WYKŁADY Z MLEKA

Zootechnika rok IV

Prowadzący: dr Zachwieja

Zagadnienia na egzamin:

1. Stan obecny, perspektywy produkcji mleka w Polsce.

2. Spożycie mleka w Polsce i na świecie - uwarunkowania.

3. Znaczenia mleka w diecie człowieka.

4. Czynniki wpływające na skład i cechy fizykochemiczne mleka.

5. Kwasowość mleka surowego.

6. Białka mleka.

7. Tłuszcz mleka.

8. Laktoza.

9. Prawidłowy dój a jakość surowca mlecznego.

10. Zasady postępowania z mlekiem po doju.

11. Podstawowe kryteria jakości higienicznej surowca mlecznego.

12. Jakość mikrobiologiczna mleka w aspekcie przydatności mleka do przerobu.

13. Wymagania w zakresie przydatności mleka do przerobu.

14. Rynek mleka po przystąpieniu Polski do Unii Europejskiej.

15. Wady mleka surowego.

16. Schorzenia wymion - przyczyny, skutki, profilaktyka.

17. Podstawowe procesy wstępnej obróbki surowca w zakładzie mleczarskim.

18. Produkcja mleka spożywczego.

19. Produkcja masła.

20. Napoje mleczne.

21. Produkcja serów.

Mleko - wydzielina gruczołu mlekowego samic ssaków produkowana w okresie po porodzie, wykorzystywana głównie przez noworodki.

Wg. Międzynarodowej Federacji Mleczarskiej to produkt pochodzący od zdrowej, dobrze żywionej nie zatuczonej krowy mlecznej pozyskiwany w sposób prawidłowy i bez domieszki siary. (można dodać: do którego nic nie dodano i nic nie odjęto)

Spożycie mleka na jednego mieszkańca:

Polska 180 l

Mieszkaniec Ziemi 91 l

Ameryka Płn., Europa 270-350 l

Chiny 3,5 l

Afryka, Bliski i Daleki Wschód 12-35 l

Finlandia i Szwecja prawie 400 l

Czynniki wpływające na spożycie mleka:

- rozwój cywilizacyjny

- zasobność materialna

- nietolerancja laktozy przez niektóre rasy naszego gatunku (Azjaci i Afrykanie)

- niemożliwość utrzymywania zwierząt w niektórych regionach świata

Nietolerancja laktozy:

(objawy alergiczne żołądkowo jelitowe)

Dania 6%

Polska 29%

Afryka 58-99%

Azja 100%

Australia 0-8%

Mleko jest produktem wartościowym biologicznie, ważnym z punktu widzenia możliwości produkcyjnych, pełnowartościowym, generalnie bardzo dobrze wykorzystywanym przez człowieka.

Czynniki wpływające na wydajność i skład produkowanego mleka:

• genetyczne

- rasa bydła

• środowiskowe

- żywienie

- odstępy między dojami

- częstotliwość doju

- sezon ocielenia

- system utrzymania

- temperatura

• fizjologiczne

- okres laktacji

- wiek

- rozmiar krowy

- okres zasuszenia

- ciąża

- ruja

Istnieje pewna tendencja - spadek spożycia mleka i masła, zaś wzrost spożycia napojów mlecznych oraz serów twardych, napojów fermentowanych.

Produkcja mleka w Polsce aktualnie uwarunkowana jest przede wszystkim wielkością obowiązującej krajowej kwoty mlecznej.

[mld litrów mleka]

Kwota narodowa 9,38

w tym:

- kwota hurtowa 8,50

- kwota sprzedaży bezpośredniej 0,46

- kwota rezerwowa 0,42

Przyznana kwota jest wielkością kształtującą się znacznie poniżej ilości mleka produkowanego w ostatnich latach oraz potencjalnych możliwości produkcyjnych w Polsce.

W dalszej perspektywie powinniśmy obserwować dalszy spadek liczby gospodarstw produkujących mleko, przy jednoczesnym spadku liczby zwierząt i ich wydajności, w konsekwencji wzrost towarowości gospodarstwa.

Należy przypomnieć, że jeszcze w latach 80-tych produkcja Mela w Polsce osiągnęła poziom 18 mld litrów, trzeba jednak dodać, że populacja krów była prawie dwukrotnie większa.

