UNIWERSYTET ROLNICZY IM. HUGONA KOA
A

TAJA W KRAKOWIE
WYDZIAA
TECHNOLOGII śYWNOŚCI
Katedra Przetwórstwa Produktów Zwierzęcych
ĆWICZENIE 4
OCENA WARTOŚCI ODśYWCZEJ I ZDROWOTNEJ
MLECZNYCH NAPOJÓW FERMENTOWANYCH
Studia stacjonarne I stopnia  rok III, semestr V
Przedmiot: Mleko i Przetwory Mleczarskie w śywieniu Człowieka
Mleczne napoje fermentowane
Fermentacja mlekowa jest jedną z najstarszych i najbardziej rozpowszechnionych na
świecie metod utrwalania mleka. W przeszłości metoda ta była wyłącznie stosowana w
gospodarstwach domowych do utrwalania mleka ró\
nych ssaków, a umiejętność wytwarzania
produktów fermentowanych przenoszono z pokolenia na pokolenie.
Na świecie znanych jest ponad 400 ró\
nych produktów, które mo\
na zaliczyć do
rodziny mlecznych napojów fermentowanych, dlatego ich klasyfikacja jest niezwykle trudna.
Podstawowym kryterium podziału jest rodzaj mikroflory stosowanej do produkcji mlecznych
napojów fermentowanych, który ma swoje tradycje wynikające z naturalnej, trwającej przez
wieki selekcji mikroflory, zale\
nej przede wszystkim od warunków klimatycznych. W
krajach o ciepłym klimacie wyselekcjonowała się mikroflora termofilna, która po
wyizolowaniu umo\
liwia produkcję takich wyrobów jak np. jogurt. Z kolei w krajach o
umiarkowanym lub zimnym klimacie mleko ukwaszano mezofilnymi bakteriami fermentacji
mlekowej, które są stosowane do produkcji min. maślanki i zsiadłego mleka.
Produktem uzyskanym w wyniku fermentacji mieszanej, mlekowo-alkoholowej jest
kefir, który tradycyjnie przygotowany jest przy u\
yciu grzybków kefirowych, będących
symbiotycznym tworem bakterii fermentacji mlekowej i dro\
d\
y.
Mleczne napoje fermentowane są tak\
e uzyskiwane w wyniku aktywności bakterii
fermentacji mlekowej i pleśni, jak np. viili.
Kolejna grupa to produkty probiotyczne, czyli mleka fermentowane przez
wyselekcjonowaną mikroflorę jelitową, naturalnie bytującą w przewodzie pokarmowym
człowieka. Probiotyki są definiowane jako pojedyncze lub mieszane \
ywe kultury
mikroorganizmów, które podawane człowiekowi lub zwierzętom wywierają na ich organizmy
korzystny wpływ, zapewniając właściwą równowagę mikroflory zasiedlającej organizm.
Wa\
ne, \
e organizmy te muszą być zidentyfikowane co do szczepu, muszą być odpowiednio
liczne (106 jtk/1 ml lub g) oraz aktywne do końca okresu przydatności do spo\
ycia.
Zazwyczaj do grupy tej zalicza się szczepy bakterii z rodzaju Bifidobacterium oraz
Lactobacillus. Aby mogły spełniać swoją terapeutyczną rolę muszą być równie\
spo\
ywane
regularnie w odpowiedniej ilości (co najmniej 100g dziennie jogurtu zawierającego szczepy
probiotyczne).
Przykład oznakowania szczepu probiotycznego:
Lactobacillus acidophilus LA5 (rodzaj  gatunek  szczep)
Obecnie często do produkcji mlecznych napojów fermentowanych stosuje się
mieszaninę tradycyjnych bakterii fermentacji mlekowej i bakterii probiotycznych. Mleka
takie noszą ró\
ne nazwy w zale\
ności od składu zakwasu czystych kultur, jak np.: biojogurt,
bifigurt. Producenci takich napojów nadają te\
zastrze\
one nazwy handlowe jak np. YakultŁł,
Actimel�, ActiviaŁł i Benefit�.
