisa del diametro della condotta), prima del quale la pressione aumenta e all’uscita del quale torna a valori atmosferici. Inoltre, si hanno anche un aumento della superficie specifica dei globuli da 4 a 6 volte e la modificazione della membrana originaria: infatti ad essa sono adsorbite delle caseine provenienti dalla fase magra. Infine, l’omogeneizzazione non consente una successiva separazione del grasso e, come lo sbattimento, ne favorisce l’irrancidimento idrolitico e l’irrancidimento chetonico che è tuttavia bloccato dai trattamenti termici.

Altro componente importante del latte è il lattosio che a temperature superiori a 70-80°C reagisce con gli amminogruppi della lisina durante la reazione di Maillard, responsabile dell’imbrunimento non enzimatico: tra i prodotti rientra la furosina determinata dopo idrolisi acida come fruttosio-lisina. Inoltre, con il calore il lattosio può trasformarsi in lattulosio per isomerizzazione del glucoso a fruttosio.

Infine, il calore determina la distruzione delle vitamine B1/B12/C/D e l’inattivazione totale o parziale degli enzimi, andando a diminuire il valore nutritivo del latte, e lo spostamento dell’equilibrio calcio-fosforo solubile/insolubile, responsabile dell’insolubilizzazione dei sali di calcio, dell’abbassamento di pH e dell’instabilità della caseina.

Industria degli oli: fase di condizionamento

Il condizionamento è un processo attraverso cui i semi vengono portati, mediante il controllo dell’umidità e della temperatura, in condizioni favorevoli per i successivi passaggi. Si tratta di un trattamento a caldo dove posso andare a immettere o togliere umidità a seconda dei casi. Esso ha diversi scopi:

• Completare disorganizzazione struttura cellulare per far uscire l’olio (pressione) e far entrare il solvente. Abbiamo quindi la rottura dei vacuoli e la coalescenza delle goccioline di olio.
• Diminuire la tensione superficiale per favorire l’aggregazione delle goccioline.
• Ridurre la viscosità.
• Denaturare e/o coagulare le proteine che stabilizzano l’emulsione acqua olio al fine di avere una più facile separazione dell’olio dalla massa solida.
• Aumentare la plasticità dei semi per ottenere flakes.
• Inattivare gli enzimi lipolitici.
• Effetto sanitario eliminando sostanze indesiderate come agglutinine, saponine ed i fattori antitripsici.

Ho un primo condizionamento meccanico variabile dai 30 ai 70 minuti a temperature comprese tra 100-110 gradi per far uscire l’olio, ne segue poi uno chimico tramite solvente per far entrare appunto quest’ultimo che avviene tra i 55 e 75 gradi per 20-30 minuti.

I condizionatori possono essere ORIZZONTALI o VERTICALI. In quelli verticali troviamo dei vassoi posti l’uno sopra l'altro in numero variabile da 2 a 10, i semi sono posti su di essi tramite un rastrello che li muove per dare maggiore uniformità al processo. Ogni vassoio è munito di una camicia di riscaldamento ed è riscaldato con vapore diretto, il seme scenderà di vassoio in vassoio e su ognuno di essi è presente uno scarico per i vapori. Quelli verticali sono dei tubi con camicia di termostatazione, il materiale va dal basso verso l’alto. Viene immessa aria per allontanare l’acqua che evapora dai semi stessi.

Raffinazione degli oli: fase di neutralizzazione

La neutralizzazione permette di eliminare gli acidi grassi liberi mediante saponificazione con soda, infatti acido grasso libero + NaOH → sale di acido grasso (sapone) + H₂O. Il processo è più rapido se l’olio ha bassa viscosità e se mantenuto in agitazione. Temperatura variabile dai 65 ai 90°C. Abbiamo una diminuzione dell’acidità organica e di tutti i composti che son solubili in acqua come fosfolipidi, steroli, mono-digliceridi. Otteniamo così, dopo l’aggiunta di soda, delle paste saponose che contengono olio al 50-60% di olio. Esse subiranno una centrifugazione ed una successiva rimozione dei saponi residui che sono ancora presenti in quantità troppo elevate. Faremo quindi dei lavaggi con acqua, aggiungiamo acqua calda in ragione dell’8/10% dell’olio che verrà subito dopo separata per centrifugazione ed un secondo lavaggio se necessario. Essicchiamo l’olio ottenuto per rimuovere le ultime parti di acqua in esso presenti prima di procedere con la decolorazione. I saponi residui sono trattati con acido solforico o cloridrico e diluiti per liberare gli acidi grassi dai sali.

Definizione e composizione del siero di latte

Il siero di latte è la componente acquosa del plasma latteo che si separa dalla cagliata durante la caseificazione. Contiene lattosio (50-75% s.s.), proteine (8-14% s.s.), sali (6-8% s.s.) e grassi in tracce, oltre ai prodotti di degradazione del lattosio (acido lattico, glucosio e galattosio) in proporzione variabile a seconda del processo di caseificazione. Il siero di latte è anche un’ottima fonte di proteine, ricche soprattutto di aminoacidi ramificati.