W 2003 roku:

- produkcja mleka wynosiła 11 450 mln litów mleka, z czego produkcja towarowa to 8589 mln litrów

- chowem krów mlecznych zajmowało się prawie 900 tys. Gospodarstw. z czego 50% to produkcja na potrzeby własne

- z tych gospodarstwa 6,4% to stada 10 i więcej krów z czego 0,1% to gospodarstwa wielkostadne (więcej niż 50 krów)

- w stadach 10 i więcej krów jest 35% krajowego pogłowia

- przeciętna wielkość stada to ponad 3 krowy i jest 10-krotnie niższa niż w krajach Unii Europejskiej

- przeciętna wydajność krowy osiągnęła 4200 kg mleka, zaś w populacji aktywnej 6000 kg (ta wartość prezentuje już poziom zbliżony do średniej wydajności mlecznej uzyskiwanej w UE)

W sektorze przetwórstwa działa w Polsce 358 zakładów przetwórczych, ponad połowa (204) spełnia wymagania sanitarno-weterynaryjne UE. 154 otrzymało okresy przejściowe do końca 2006 r. Prawdopodobnie z tego ok. 1/3 nie uda się przystosować do wymogów.

Eksport mleka w 2002 roku wyniósł 1296 mln litrów.

W 2002 roku przemysł przetwórczy zatrudniał ok. 50 tys. Pracowników. Polskie produkty mleczarskie są dystrybuowane zarówno w kraju jak i na świecie. Udział produkcji mleka w produkcji zwierzęcej wynosi ok. 30%.

Główne pozytywne aspekty wdrażania standardów jakościowych Unii Europejskiej:

• Poprawa stanu zdrowia ludności poprzez wzrost jakości zdrowotnej mleka i jego przetworów.

• Podniesienie standardów higienicznych i poprawa warunków utrzymania zwierząt oraz ochrony środowiska w gospodarstwie.

• Poprawa warunków pracy w gospodarstwie.

• Poprawa konkurencyjności polskich wyrobów na rynku światowym.

Negatywne aspekty:

• Wysokie koszty wdrożenia poprawy jakości i utrzymania wysokiego poziomu tej jakości.

• Wyeliminowanie znacznej liczby obecnych producentów (ok. 350 tys. gospodarstw w ciągu 6-10 lat) nie będących w stanie sprostać wszystkim wymaganiom.

Inne aspekty jjjkjkj w UE na poziomie gospodarstwa:

• Lepsze powiązanie produkcji mleka z sytuacją rynkową na świecie i w kraju.

• Poprawa efektywności produkcji mleka w wyniku otwartej konkurencji.

• Wzrost kwalifikacji producentów.

• Modernizacja dużej liczby gospodarstw mlecznych.

• Poprawa infrastruktury.

PODSUMOWANIE:

1. Mleko i produkty z niego pochodzące stanowić będą jeden z podstawowych elementów w diecie człowieka, choć zmienia się struktura ich spożycia.

2. Następnie systematyczny wzrost ilościowy i jakościowy w sektorze produkcji.

3. Ograniczenie liczby gospodarstw produkujących mleko oraz wzrost ich towarowości.

TEMAT: ZNACZENIE MLEKA I JEGO PRZETWORÓW.

Spożycie mleka spadło o ok. 10%, wzrasta ilość spożywanych tłuszczów jadalnych, zwiększyło się też spożycie mięsa i podrobów. Mleko powinno stanowić podstawę diety, głównie chodzi o białko. Spadek spożycia mleka i jego przetworów w Polsce jest zjawiskiem bardzo niepokojącym, stanowi potencjalne zagrożenie bezpieczeństwa żywieniowego.

Mleko i jego przetwory mogą zabezpieczyć organizm przez niedoborami kaloryczno-białkowymi.

Spożycie mleka i przetworów wzrasta w krajach zasobnych finansowo.

Mleko jest źródłem stosunkowo dużej ilości białka, które charakteryzuje się wzorcowym niemalże udziałem aminokwasów zarówno egzogennych i endogennych, jest więc dobrze wykorzystywane przez człowieka. Brak jedynie metioniny i cystyny, których jest o 50% za mało.

Dzięki wysokiej zawartości jonów zasadowych (Ca, K, Mg) jest jedynym produktem zwierzęcym wykazującym działanie alkalizujące, co wykorzystywane jest w układaniu diety dla osób poddawanych znacznemu wysiłkowi fizycznemu, kiedy dochodzi do znacznego zakwaszenia organizmu.