Pod względem metody produkcji mleczne napoje fermentowane mo\
na podzielić na
napoje wytwarzane metodą zbiornikową (tzw. mieszane) i termostatową (tzw. stałe),
natomiast w zale\
ności od formy występowania mo\
na je podzielić na napoje o zwiększonej
zawartości suchej masy, np. pasty i proszki, płynne i zestalone, np. mro\
one i \
ele.
Zgodnie z definicją Komisji Kodeksu śywnościowego, Światowej Organizacji Zdrowia
(WHO) i Międzynarodowej Federacji Mleczarskiej (FIL/IDF) z 1997r., mleczne napoje
fermentowane są produktami otrzymanymi z mleka w wyniku działania specyficznej
mikroflory powodującej obni\
enie pH i koagulację mleka. Zastosowane specyficzne
mikroorganizmy muszą być \
ywe, liczne i aktywne tak\
e w końcowym okresie przydatności
2
do spo\
ycia. Wymienione organizacje ustaliły, \
e tradycyjne nazwy mlecznych napojów
fermentowanych są zastrze\
one dla wyrobów zawierających specyficzną mikroflorę w
określonej liczbie. Oznacza to, \
e dla napojów produkowanych z udziałem mikroorganizmów
innych ni\
te zastrze\
one nie mogą być stosowane nazwy tradycyjne. Jeśli np. przy produkcji
jogurtu u\
ywa się innych ni\
tradycyjne mikroorganizmów np. bifidobakteri i/lub
Lactobacillus acidophilus, producenci mają w takich przypadkach obowiązek podawania na
opakowaniu składu zastosowanej mikroflory.
Nazwy i określenia ró\
nych mlecznych napojów fermentowanych:
Mleko fermentowane (wg. PN-A-86061:2002)  produkt otrzymany w wyniku fermentacji
mleka i/lub innych surowców pochodzenia mlecznego z u\
yciem odpowiedniej mikroflory,
która powoduje obni\
enie pH i/lub koagulację mleka; z dodatkiem lub bez dodatku nie więcej
ni\
30% (m/m) niemlecznych składników smakowych i/lub aromatów; o zwiększonej lub nie
zwiększonej zawartości suchej masy.
Do mleka fermentowanego smakowego stosuje się następujące dodatki:
- sacharozę i inne cukry (fruktoza, syrop glukozowy, miód),
- składniki, takie jak owoce, przetwory owocowe, owoce suszone, warzywa, soki,
przeciery, pulpy, ziarna zbó\
, czekolada, orzechy, kawa, kakao i inne przetwory
spo\
ywcze.
Oraz wyłącznie do mleka fermentowanego smakowego i mleka fermentowanego
poddanego obróbce cieplnej:
- \
elatynę i skrobię.
Mleko ukwaszone  napój z mleka znormalizowanego poddanego pasteryzacji, ukwaszonego
zakwasem czystych kultur maślarskich: Lactococcus lactis ssp. lactis, Lactococcus lactis ssp.
cremoris, Lactococcus lactis ssp. lactis var. diacetylactis, Leuconostoc mesenteroides ssp.
cremoris.
Mleko acidofilne - napój z mleka znormalizowanego lub odtłuszczonego, pasteryzowanego,
ukwaszonego zakwasem czystych kultur Lactobacillus acidophilus.
Kefir - napój z mleka pasteryzowanego, znormalizowanego poddanego fermentacji mlekowo-
alkoholowej przez dodanie zakwasu z grzybków kefirowych. Grzybki kefirowe są zoogleą
(zlepieńcem) bakterii fermentacji mlekowej (Lactobacillus spp., Lactococcus spp.,
Leuconostoc spp.), dro\
d\
y (Saccharomyces spp., Kluyveromyces spp., Candida spp.), a tak\
e
bakterii octowych (Acetobacter aceti), które tworzą układ symbiotyczny. Ziarna tworzą
uporządkowaną strukturę, w której środku znajdują się komórki dro\
d\
y, a w warstwach
zewnętrznych ziarniaki, paciorkowce i pałeczki.
Jogurt - napój z mleka znormalizowanego, zgęszczonego przez dodatek odtłuszczonego
mleka w proszku lub odparowanie części wody, poddanego pasteryzacji, a następnie
ukwaszonego zakwasem czystych kultur bakterii z grupy Streptococcus thermophilus i
Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus.