Industria degli oli: fasi preliminari all’estrazione con solventi

I semi che arrivano possono contenere semi rotti o materiale estraneo (altri semi, foglie, rametti, paglia, sabbia, metalli ecc.); le macchine destinate alla pulitura lavorano su principi meccanici, pneumatici e magnetici. Vengono usati setacci rotanti e setacci piani oscillanti; la setacciatura permette di separare miscele di diversa dimensione in varie frazioni. I setacci piani oscillanti sono mossi sia in senso longitudinale che verticale. I setacci possono essere usati in combinazione con le tarare, che separano, grazie ad una corrente d’aria, i fini e le parti tegumentali; le pietre vengono rimosse con le macchine spietratrici. Tutte le condotte sono collegate con separatori centrifughi di polveri e/o con filtri speciali al fine di abbattere i fini presenti nell’aria. Sul prodotto in ingresso vengono utilizzati dei magneti o degli elettromagneti inclusi in cilindri rotanti sopra i quali il materiale scorre in modo uniforme; il materiale raccolto sul magnete viene allontanato per mezzo di una lama.

Gli enzimi del latte e loro significato quali indicatori dei trattamenti termici

Nel latte sono presenti enzimi contenuti naturalmente (enzimi originari) ed enzimi di origine microbica (enzimi batterici), la cui quantità è funzione della popolazione batterica presente nel latte. Alcuni enzimi sono utili non solo per determinare il trattamento termico a cui è stato sottoposto il latte ma anche per valutarne l’efficacia. A questo proposito si considerano perossidasi, fosfatasi alcalina, catalasi e lipasi.

La perossidasi, in grado di trasferire ossigeno dal perossido di idrogeno a sostanze facilmente ossidabili, viene inattivata da trattamenti effettuati a temperature superiori a 80°C per pochi secondi: quindi la sua presenza nel latte è indice di un trattamento di pastorizzazione a bassa temperatura. La fosfatasi alcalina invece idrolizza il legame estere tra l’acido fosforico e il corrispondente alcol: infatti la sua presenza nel latte è determinata per aggiunta di un estere dell’acido fosforico insieme ad un agente che modifichi il colore del latte in presenza dell’alcol liberato. Si tratta di un enzima termolabile che viene inattivato da trattamenti di pastorizzazione effettuati a 72°C per 15-20s: quindi la sua assenza nel latte indica l’avvenuta pastorizzazione.

La catalasi, che idrolizza il perossido di idrogeno ad acqua e ossigeno, è un enzima tipico del latte mastitico e del colostro ed è prodotto da numerosi batteri. Essendo indice dello stato di salute della mammella dell’animale, una bassa quantità di catalasi è tipica di un latte sano. Il suo contenuto è valutato a partire dalla quantità di ossigeno che l’enzima libera nel latte. Infine, la lipasi, che scinde il legame estere dei trigliceridi liberando glicerolo, acidi grassi, mono- e digliceridi, è inattivata da temperature e tempi più drastici rispetto a quelli necessari per la fosfatasi, soprattutto se si tratta di lipasi microbica.

Raffinazione degli oli: fase di decolorazione

Fase in cui si allontanano la maggiore parte dei composti colorati, trattamento che prevede il contatto dell’olio con composti decoloranti e che viene realizzato sotto vuoto sugli oli disidratati. I composti sono:

• Terre adsorbenti: sono silicati di alluminio che vengono attivati mediante un trattamento con acidi per rimuovere i metalli che occupano i siti attivi, quindi lavate ed essiccate. Le terre aprono la propria struttura a strati creando dei micropori all’interno dei quali vi sono i siti attivi per l’assorbimento delle sostanze più polari dei trigliceridi. Il loro dosaggio è circa 0.5-1.5%.
• Carboni aromatici e silice sintetica: trattengono le sostanze meno polari dei trigliceridi (idrocarburi policiclici aromatici, prodotti di ossidazione di alcune sostanze colorate) e trattengono il 30% del loro peso di olio. Viene essiccato l’olio (U=0.1-0.3%), le terre vengono dosate e miscelate per 15-30 minuti, viene riscaldato il tutto sottovuoto a 90-110°C per 20-30 minuti, raffreddato a 70°C e filtrato.

Le fasi operative sono: essiccamento dell’olio, dosaggio delle terre preventivamente disareate e loro miscelazione per 20-30 minuti con una porzione di olio, riscaldamento sottovuoto a 90-110 gradi per 20-30 minuti con blanda agitazione, raffreddamento a 70 gradi e filtrazione.

