Analisi comparativa della qualità e fattibilità economica dell'unità di lavorazione dello yogurt ad energia solare per la catena del valore lattiero-casearia decentralizzata

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 6878 (2023) Citare questo articolo

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A causa della mancanza di strutture per la lavorazione del latte alla stalla, i produttori di latte sono costretti a vendere il latte crudo, con conseguenti compromessi economici e di qualità. Lo studio ha confrontato la qualità dello yogurt lavorato nell’unità di lavorazione dello yogurt ad energia solare con la catena del valore del latte esistente e la sua fattibilità tecnico-economica. A tale scopo è stata condotta un'analisi dell'esperimento confrontando quattro diversi approcci di lavorazione del latte. Gli attributi di qualità del latte lavorato come grassi (5,283%), solidi non grassi (9,0833%), sali (0,6833%), proteine ​​(3,8%), lattosio (4,1%), solidi totali (14,383%), pH ( 6,87), la densità (1,031 kg/L) e il punto di congelamento (-0,532 °C) sono stati trovati entro gli intervalli standardizzati. Allo stesso modo, nel caso dello yogurt, questi attributi sono stati trovati come grassi (5,5%), solidi non grassi (8,683%), acidità (0,93%), lattosio (4,73%), solidi totali (14,183%), pH ( 4,3433), densità (1,039 kg/L) sineresi (9,87 mL/100 g), intervallo di conta di S. thermophilus (10,18–10,30 log cfu/mL) e intervallo di conta di L. bulgaricus (10,26–10,34 log cfu/mL). Inoltre, l’assenza di conta di coliformi nello yogurt trattato con energia solare, ha sostenuto l’idea attuale di eseguire tre processi di riscaldamento, fermentazione e raffreddamento in una singola unità. In base alle fonti energetiche utilizzate, il periodo di ammortamento è stato calcolato in 1,3–9 anni con una durata di vita prevista di 15 anni mentre in termini di profitto del prodotto, il periodo di ammortamento previsto era di 1,78 anni. Il costo di lavorazione per litro di latte per la produzione di yogurt è stato calcolato in 0,0189 USD. Considerando il risparmio sulle emissioni di CO2, si prevede che un’unità di lavorazione dello yogurt alimentata a energia solare possa generare 107,73 MWh di energia utile durante la sua vita operativa con zero emissioni di CO2.

Lo yogurt è uno dei più antichi prodotti a base di latte fermentato ed è ampiamente consumato in tutto il mondo. Contiene molte proteine, calcio e vitamine. I batteri produttori di acido lattico, come S. thermophilus e L. bulgaricus, o altri batteri con metabolismo reciprocamente complementare, fermentano lo yogurt1. Lo yogurt naturale ha un delicato sapore di noce e una consistenza liscia e viscosa simile a un gel2. I batteri dell'acido lattico fermentano il lattosio, producendo acido lattico, anidride carbonica, acido acetico, diacetile, acetaldeide e una varietà di altri composti che conferiscono allo yogurt il suo sapore caratteristico3. Hamdan et al.4 hanno scoperto che una miscela 1:1 di L. bulgaricus e S. Thermophilus produceva un elevato contenuto di acetaldeide nel latte. Tuttavia, la produzione di yogurt sicuro e di alta qualità richiede una lavorazione meticolosa. In realtà, anche una piccola quantità di contaminazione può degradare la qualità dello yogurt e avere gravi conseguenze sulla salute dei consumatori.

Il Pakistan produce oltre 59.666 milioni di tonnellate di latte ogni anno, classificandosi al terzo posto nel mondo dopo l'India e gli Stati Uniti5, con la maggior parte dei produttori costituiti da piccoli agricoltori (> 80%). Sfortunatamente, solo il 5% di questo latte viene lavorato, mentre il resto viene maneggiato da lattai che spesso non sono igienici e pongono notevoli problemi alla salute. A causa della mancanza di impianti di lavorazione, il 15-19% del latte totale prodotto nel paese viene sprecato, mentre il resto viene gestito in modo non corretto6. Lo yogurt è un prodotto lattiero-caseario popolare non solo nel subcontinente indo-pakistano, ma anche in tutto il mondo: la produzione di yogurt è aumentata di 8,3 × 106 tonnellate nel periodo dal 1990 al 2015 negli Stati Uniti7. In Pakistan, lo yogurt rappresenta oltre il 70% di tutti i prodotti lattiero-caseari fermentati8, sebbene la fermentazione del latte riceva meno attenzione per migliorarne la durata di conservazione, l’aroma e il contenuto nutrizionale. La tabella 1 elenca i principali paesi produttori di latte5 e yogurt9.

Sfortunatamente, diversi adulteranti chimici e microbiologici degradano la qualità del latte durante tutta la lavorazione e lungo la catena di fornitura10,11,12,13,14. Nei paesi in via di sviluppo, i sistemi di produzione e distribuzione del latte sono ancora molto tradizionali e dominati principalmente dal settore privato informale, composto da vari agenti come produttori, raccoglitori, intermediari, trasformatori, commercianti e caseifici, ciascuno dei quali svolge un ruolo specializzato. in un punto specifico della catena di fornitura15. In pratica, in ogni fase del processo di commercializzazione non vengono effettuati quasi test16. La maggior parte delle aziende lattiero-casearie nelle aree urbane sono esposte a polvere e insetti e solo una manciata di esse è dotata di sistemi di refrigerazione. I contenitori per il trasporto non sono igienici e l’adulterazione del latte rappresenta una delle principali preoccupazioni nella catena di approvvigionamento del latte periurbano. Tuttavia, a causa dei clienti attenti ai prezzi nel paese, la domanda di latte crudo e dei suoi prodotti, come lo yogurt, è superiore a quella del latte trasformato e dei suoi prodotti17. A causa del consumo diffuso di latte e latticini, questi prodotti sono possibili bersagli di adulterazione, con guadagno finanziario per produttori senza scrupoli18.