Jogurt o zmienionej mikroflorze  mleko fermentowane zawierające charakterystyczne
kultury Streptococcus thermophilus i dowolne kultury Lactobacillus inne ni\
Lactobacillus
delbrueckii ssp. bulgaricus.
3
Maślanka  napój uzyskany przy wyrobie masła ze śmietany pasteryzowanej i ukwaszonej
zakwasem czystych kultur maślarskich, bez dodatku wody, nienormalizowany lub o
określonej zawartości tłuszczu, maślanka mo\
e być tak\
e produkowana z dodatkiem mleka
odtłuszczonego, pasteryzowanego i zakwasu czystych kultur bakterii kwasu mlekowego, w
skład których wchodzą: Lactococcus lactis ssp. lactis, Lactococcus lactis ssp. cremoris,
Lactococcus lactis ssp. lactis var. diacetylactis, Leuconostoc mesenteroides ssp. cremoris.
Pod względem metody produkcji mleczne napoje fermentowane mo\
na podzielić na
napoje wytwarzane metodą zbiornikową  tzw. mieszane, w których wytworzony w zbiorniku
skrzep poddaje się mieszaniu i napełnianiu opakowań jednostkowych i termostatową  tzw.
stałe, które inkubuje się w opakowaniach jednostkowych, dzięki czemu wytworzony skrzep
nie jest poddawany obróbce mechanicznej i ma charakter \
elu.
W zale\
ności od formy występowania mleczne napoje fermentowane mo\
na podzielić
na: napoje płynne i półpłynne (np. jogurty mieszane); o zwiększonej po procesie fermentacji
zawartości suchej masy (np. pasty i proszki); zestalone (mro\
one i \
ele).
Podstawowym procesem zachodzącym podczas produkcji mlecznych napojów
fermentowanych jest fermentacja mlekowa, aczasem tak\
e fermentacja alkoholowa. Procesy
te zachodzące w warunkach beztlenowych, polegaja na enzymatycznej przemianie
węglowodanów do kwasu mlekowego, etanolu, kwasu octowego, kwasu mrówkowego i
dwutlenku węgla oraz uwolnienia energii potrzebnej do procesów \
yciowych komórek
bakterii. Fermentacja mlekowa mo\
e mieć postać:
- homofermentacji  kwas mlekowy stanowi 85% wszystkich metabolitów,
- heterofermentacji  kwas mlekowy stanowi 50% wszystkich metabolitów, ponadto
powstają tak\
e kwas octowy, etanol oraz dwutlenek węgla.
Kwas mlekowy występuje w ró\
nych formach izomerycznych: L(+) i D(-) oraz
racemicznej DL. Proporcje poszczególnych form tego kwasu są zmienne i zale\
ą od rodzaju
substratu i mikroorganizmów, a tak\
e przy stałym składzie mikroorganizmów, od parametrów
procesu fermentacji oraz warunków przechowywania produktu. Forma kwasu D(-) jest
znacznie wolniej absorbowana z jelit ni\
forma L(+). Dzięki temu kwas D(-) mo\
e
przechodzić w znacznych ilościach do jelita grubego, zakwaszając jego treść i hamując tym
samym rozwój bakterii chorobotwórczych i toksynotwórczych. Wg WHO spo\
ycie formy
D(-) nie powinno być większe ni\
100 mg na 1 kg masy ciała.
Fermentacja cytrynianów - bakterie Lactococcus lactis ssp. lactis var. diacetylactis i
Leuconostoc mesenteroides ssp. cremoris mają zdolność fermentacji cytrynianów zawartych
w mleku do diacetylu  podstawowego związku kształtującego aromat masła, śmietany,
maślanki i innych napojów fermentowanych. W zale\
ności od uzdolnień mikroorganizmów,
dwuacetyl mo\
e gromadzić się w ilościach nawet do kilkunastu mg w dm3.
Fermentacja alkoholowa  zachodzi w kefirze i kumysie. Prowadzona przez dro\
d\
e, które
mo\
na podzielić na fermentujące laktozę  Candida kefir, Kluyveromyces marxianus var.
marxianus oraz dro\
d\
e nie fermentujące laktozy  Sacharomyces cerevisiae i Sac.
unisporus. Zawartość alkoholu etylowego zarówno w kefirze, jak i kumysie jest zmienna i
zale\
y od czasu dojrzewania. Zawartość etanolu w kefirze mo\
e wahać się od 0,1% do ponad
1%, a w kumysie od 1% do 3,5%.