Wysoka zawartość związków mineralnych, zwłaszcza dobrze przyswajanego Ca, powoduje, że mleko pokrywa zapotrzebowanie na:

- Ca 100%

- K 75%

- Mg 40%

- Cl 35%

- Na 25%

Za optymalny dla żywienia uznaje się występujący w mleku stosunek Ca do P wynoszący 1,2:1. Z pierwiastków śladowych występujących w mleku jedynie Zn i I spotykane są w ilościach znaczących, udział Fe jest niski, pozwalający na pokrycie dziennego zapotrzebowania człowieka tylko w kilku procentach.

Ca w mleku występuje w ilości 1-1,2 g/litr z czego ok. 2/3 związane są z kazeiną.

O biodostępności wapnia decydują

a) czynniki żywieniowe:

- skład mleka

- ilość i forma wapnia

- laktoza

- węglowodany

- tłuszcz

- białko

- fosfor, sód, kazeina, kwas fitynowy i szczawiowy

b) czynniki nieżywieniowe

- wiek, płeć

- witamina D

- stany fizjologiczne (okres ciąży, karmienia)

- aktywność fizyczna,

- stany chorobowe i związane z nimi leczenie farmakologiczne

Produkty mleczne zawierają różne ilości wapnia, co związane jest z rodzajem procesów technologicznych zastosowanych w obróbce mleka surowego.

Poziom Ca w napojach fermentowanych jest zbliżony do zawartości w mleku (ok. 1,2 g/litr) w jogurtach nieco wyższy (1,4 g/litr). Sery twarogowe powstające w wyniku kwasowego krzepnięcia mleka (kw. Mlekowy) zawierają mniej Ca w stosunku do mleka (80% mniej) bowiem znaczna jego część przechodzi do serwatki.

W serach podpuszczkowych proces tworzenia skrzepu zachodzi na drodze enzymatycznej, po której następuje faza koagulacyjna. W serach białych zawartość Ca kształtuje się na poziomie 6-10 razy wyższym.

Mleko i jego przetwory zaliczyć można do grupy żywności funkcjonalnej, a więc do takich które poza własnością odżywczą wywierają pozytywne oddziaływanie na zdrowie oraz rozwój fizyczny i samopoczucie.

Mleko jest substancją wieloskładnikową o strawności porównywalnej z jajem kurzym, przewyższającą strawność mięsa czy produktów roślinnych.

Wartość żywieniowa zależy do wartości biologicznej, a to uzależnione jest od dostarczanych składników, których organizm nie jest w stanie syntetyzować. Mleko dostarcza organizmowi m.in. związków mineralnych (Na, K, Ca, Mg, Cl, PO₄, Fe, CU, Zn, Mn, Co, Mo) niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe NNKT (kw. linolowy i kw. arachidonowy).

Mleko jest produktem niskoenergetycznym. Szczególną rolę żywieniową odgrywają białko mleka, które różni się od ludzkiego nie tylko ilością białka ale też udziałem frakcji.

Tłuszcz mlekowy charakteryzuje się wysoką strawnością. Mleko zawiera stosunkowo dużą ilość krótko- i średnio- łańcuchowych nasyconych kwasów tłuszczowych stanowiących łatwe do wykorzystania jako źródło energii zwłaszcza w organizmach dzieci. Niezbędne krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe w przewodzie pokarmowym człowieka działają stymulująco na rozwój flory bakteryjnej zwłaszcza Lactobacillus Bifidus. Tłuszcz mlekowy jest rodzajem czynnika terapeutycznego w wielu schorzeniach żołądka, wątroby i nerek.

Wysoka zawartość kwasu laurynowego, mirystynowego, palmitynowego i stearynowego w maśle może wpływać na podwyższenie we krwi cholesterolu LDL, co jest podstawowym czynnikiem ryzyka rozwoju miażdżycy, choroby niedokrwiennej i zwału serca. Uzupełnienie diety codziennej odpowiednią ilością NKT z innych źródeł w ilości 6-8% (ok. ¼ całości tłuszczu) zapobiega występowaniu tych niekorzystnych zależności.

O wysokiej wartości biologicznej i dietetycznej mleka decyduje również zawartość wielonienasyconych kwasów tłuszczowych gł. arachidonowego.