Per la filtrazione vengono usati:

• Filtro pressa: costituito da una serie di telai sui quali vengono posizionate delle tele di materiale sintetico; i teli presentano dei fori per il passaggio dell’olio da filtrate e quello filtrato. I telai sono appesi su supporti orizzontali e sono tenuti in pressione; l’olio caldo viene raccolto in una condotta chiusa.
• Filtro a foglie: costituito da telai montati verticalmente all’interno di serbatoi cilindrici con un’apertura per la rimozione del panello di estrazione; presentano elementi filtranti di forma rettangolare costituiti da reti di acciaio supportate su telai sempre in acciaio. Un elemento filtrante è costituito da 3 o 5 strati di rete: i due più esterni sono molto fini per assolvere al loro compito di trattenere il coadiuvante di filtrazione. Il filtrato è raccolto all’interno, in una condotta di uscita; le torte di filtrazione, trattenute tra le diverse foglie, vengono separate mediante vibratori meccanici, sistemi pneumatici o invertendo il flusso dell’olio e rimossa tramite un portellone sul fondo del filtro.
• Filtro a dischi: costituito da dischi orizzontali formati da setacci sui quali poggiano delle reti per la filtrazione delle terre; una condotta posizionata al centro dei dischi consente lo scarico dell’olio filtrato. Le terre vengono poi rimosse dai filtri; durante tutto il processo i filtri vengono mantenuti chiusi per evitare il contatto dell’olio con l’aria.

Definizione e composizione del latticello

Il latticello è il sottoprodotto della burrificazione. Esso si trova alla fine della zangolatura: infatti, per effetto dello sbattimento, i globuli di grasso migrano sulla superficie delle bolle d’aria della schiuma che si è formata e contemporaneamente, per effetto della continua agitazione, la membrana si rompe, determinando la fuoriuscita di grasso liquido che va a circondare i globuli stessi. Se ciò avviene su globuli adiacenti, si crea un unico ammasso di grasso liquido che si separa appunto dal latticello. Tuttavia, il latticello è particolarmente fermentescibile, quindi dopo la zangolatura si effettua un lavaggio con acqua.

Mediamente il latticello contiene: lattosio al 4.00-4.5%, grasso al 0.3-0.5%, proteine al 3.1-3.6%, acido lattico al 0.6-0.7% (dovuto alla fermentazione di una parte del lattosio), sali minerali al 0.7-0.8% e acqua per il restante 90.5-91.30%.

Produzione di burro: fasi di insemenzamento e maturazione

Il processo di produzione del burro, a partire sia da crema acida sia da crema dolce, prevede le fasi di insemenzamento e maturazione solo dopo un trattamento di pastorizzazione ed eventuale deodorazione della materia prima. L’insemenzamento, effettuato direttamente nel tank di maturazione, consiste nell’aggiungere alla crema, in concentrazione pari al 4-5%, dei microrganismi (MO) acidificanti (Lactobacillus lactis o Lactobacillus cremoris) e aromatizzanti (Lactococcus lactis var. diacetilactis e Lactococcus cremoris), produttori di acido lattico, diacetile, acetoino e 2,3-butadiolo. A questo punto, la crema viene lasciata riposare per 12-14 ore nel fermentatore, dotato di un termostato, che regola la temperatura tra i 7 e 18°C, ed di un sistema di agitazione che rende omogeneo il contenuto. Alla fine di questo periodo di sosta, il pH ha raggiunto valori di 4.8-5.1 ed è avvenuta una maturazione biologica e una maturazione fisica, durante la quale è iniziata anche una parziale cristallizzazione del grasso. Infine, ancora prima della successiva zangolatura, la crema viene portata intorno ai 12-14°C.

La temperatura scelta per la maturazione varia con la tipologia di crema usata e con l’alimentazione della vacca: infatti in estate la crema è più ricca di acidi grassi insaturi, più bassofondenti degli acidi grassi saturi, tipici invece della crema ottenuta in inverno, quando l’alimentazione delle vacche è a base di insilati. Quindi per ottenere un burro con caratteristiche costanti nell’arco dell’intero anno è necessario condurre la maturazione a temperature più elevate in inverno, perché il grasso avrà un punto di fusione maggiore, e a temperature più basse in estate, quando il grasso avrà un punto di fusione minore. Tuttavia, in ogni caso, la temperatura viene mantenuta inferiore all’optimum di MO, così da ottenere dei cristalli di burro all’interno dei quali i grassi siano ancora liquidi.

Definizione delle diverse tipologie di oli derivati dalle olive e parametri di legge

Olio vergine di oliva: olio ottenuto dall’oliva mediante trattamenti meccanici e fisici, senza l’utilizzo di solventi, che abbia subito i soli trattamenti di lavaggio, decantazione, centrifugazione e filtrazione, esclusi gli oli ottenuti mediante solvente o con processi di riesterificazione e qualsiasi miscela di oli di altra natura.

Olio extravergine di oliva: acidità libera, espressa in acid...