4
Tworzenie związków aromatycznych.
Mikroorganizmy stosowane do produkcji mlecznych napojów fermentowanych
wytwarzają związki nadające napojom specyficzny aromat. Do najwa\
niejszych związków
będących produktami metabolizmu bakterii fermentacji mlekowej nale\
y zaliczyć: kwas
mlekowy, aldehyd octowy, dwuacetyl, kwas octowy i alkohol etylowy. Oprócz tych
związków wytwarzane są w mniejszych ilościach równie\
inne substancje, takie jak: lotne
kwasy (mrówkowy, propionowy), aceton, alkohole i estry.
Kwas mlekowy jest głównym produktem we wszystkich napojach (0,5-1,5%), w
których zachodzi fermentacja i wywiera istotny wpływ na smak i zapach napojów. Dwuacetyl
(0-15 mg/dm3) jest produktem powstającym głównie w wyniku fermentacji cytrynianów.
Najwięcej dwuacetylu jest w napojach zawierających bakterie Lactococcus lactis ssp. lactis
var. diacetylactis i Leuconostoc mesenteroides ssp. cremoris, nale\
ą do nich maślanka,
śmietana czy kwaśne mleko. W przypadku jogurtu i produktów pochodnych, głównym
składnikiem aromatu jest aldehyd octowy (0-40 mg/dm3), który powstaje w wyniku
metabolizmu węglowodanów. Spośród bakterii jogurtowych, pałeczki Lactobacillus
delbruecki ssp. bulgaricus wytwarzają więcej tego związku ni\
ziarniaki Streptococcus
thermophilus. Nadmiar aldehydu octowego jest niepo\
ądany podczas produkcji śmietany,
maślanki, mleka ukwaszonego, gdy\
nadaje im posmak trawiasty. W przypadku napojów
otrzymanych na bazie fermentacji alkoholowej (kefir, kumys) znaczny udział w kształtowaniu
smaku ma alkohol etylowy (0-3%). Do związków współtworzących bukiet smakowo-
zapachowy napojów fermentowanych zaliczyć mo\
na tak\
e lotne kwasy, takie jak: octowy,
propionowy, mrówkowy, masłowy, izowalerianowy, kapronowy, kaprylowy i kaprynowy
oraz aminokwasy i inne związki powstałe wskutek degradacji białek, tłuszczu i laktozy.
Wymagania chemiczne i dla charakterystycznej mikroflory według PN-A-86061:2002
 Mleko i przetwory mleczne. Mleko fermentowane. :
Mleko fermentowane
Jogurt Jogurt o Mleko Kefir Maślanka Inne Mleko
zmienionej acidofilne (zawierające fermento-
mikroflorze charakterysty wane
Wymagania
-czną poddane
mikroflorę obróbce
np. cieplnej
probiotyczną)
Zawartość białka,
% wag. nie mniej
ni\
:
2,7
-mleko
fermentowane
- mleko ferm. o
zwiększonej
5,6
zawartości s.m.
Zaw. tłuszczu, %
Zgodnie z deklaracją producenta, jednak poni\
ej 10%
wag.
Kwasowość
miareczkowa, %
0,6 0,3 0,6
kw. mlekowego,
nie mniej ni\
:
łącznie 107
w tym L.
Liczba
nie nie nie nie nie
charakterystycznej delbrueckii
normalizuje normalizuje normalizuje normalizuje normalizuje -
mikroflory, w 1 g, ssp.
się się się się się
nie mniej ni\

bulgaricus
106
Liczba dro\
d\
y w
- - - 102 - - -
1g, nie mniej ni\
:
5
WYKONANIE
1. Ocena organoleptyczna:
a. sprawdzanie jakości opakowania  opakowanie jednostkowe nale\
y ocenić pod
względem wyglądu, prawidłowości zamknięć oraz oznakowania,
b. określenie zapachu  określanie zapachu nale\
y przeprowadzić bezpośrednio po
otwarciu opakowania, czynność tę powtórzyć po wymieszaniu produktu,
c. określanie wyglądu, barwy i konsystencji  płytkę Petriego postawić na kartce białego
papieru, pobrać ły\
eczką próbkę napoju i wzrokowo określić jego barwę i
konsystencję, wylewając zawartość ły\
eczki na płytkę,
d. określenie smaku.