Szczególne zainteresowanie budzą:

- izomery trans kwasu oleinowego (C-18:1, 11t)

- izomery cis-trans kw. linolowego CLA (C-18:9,9c,11t)

Pełnią one rolę ochronną przed rozwoje nowotworów i miażdżycy wynikającą z ich antyoksydacyjnych właściwości.

CLA dzięki swej strukturze reguluje metabolizm tłuszczu (blokuje enzymy odpowiadające za odkładanie wzmagając jednocześnie procesy lipolizy. Wykazuje działanie bakteriostatyczne wobec Listeria monocytogenes, wywiera korzystny wpływ na system immunologicznych.

Wg badań CLA ma właściwości przeciwnowotworowe i cytotoksyczne na komórki nowotworowe czerniaka, nowotworów okrężnicy, jajnika, płuc i piersi.

Największym udziałem CLA charakteryzują się produkty mleczne w których stwierdzono 2,9-6,9 mg/g tłuszczu. Obecność wyższych kwasów dienowych w mleku i jego produktach to 3 - ponad 11 g, z czego do 80% to sam CLA.

Specyficzną grupę produktów produkowanych w oparciu o surowiec mleczny stanowią napoje fermentowane:

- mleko ukwaszone

- jogurty

- kefiry

Wg MEM są to produkty otrzymywane z mleka pełnego, częściowo lub całkowicie odtłuszczonego, zagęszczonego lub zregenerowanego z proszku, poddane fermentacji pod wpływem specyficznych mokroorganizmów

Najbardziej znane rodzaje bakterii to:

- Lactobacillus lactis

- Streotoccocus

- Bifidobacterium

- Lactibacillus acidofilus i casei (napoje III generacji)

Produkty fermentowane charakteryzują się właściwościami antybakteryjnymi (kwas mlekowy, octowy) w stosunku do bakterii gnilnych i drobnoustrojów chorobotwórczych. Umożliwiają na skutek zawartości beta-galaktozydazy spożywanie produktów pochodzenia mlecznego i niskiej zawartości laktozy przez osoby jej nie tolerujące.

Korzystny zakres działania napojów fermentowanych:

- wartość odżywczo-fizjologiczna

- właściwości profilaktyczne

- właściwości terapeutyczne

- antynowotworowe i antymutagenne

- właściwości antycholesterolowe

- stymulacja systemu immunologicznego.

Właściwości probiotyczne bakterii

Właściwości zdrowotne i kliniczne	Stabilność i właściwości technologiczne
- organiczne, ludzkie pochodzenie	- zdolność do rozwoju i ukwaszania mleka
- odporność na fizjologiczne stężenia kwasów i soli żółciowych	- zapewnienie dobrego smaku, aromatu, konsystencji
- zdolność adhezji do komórek jelitowych i kwloracz w przewodzie pokarmowym	- dobra przeżywalność komórek w czasie produkcji i przechowywania szczepionek i wyrobów mlecznych (stabilność)
- klinicznie potwierdzone działanie zdrowotne	- zapewnienie pożądanej koncentracji komórek w okresie trwałości wyrobu
- bezpieczeństwo w stosowaniu w kjsx jkjjk
- produkcja substancji antybakteryjnych
- antybakteryjne działanie na patogenne bakterie

POSUMOWANIE:

1. Mleko ze względu na wielkość produkcji oraz na koszty jest produktem łatwodostępnym i tanim.

2. Składniki mleka są dobrze wykorzystywane i przyswajalne przez człowieka.

3. Istnieją przeciwwskazania dla pewnych grup ludzi ograniczające spożycie mleka.

4. Procesy technologiczne mogą wzbogacić, podnieś strawność, ograniczać niekorzystne zjawiska alergiczne.

5. Mleko i jego przetwory należy traktować jako produkty funkcjonalne korzystne na zdrowie człowieka.

Rozważania dotyczące składników mleka należy prowadzić biorąc po uwagę następujące uwarunkowania:

- mechanizm syntezy poszczególnych składników

- ich znaczenie biochemiczne

- ich rolę w kształtowaniu cech fizykochemicznych mleka

- ich funkcje w obrębie wymienia

- znaczenie w żywieniu potomstwa

- znaczenie mleka i produktów w żywieniu człowieka

- czynniki determinujące zmienność składników mleka (fizjologiczne, genetyczne, żywieniowe)

Czynniki warunkujące wydajność i skład mleka.

