POTRAVINÁŘSKÉ TECHNOLOGIE A BIOTECHNOLOGIE Mlékárenské technologie Milada Plocková, Šárka Horáčková Ústav mléka, tuků a kosmetiky VŠCHT Praha Co je mléko? (Co není mléko?) Mléko je tekutý sekret mléčné žlázy savců (mléčná žláza uložena ve vemeni). Mléko je jediná potrava mladých savců v počátečním období života (zdroj energie, stavebních látek, protilátek). 1
Tvorba mléka Je řízena hormonálně a souvisí s ukončením gravidity zvířete. Doba po kterou dojnice produkuje mléko laktace - 300 dní. 1-2 měsíce po otelení dojnice znovu zabřezne. 60 dní před dalším porodem odpočívá, stojí nasucho. Produkce mléka Kráva-celosvětově nejrozšířenější produkční zvíře (cca 5/6 vyprodukovaného mléka) Ovce, koza, buvol, kůň atd. - lokální význam (cca 1/6) 2
Průměrné složení kravského mléka (% hm.) voda: 87,5 sušina: 12,5 tuk: 4 bílkoviny: 3,2 (kasein 80 %, bílk. syrovátky 20 %) laktosa: 4,6 minerální látky: 0,7 (Ca, P, Na, K, Mg) vitaminy: A, B 1, B 2, C, D plyny: O 2, N 2, CO 2 enzymy, mikroorganismy, buněčné elementy, (!cizorodé látky) Variabilní především obsah tuku, obsah bílkovin a laktosy kolísá minimálně. Složení mléka některých savců kaseinová mléka 3
Složení mléka některých savců albuminová mléka Proč je mléko smetanově bílé? Kasein, tukové kuličky Karoteny, vit B 2 bílá žlutá Fyzikálně-chemická povaha mléka: Polydisperze: - emulze (tuk) - koloidní roztok (bílkoviny) - pravý roztok (laktosa) 4
Nutriční význam Bílkoviny (snadno stravitelné, role v imunitě) minerální látky (Ca, P, stopové prvky) Vitaminy (D stavba kostní hmoty, imunita) Některé mlékárenské výrobky (fermentované mléčné nápoje) - funkční potraviny Mléko jako funkční potravina Kontrola váhy Kardiovaskulární systém Kostra Psychická rovnováha Bioaktivní složky mléka Probiotické bakterie Zuby Imunitní systém Probiotické bakterie Gastrointestinální trakt 5
Zdravotní potíže a rizika spojená s konzumací mléka ß-galaktosidasová nedostatečnost alergie na bílkoviny obsah nasycených MK v mléčném tuku riziko obsahu cizorodých látek riziko výskytu patogenních bakterií v syrovém mléce (Salmonella, Listeria) Produkce mléka (Farma) Doprava cisternami Zpracování mléka (Mlékárenský závod) dojení filtrace chlazení (4 o C) skladování (4-6 o C) K1 Farma Mlékárenský závod příjem mléka, skladování - K2 1. Základní mlékárenské ošetření 2. Výroba hlavních produktů 3. Zpracování hlavních produktů 2. stupně 4. Zpracování vedlejších produktů 2. stupně 6
KONTROLA Zdravotní nezávadnost SVS (Státní veterinární správa) Jakost: K1 farma (kyselost, teplota, senzorické posouzení) K2 příjem mlékárenského závodu (množství, teplota, měrná hmotnost, čistota) K3 centrální laboratoř proplácení! (složení, mikrobiologická jakost) 7
Požadované parametry mléka Titrační kyselost 6,0 7,5 o SH ph 6,6 6,8 Hustota při 20 o C ne nižší než 1,028 g/l Bod tuhnutí vody -0,535 o C Neporušené složení podle obsahu tuku, bílkovin, bodu tuhnutí vody a kyselosti Celkový počet mikroorganismů menší než 100 000 KTJ/ml Počet somatických buněk menší než 400 000/ml Přítomnost antibiotik negativní 1. Základní mlékárenské ošetření odvětrání odstřeďování mléka a standardizace tučnosti pasterace (deskové výměníky, záhřev pod 100 o C ): dlouhodobá 63-65 o C / 30 min (minimální použití) šetrná 71-74 o C / 20 s vysoká 85-95 o C / 5 s (homogenizace) chlazení Pasterace zajištění zdravotní nezávadnosti, prodloužení trvanlivosti 8
Bylund,1995 2. Výroba hlavních produktů pasterované mléko UHT mléko (sterilované) zahuštěné mléko (slazené, neslazené) sušené mléko (výživa kojenců, dospělých lidí, hospodářských zvířat) máslo mražené smetanové krémy fermentované výrobky (mléko, jogurt, kefír) sýry (čerstvé, zrající) Tvarohy Výrobky definovány Zák. 110/1997 Sb., Vyhl.77/2003 Sb. 9