2. Przygotowanie próbki do oznaczeń.
Próbkę napoju mlecznego doprowadzić do temperatury 20�C i dokładnie wymieszać. W
przypadku stwierdzenia warstwy śmietany lub grudek masła próbkę napoju podgrzać powoli
w łaz
ni wodnej do temperatury 30-32�C, następnie dokładnie wymieszać i oziębić do temp.
20�C. W wypadku napojów z dodatkiem owoców część dokładnie wymieszanej próbki
przeznaczoną do oceny zawartości tłuszczu przecedzić przez gazę lub sito w celu oddzielenia
części stałych. Przygotowaną próbkę nale\
y dokładnie wymieszać przed ka\
dorazowym
pobraniem do poszczególnych oznaczeń.
3. Oznaczenie zawartość tłuszczu metodą Gerbera.
Do kolby miarowej o pojemności 50 cm3 odwa\
yć 45 g napoju z dokładnością do 0,01 g.
Kolbę uzupełnić do kreski 3% roztworem amoniaku. Po uzupełnieniu zawartość dokładnie
wymieszać przez odwracanie kolby. Następnie próbkę pozostawić na 30-40 minut często
mieszając w celu rozpuszczenia się grudek \
elu.
Do tłuszczomierza Gerbera odmierzyć 10 cm3 kwasu siarkowego (d=1,815g/cm3) i 11 cm3
rozcieńczonej próbki napoju mlecznego, wlewając ostro\
nie po ściance tłuszczomierza.
Następnie dodać 1 cm3 alkoholu amylowego. Tłuszczomierz zakorkować i po dokładnym
wymieszaniu zawartości przez odwracanie tłuszczomierza wstawić do łaz
ni wodnej o
temperaturze 65�C na około 15 minut. W czasie ogrzewania mieszać od czasu do czasu
zawartość tłuszczomierza a\
do całkowitego rozpuszczenia białka. Tłuszczomierz wyjąć z
łaz
ni wodnej i wirować w wirówce przez 5 minut. Po odwirowaniu umieścić tłuszczomierz w
łaz
ni wodnej o temp. 65�C na 5 minut. Napoje zawierające powy\
ej 12% suchej masy, a tak\
e
wszystkie napoje poddane procesowi homogenizacji podlegają 2-krotnemu wirowaniu. Wyjąć
tłuszczomierz z łaz
ni i ostro\
nie za pomocą korka uregulować dolny poziom słupka tłuszczu
do najbli\
szej podziałki oznaczonej liczbą. Uwa\
ając aby słupek tłuszczu nie przesuwał się,
dokonać odczytu dolnego poziomu słupka tłuszczu oraz górnego poziomu słupka tłuszczu wg
menisku dolnego z dokładnością do 0,05%. Ró\
nica między dwoma odczytami stanowi
zawartość tłuszczu. Wynik oznaczania obliczyć ze wzoru:
a �"11�"50
X = = a �"1,111
45�"11
w którym a  zawartość tłuszczu odczytana na skali tłuszczomierza
6
4. Oznaczenie zawartości suchej masy metodą suszenia w temp. 130�
�C.
�
�
Do naczyńka wagowego wsypać około 30 g piasku, wło\
yć pręcik szklany, wstawić
do suszarki i suszyć w temp. 130�C przez 30 min po czym ostudzić w eksykatorze i
zwa\
yć z dokładnością do 0,01 g. Do naczyńka przenieść ok. 4 g napoju zawierającego do
12% suchej masy lub 3 g napoju zawierającego powy\
ej 12% suchej masy. Następnie
naczyńko zwa\
yć z dokł. ą0,01 g. Zawartość naczyńka dokładnie wymieszać pręcikiem
szklanym po czym wstawić do suszarki w temp. 130�C na 30 min. Następnie ostudzić w
eksykatorze i zwa\
yć z dokładnością do 0,01 g. Wynik obliczyć wg wzoru:
(c - a) �"100
X =
b - a
w którym:
a  masa naczyńka z piaskiem i pręcikiem szklanym, g.
b  masa naczyńka z piaskiem i pręcikiem szklanym i napojem mlecznym przed
suszeniem, g.
c  masa naczyńka z piaskiem i pręcikiem szklanym i napojem mlecznym po wysuszeniu,
g.