• Czynniki genetyczne

- różnice rasowe, największa zmienność dotyczy zwłaszcza tłuszczu, najmniejsza składników mineralnych i laktozy

- większe zróżnicowanie osobnicze w obrębie rasy niż pomiędzy nimi

- średnica kuleczek tłuszczowych od 1-10µm, największe u rasy guernsey, Hf i ayershire, najmniejsze, ich wielkość jest proporcjonalna do procentowej zawartości tłuszczu, zwiększa się w okresie laktacji

- wyższa zawartość karotenu w mleku krów rasy guernsey i jersey (kolor mleka)

1. Okres laktacji

- pierwsza wydzielina gruczołu mlekowego = siara

- krzywa laktacji

Produkcja mleka zwiększa się intensywnie w okresie między 3 a 6 tygodniem, krowy produkujące większe ilości mleka osiągają szczyt laktacji później; następnie stopniowy spadek wydajności pierwiastki ok. 6%/miesiąc, krowy 9%

Przewidywana wydajność = 230x wydajność mleka w szczycie laktacji

- skład mleka zmienia się:

% tłuszczu nieznacznie obniża się we wczesnej laktacji, zwiększa się wraz ze spadkiem wydajności

% białka stopniowo wzrasta

% laktozy i składników mineralnych - niewielki wzrost

SMB - wzrost uwarunkowany raczej wpływem ciąży

W pierwszych 60-90 dniach laktacji wydajność wzrasta, a później stopniowo maleje. Krowy wysokowydajne osiągają szczyt laktacji później.

2. Dój

• odstęp między dojami

- przy doku 2x optymalny 12h, jak większy niż 14 następuje obniżenie wydajności, krowy o wyższej wydajności są mniej wrażliwe

- Na, Cl, K, LKS najwięcej po 3h, przez 9h obniżenie, a później wzrost

- % laktozy przeciwnie do w/w, najwyższy 9h

- % tłuszczu największy w 4h, potem obniża się

- SMB na stałym poziomie

• częstotliwość dojów

- dój 3x do 25% wzrostu wydajności ale tylko w 1/3 z powodu obniżenie ciśnienia w wymieniu

- wyższy wzrost wydajności w późniejszym okresie laktacji (od 16-90%) niż w pierwszych 4 miesiącach (7-12%)

- 4x dój pozwala na zwiększenie wydajności już tylko o 5-10%, nieuzasadniony ekonomicznie

- zmiany składu mleka w trakcie doju - głównie zawartości tłuszczu

- czas doju - optymalny ok. 5 minut, krótszy to obniżenie wydajności, dłuższy zwiększa zagrożenie infekcją

3. Wiek i rozmiary krów

- wydajność wzrasta z wiekiem krów, krowy w drugiej laktacji produkują ok. 25% więcej niż pierwiastki (1/5 z uwagi na wyższą masę ciała, 4/5 wynika z rozwoju wymienia)

- duże krowy produkują więcej mleka (0,7x przewaga w masie)

4. Okres zasuszenia

- 45-60 dni optymalny, krótszy bądź dłuższy powoduje obniżenie wydajności

5. Ciąża

- redukuje wydajność - krowy zacielane w 90 dniu produkują więcej mleka niż zacielane później w 240 dniu

- w 8 m-cu laktacji produkują ok. 20% mniej mleka dziennie

- ruja - może powodować obniżenie wydajności

• Czynniki środowiskowe

- temperatura - wysoka temperatura i wilgotność wpływają na obniżenie wydajności; optymalna temperatura dla ras dużych (np. hf 10˚C), lepiej znoszą one niższe temperatury, rasy mniejsze odwrotnie

- sezon ocielenia (związane z czynnikami klimatycznymi, rodzajem i jakością pasz): jesień>zima>wiosna>lato

- system utrzymania związany z możliwością poruszania się zwierząt

• Czynniki żywieniowe

• Niedożywienie

Obniża wydajność mleka i białka, zwiększa %tłuszczu, %białka, %składników mineralnych

• Zmiany zawartości tłuszczu

- większy poziom energii: między 90 a 150 dniem laktacji, zła kondycja krów, %tłuszczu 2,5-3,0; dawka jest mniej zbilansowana, %białka także się obniża