3. Zpracování hlavních produktů 2. stupně tavené sýry tvarohové a smetanové speciality 4. Zpracování vedlejších produktů 2. stupně zpracování podmáslí (fermentace, sušení) zpracování syrovátky Tekuté mléčné výrobky Pasterovaná mléka Pasterované čerstvé mléko min. trvanlivost 10 dnů při distribuční teplotě 4 6 o C Mléko s prodlouženou trvanlivostí až 45 dnů při 4 6 o C Trvanlivá mléka vyžadují sterilační záhřev Sterilace v obalu (lahev, plechovka) UHT záhřev kontinuální záhřev 135 150 o C několik sekund s aseptickým plněním do obalů (dosažení praktické sterility) Trvanlivost většinou 6 měsíců při pokojové teplotě 10
Tekuté mléčné výrobky Smetana 10 18 % tuku sladká smetana přímá konzumace, pasterace smetana do kávy trvanlivá, sterilace nebo UHT záhřev 30 40 % tuku smetana ke šlehání Bylund, 1995 11
Bylund, 1995 Neslazené zahuštěné mléko 1. Export do tropických zemí snadná obnovitelnost 2. Přímá spotřeba Typ konzervace: sterilace standardizace tvs (2-2,5 x zahuštěné mléko) vysoká pasterace nebo UHT zahušťování na odparce homogenizace chlazení úprava termostability (Na 2 HPO 4 ) plnění a sterilace a) plnění, sterilace 110-120 o C / 10-15 min b) UHT 140 o C / 15 s, aseptické plnění 12
Slazené zahuštěné mléko Typ konzervace: hypertonické prostředí (více než 40% sararosy, 30% suš. mléka) standardizace tvs vysoká pasterace nebo UHT zahušťování (několikastupňová odparka s klesajícím filmem, snížený tlak) slazení (cukr - pasterovaný sirup) odpařování (standardizace sušiny) chlazení a nucená krystalizace aseptické balení Sušené mléko Konzervace mléka, zpracování přebytků mléka, celosvětový obchod standarizace tvs (příp. domíchíní tekutých komponent) pasterace (dle požadavku odběratelů) sušení dříve (na válcích bez předchozího zahušťování) sušení nyní : ve sprejových sušárnách zahušťování rozprášení v sušící komoře do proudu horkého vzduchu (160 220 o C) Rozprašování (atomizace): trysky nebo rozprašovací kotouč asi 70% vody odpařeno během první sekundy 13
Sušené mléko sušené mléko padá na dno věže vibrofluidní žlab, pneudoprava chlazení odlučování nejmenších částic od vzduchu (cyklony, tkaninové filtry) (instantizace zlepšení rozpustnosti nutné odstranění prachových částic, zajištění aglomerace částic a krystalizace laktosy dosaženo zvlhčením sušeného mléka, nástřik lecitinu) dosoušení, chlazení, (domíchání suchých komponent) balení Máslo Emulze mléčné plazmy (vodná fáze) v mléčném tuku Máslo min. 80% mléčného tuku obsah vody max. 16 %, ostatní netuky (laktosa, bílkoviny minerální látky) obvykle do 2% Máslo se sníženým obsahem tuku (61%) Máslo s nízkým obsahem tuku (max. 41%) Obchodní označení: Čerstvé máslo Máslo Stolní máslo Máslo se smetanovým zákysem 14
Máslo Principy výroby: 1. Zpěňovací způsob stloukání smetany diskontinuálně v máselnici kontinuální zmáselňovač 2. Koncentrační způsob odstřeďování vysokotučné smetany 3. Emulgační způsob Máslo Máselnice z 19. st. 15
Máslo Zpěňovací způsob výroby másla: odstřeďování mléka (odstředěné mléko, smetana) vysoká pasterace smetany chlazení fyzikální zrání (30 50 % vykrystalizovaného podílu) případně biologické zrání (smeanový zákys) stloukání (kontinuální zmáselňovač) odloučení podmáslí, praní máselného zrna hnětení, standardizace obsahu vody, případné solení formování, balení (malospotřebitelské, velkospotřebitelské, pro skladování) Mražené krémy Dle použitých surovin: 1. Výhradně z mléčných surovin Mléčná tps (základ chuti, viskozita, tvorba pěny) Tuk (chuť, konzistence, stabilita při tání) Cukr Stabilizátory (emulgátory, zahušťovadla) 2. S obsahem rostlinného tuku 3. Sorbety (ovocná šťáva, mléčný tuk, mléčná tps) 4. Vodové zmrzliny 16