5. Wyliczenie zawartości suchej masy beztłuszczowej.
6. Oznaczenie kwasowości miareczkowej.
Do kolby sto\
kowej odmierzyć pipetą 25 cm3 napoju mlecznego. Pipetę popukać
wodą destylowaną z drugiej pipety w ilości 25 cm3. Dokładnie wymieszać zawartość
kolby, dodać 1 cm3 roztworu fenoloftaleiny i miareczkować roztworem 0,25 M NaOH do
otrzymania lekko ró\
owego zabarwienia utrzymującego się przez 30s. Wynik podać w
stopniach % kwasu mlekowego. Przelicznik ze �SH (wynik miareczkowania razy cztery)
na % kwasu mlekowego wynosi 0,0225.
7. Oznaczenie pH.
Wyjąć ostro\
nie elektrodę pH-metru z kolby z nasyconym roztworem KCl, popłukać
ją wodą destylowaną po czym zanurzyć w próbce napoju. Po ustabilizowaniu się wskazań
dokonać odczytu wartości pH. Następnie ponownie popłukać elektrodę wodą destylowaną
i umieścić ją w kolbie z nas. roztworem KCl.
"
"
"
8. Oznaczenie aktywności przeciwutleniającej  metoda z rodnikiem DPPH" .
"
"
"
DPPH" jest jednym z bardziej stabilnych i powszechnie dostępnych organicznych
rodników azowych. Roztwory charakteryzują się
purpurową barwą oraz maksimum absorbancji w
zakresie UV-Vis przy długości fali 515 nm. W trakcie
redukcji odbarwia się co mo\
e być kontrolowane
spektrofotometrycznie. Zazwyczaj analiza przebiega
następująco: 3.9 ml metanolowego r-ru DPPH (25 mg/l)
miesza się z 0.1 ml próbki i obserwuje zmianę
"
"
"
absorbancji przy długości fali 515 nm w czasie 30 min.
DPPH" - 2,2-dwufenylo-1-pikrylohydrazyl
lub do ustabilizowania się wartości absorbancji.
(DPPH)
7
% pozostałego DPPH jest odwrotnie proporcjonalny do stę\
enia związków
przeciwutleniających obecnych w próbce, a stę\
enie które powoduje obni\
enie zawartości
DPPH o połowę jest definiowane jako EC50.
Wykonanie:
W oznaczeniu wymieszać 0,10g ą0,01 g próbki właściwej (napoje naturalne bez
rozcieńczenia, jogurty z dodatkami rozcieńczyć 10-krotnie metanolem tj. nawa\
yć 1 g jogurtu
i dopełnić metanolem do 10 g), lub próby ślepej (metanol) z 3.9 ml mieszaniny reakcyjnej w
probówkach wirówkowych. Próby właściwe oraz próbę ślepą pozostawić do przereagowania
na 1 godz. w temperaturze pokojowej bez dostępu światła. Próby właściwe (z jogurtem) przed
pomiarem absorbancji odwirować (4000 obr/min, 5 min.). Następnie zmierzyć absorbancję
płynu znad osadu przy długości fali =515 nm. Ilość próbki wymaganą do redukcji stę\
enia
DPPH o 50% określa się jako EC50. Pojemność antyoksydacyjną podać jako ARP (Anti
Radical Power), odwrotność EC50 (1/ EC50) i wyrazić względem ARP Troloksu
(rozpuszczalny w wodzie analog witaminy E) jako �mol TE/g próbki ze wzoru:
AW
0,0509 �" (1- )
AS
ARP = �100
50 �" m
Gdzie:
0,0509  ARP Troloksu,
Aw  absorbancja próby właściwej;
As  absorbancja próby ślepej;
m  nawa\
ka jogurtu [g] (0,1 g  jogurt naturalny, 0,01  jogurt z dodatkami).
8