- syndrom niskiego poziomu tłuszczu

W każdej fazie laktacji krowy w dobrej kondycji, zawartość tłuszczu od 0,9-2%, zawartość białka wyższa niż tłuszczu, zaburzenia w produkcji WKT; dawka obniżająca poziom tłuszczu bez obniżenia wydajności

- wysoki udział pasz treściwych, niski objętościowych, wielonienasycone kwasy tłuszczowe

Dawka podnosząca poziom tłuszczu:

- żywienie chornogi tłuszczu, mniej niż 5% hamuje bakterie żwacza, nienasycone kwasy tłuszczowe nasycane przez bakterie żwacza, sole sodowe kwasów tłuszczowych mogą inaktywować mikroflorę żwacza

• Zmiany zawartości białka

• Niedożywienie
  - % białka niższy, podobnie przy niedoborach białka w dawce

• Dodatki tłuszczowe w dawce

- obniżają zawartość białka

• Białko chronione

- %białka wyższy, zazwyczaj strawność obniża się

• Dostępność niezbędnych aminokwasów

- ich większy udział w mleku

• Dodatki paszowe

Związki buforujące:

- regulują pH żwacza co przekłada się na produkcję WKT

- potrzebne jeśli występują zaburzenia w wydzielaniu śliny (naturalny bufor)

- bardziej efektywne w pierwszej fazie laktacji oraz jeśli stosujemy je właściwie

Niacyna:

- wzrasta wydajność i utrzymana produkcja ogranicza laktozę; bardziej efektywna we wczesnej laktacji dla krów produkujących więcej mleka

Izokwasy (o rozgałęzionych łańcuchach):

- substrat do syntezy aminokwasów przez bakterie żwacza, zwiększają pobranie paszy, przyrost wydajności

Dodatki tłuszczowe:

@ bakterie (6,6 kg): rozkład włókna, skrobi, rozkład i synteza białka

@ pierwotniaki (2,2 kg): fermentacja skrobi, zjadają bakterie poprawiając jakość białka

Żywienie krowy to sterowanie procesami fermentacji w ich przedżołądkach

- 60% białka trawionego pochodzi z drobnoustrojów

- 70% energii dostarczają krowie wolne kwasy tłuszczowe (LKT)

Produkty fermentacji w żwaczu:

- octan (60% LKT) w 60% pokrywa zapotrzebowanie na energię; pochodzi z włókna, jest prekursorem tłuszczu mleka

- propionian (30% LKT) pochodzi ze skrobi, jest prekursorem glukozy => laktozy = ilość w mleku

- maślan (10% LKT) pochodzi z włókna, zaopatruje w energię tkanki jelitowe, jest prekursorem tłuszczu mleka, stymuluje wzrost brodawek żwaczowych

Czynniki wpływające na wzrost syntezy mikrobiologicznej w żwaczu:

- zapewnienie właściwych proporcji między ilością węglowodanów łatwostrawnych a włókna pokarmowego

- zapewnienie odpowiedniej ilości białka nie ulegającego mikrobiologicznemu rozkładowi

- zapewnienie odpowiedniej ilości składników mineralnych i witamin

- stosowanie dodatków stymulujących mikroflorę żwacza

- stosowanie dodatków biologicznych

Podatność na procesy rozkładu bakteryjnego składników paszy w żwaczu :

Ponad 90% suchej masy w tym

- nawet 90% białka

- 10-40% tłuszczu

- 30-60% celulozy

- 95% węglowodanów łatwostrawnych

@ Włókno pokarmowe:

- włókno surowe (WS) - frakcje celulozy, część hemicelulozy

- włókno detergentowo obojętne (NDF) - celuloza, lignina, hemiceluloza

- włókno detergentowo czynne (ADF) - celuloza, lignina

Strawność włókna w skrobi w żwaczu:

Strawność włókna we wszystkich paszach objętościowych

- waha się od 30 do 80%

- zależy od zawartości ligniny

- strawność w żwaczu spada ze wzrostem pobrania suchej masy

Strawność skrobi

- waha się 50-90%

- spadek ze wzrostem zawartości suchej masy ziarna

- zależna od tekstury ziaren - cecha genetyczna

Skutki nadmiaru białka w dawce przy jednoczesnym niedoborze energii:

- zmniejszenie wydajności i pogorszenie składu mleka

- uszkodzenie wątroby, wysokie koszty leczenia

- zaburzenia funkcji rozrodczych, stany zapalne jajników, zatrzymanie łożyska, wydłużenie okresu międzyciążowego i wniw

- wzrost liczby komórek somatycznych w mleku

- zmiany chorobowe w racicach

- straty białka paszowego i zwiększone koszty żywienia

- straty energii zużywanej w procesie syntezy mocznika i tym samym pogorszenie deficytu energetycznego

- zanieczyszczenie środowiska wydalanym azotem

MLEKO

Plazma = mleko - tłuszcz => mleko odtłuszczone

Serum = plazma - micele kazeinowe => serwatka

Sucha masa beztłuszczowa (SNF, SMB) = białka + laktoza + składniki mineralne + enzymy + witaminy

Sucha masa mleka = tłuszcz + SMB

Trzy podstawowe fazy mleka:

EMULSYJNA - kuleczki tłuszczowe rozproszone w fazie ciągłej - plazmie

KOLOIDALNA - micele kazeinowe

MOLEKULARNA - laktoza, białka, składniki mineralne, witaminy

Kwasowość mleka surowego

- wynika z kwasowości poszczególnych jego składników

- zależy głównie od obecności soli kwaśnych, kazeiny, kwasów organicznych i nieorganicznych; wyrażamy ją jako kwasowość czynną lub potencjalną

Kwasowość czynna (rzeczywista)

- pH 6,5-6,7

- wyższe wartości wskazują na stany zapalne wymienia i przedostawanie się surowicy krwi

- niższe wskazują zaburzenia metaboliczne, niewłaściwe żywienie, domieszkę siary, rozwój flory bakteryjnej (proces fermentacji)

Kwasowość potencjalna (miareczkowa)

- ilość zasady potrzebnej do zobojętnienia mleka wobec barwnego odczynnika, wynosi 6,7-7,5˚SH

- uwzględnia prócz jonów wodorowych obecność wystrawna aktywnych jonów podczas miareczkowania

Układ buforowy mleka

- przeciwdziała zmianom pH w obecności zasad lub kwasów

- wartość pH nie odpowiada zmianom SH

- białka i sole fosforanowe decydują o buforowości

- największa pojemność w pH 4,5-6,5

- cecha bardzo istotna w przetwórstwie mleka

- zjawisko amfoteryczności białek, zdysocjowana cząsteczka występuje w trzech formach:

1) dla niskich pH jest kationem

2) w punkcie izolelektrycznym ładunek obojętny

3) dla wyższych wartości pH jest anionem

Równowaga elektrolityczna w mleku

- naturalna wartość pH świeżego mleka odpowiada 0,0000025 jonów H⁺

- wszystkie składniki mleka znajdują się w równowadze elektrolitycznej:

K⁺ i Na⁺ występują jako swobodne kationy

Cl^- i SO₄^-- jako wolne aniony

Cytryniany, fosforany występują w formach zjonizowanych

- niezbilansowany elektrolit (więcej kationów)

Jak powstaje mleko:

- przesączanie pewnych składników z krwi

- synteza innych składników mleka wewnątrz pęcherzy krów

Tłuszcz mleka

- tłuszcze właściwe (98,5%) - estry glicerolu i kwasów tłuszczowych

- fosfolipidy, sterole, cerobromydy

- nasycone kwasy tłuszczowe to 2/3

- kwas oleinowy - główny nienasycony

- 95% tłuszczu w postaci kuleczek o średnicy 0,1-15 µm okrytych powłoką białkowo-fosfolipidową o grubości 8-10 nm

- zewnętrzna warstwa hydratacyjna

- na 100 g tłuszczu 2,2 g miternych otoczków

- niewielka ilość WKT może być produktem wczesnej lipolizy lub niekompletnej syntezy

Białka mleka

- stanowią 95% substancji azotowych

- kazeina: alfaS1 (55%), beta (25%), kappa (15%), gamma (5%)

- białka serwatkowe (do 0,5%)

Laktoza

- główny cukier mleka - 98%

- dwucukier zbudowany z galaktozy i glukozy

- wykorzystywany jako źródło energii (98% przyswajalności) i substrat fermentacji bakterii kwasu mlekowego

- spotykany tylko w mleku

- niewielkie ilości glukozy (0,1 mM), galaktozy (0,2 mM), złożone cukry i ich pochodne (2%)