Mražené smetanové krémy navážení surovin (mléčné, nemléčné) homogenizace pasterace (vysoká, při šaržové výrobě dlouhodobá) zrání (0-4 o C, krystalizace tuku) šlehání, zmrazování (-6 o C) formování (-6 o C) ztužování (-20 o C) balení skladování (-20 o C) Fermentované mléčné výrobky Použití bakterií, příp. kvasinek pro biologickou konzervaci mléka Nutriční výhody Pozitivní vliv na organismus člověka, studium tzv. probiotických vlastností Bakterie mléčného kvašení: Streptococcus sp. Leuconostoc sp. Lactococcus sp. Lactobacillus sp. (Bifidobacterium sp.) 17
Fermentované mléčné výrobky Druhy výrobků: fermentovaná mléka fermentované smetany fermentované podmáslí jogurty kefír kumis kumys Fermentované mléčné výrobky Příprava a použití zákysových kultur (mezofilní, termofilní) Princip výroby: výběr mléka deaerace pasterace (vysoká denaturace bílkovin syrovátky) standardizace tuku a tps homogenizace chlazení na teplotu zakysání fermentace: a) v obalu: - chlazení (4-6 o C) - skladování b) v tanku: - chlazení a míchání s ovocnou složkou - plnění do obalů - chlazení (4-6 o C) - skladování 18
SÝRY Nutriční význam, vysoká senzorická kvalita Sýry přírodní (kyselé, sladké) Sýry tavené Kyselé sýry a tvarohy Princip výroby: Plnotučné, částečně odstředěné, odstředěné mléko Kyselé srážení mléka izoelektrické vysrážení kaseinu při ph 4,6, použití mezofilního zákysu s malým množstvím syřidla Lisování nebo odstřeďování Příklady: Olomoucké tvarůžky Krémový sýr žervé Tvaroh (měkký, polotučný, tučný, na strouhání, průmyslový) Výroba tvarohu: Klasická výroba (kyselé srážení mléka, lisování v tkaninových pytlích) 25 % suš. odstředivkový způsob výroby méně než 25 % suš. Termotvaroh (před odstřeďováním termizace) Tvaroh na strouhání (bez přídavku syřidla, dohřívání, lisování) 17 % suš. 32 % suš. 19
Sladké sýry Princip výroby: Sladké srážení mléka působením proteolytických enzymů (chymosin, pepsin) syřidla hydrolýza kapa-kaseinu Příklady: čerstvé sýry: smetanový sýr, cottage sýry s mazem na povrchu: Romadur sýry s plísní na povrchu: Camembert sýry s plísní v těstě: Roquefort sýry holandského typu (polotvrdé): Gouda, Eidam sýry švýcarského typu (tvrdé): Ementál sýry velmi tvrdé (na strouhání): Parmezán, Grana Základní operace při výrobě sýrů šetrná pasterace napuštění do kotle úprava mléka před sýřením (zakysání, přídavek CaCl 2, KNO 3 ) sýření zpracování sýřeniny (krájení, míchání, přídavek vody, dohřívání) formování, lisování solení zrání (enzymy MO, syřidla, mléka) 20
21
Fox et al., 2004 Mikroorganismy uplatňující se při zrání sýrů Bakterie: Streptococcus sp. Lactococcus sp. Lactobacillus sp. Propionibacterium sp. Brevibacterium sp. Kvasinky: Candida sp. Kluyveromyces sp. Plísně: Penicillium sp. 22
sýry ze syrového mléka sýry z ovčího, kozího mléka, kombinace mlék sýry z opatství sýry s přídavkem bylinek, ořechů, vinných hroznů Syrovátka (% hm.) Sladká syrovátka Kyselá syrovátka Sušina 6.0 6,5 5.0 6.0 Laktosa 4.5-5.0 3.8 4.3 Bílkoviny 0.55 0.55 Kyselina mléčná Tuk Popeloviny ph stopy 0,8 0.05 < 0,01 0.50 0.80 6.1 4.6 23
Syrovátka Zpracování: zahušťování sušení využití jednotlivých složek membránové procesy (bílkoviny, laktosa) syrovátkové nápoje syrovátkové sýry výživa pro sportovce WPC, WPI Tavené sýry příprava směsi na tavení přídavek tavících solí: citrátů, fosfátů zajišťují výměnu Ca 2+ iontů za Na +, rozpouštějí bílkoviny, emulgují tuk, podílejí se na vazbě vody, upravují ph Tavení tavičky: parou vyhřívaný plášť, přímý vstřik páry intenzivní míchání vakuum teplota tavení 80 95 o C balení chlazení 24
Doporučená literatura: Čurda L., Plocková M., Štětina J. (2002): Technologie mléka a mlékárenských výrobků. V knize: Kadlec P. (Edit.): Technologie potravin II, str. 9 84, VŠCHT Praha. Čurda L., Plocková M., Štětina J. (2009): Technologie mléka a mlékárenských výrobků. V knize: Kadlec P. (Edit.): Co byste měli vědět o výrobě potravin, str.227-294, KEY Publishing Ostrava. http://tresen.vscht.cz/tmt/eso/ Děkuji Vám za pozornost. 25