LAKTOZA- jest głównym węglowodanem mleka i wpływa na jego wartość kaloryczną i słodkawy smak. W świeżym mleku zawartość ok. 4,5-5,2%. Prekursorem jest glukoza. Laktoza jest całkowicie syntetyzowana w komórkach mlekotwórczych. Jest 2-cukrem złożonym z glukozy i galaktozy połączonych wiązaniem B-galaktozydowym. Rola- przyswajalność laktozy 98% i jest źródłem energii dla pracy serca, wątroby i nerek. 1 g laktozy dostarcza organizmowi 16 kJ energii; wpływa na prawidłowe funkcjonowanie Komorek nerwowych rdzenia i mózgu; w jelitach rozkłada się do kw. mlekowego dzięki czemu wpływa na skład mikroflory a tym samym przeciwdziała procesom gnilnym; po usunięciu z mleka tłuszczu i białka pozostaje serwatka która jest rzeczywistym roztworem laktozy oraz rozpuszczalnych w wodzie wit i soli miner. Przemiany- w warunkach tlenowych- hydroliza na glukozę i galaktozę (utleniane w warunkach tlen do Co2 i wody); w warunkach beztlen- procesy fermentacyjne- laktoza jest więc substratem dla bakterii wytwarzających min kw. mlekowy w fermentowanych produktach mlecznych.

TŁUSZCZ- syntetyzowany jest przez tkankę gruczołową wymienia ze składników pobranych z osocza krwi. Średnia zawartość tłuszczu w mleku krowim ok. 3,5% z wahaniami 2,8-6%. Tłuszcz mlekowy występuje w postaci drobnych, silnie zdyspergowanych kuleczek tłuszczowych tworzących emulsję ( w 1 mc 3 mleka znajduje się 2-6 mld kuleczek tł)Emulsja tłuszczowa wykazuje stabilność dzięki otoczkom kuleczek tluszczowych; materiał otoczkowy produkowany jest przez nabłonek wydzielniczy; struktura otoczki: wewnętrzna- tworzą ją kompleksy lipoproteinowe zawierające jako główne białko pseudokeratynę, zewn- glikoproteid. W 98,3% tłuszcz mlekowy reprezentowany jest przez trójglicerydy kw tłuszczowych (triacyloglicerole) składające się z glicerolu i kw. tłuszczowych. W tłuszczu mlekowym można wyodrębnić ponad 400 kw. tłuszczowych z czego 3 grupy występują w większych ilościach: 1)krótkołańcuchowe, z parą wodną 2)wyższe nasycone 3)nienasycone. Na jakość tłuszczu mlekowego, jego przydatność technologiczną i żywieniową wpływa skład, struktura i rozmieszczenie kw. tłuszczowych w molekułach trójglicerydów. W tluszczu mleka występuje cholesterol (C27H45OH) i stanowi 0,2-0,4% wszystkich lipidów mleka; jego średnia zawartość w mleku o zawartości tłuszczu 3,5% wynosi 12mg/100 g z czego 90% występuje w postaci wolnej.

BIAŁKA- białka mleka stanowią 95% całości substancji azotowych mleka. Najważniejszym i swoistym białkiem mleka jest kazeina ( ogółem w mleku 2,5%) składająca się z 4 frakcji (kazeina alfa 55%, beta 25%, kappa 15%, gamma 5%), zawartość kazeiny 2,4-2,6% i stanowi ok. 78% białek. W składzie chemicznym kazeiny można stwierdzić: 53% węgla, 7% wodoru, 22% tlenu, 15,65% azotu, 0,76% siarki, 0,85% fosforu. Kazeina jest białkiem wysokowartościowym; w swoim składzie posiada szereg cennych aminokwasów (Val, Leu, Lys,…) Kazeina w mleku występuje w postaci miceli tworzących roztwór koloidalny. Cechą charakterystyczna kazeiny jest proces koagulacji pod wpływem podpuszczki: I FAZA KOLAGULACJI- ma charakter enzymatyczny, polega na odszczepieniu z cząstek kappa kazeiny części łańcucha polipeptydowego (glikomakropeptyd), II FAZA- prowadzi do utworzenia skrzepu w wyniku interakcji pomiędzy micelami; micele tworzą powłokę hydratacyjną; zachodzi reakcja łaczenia się miceli- agregacja. Mechanizm koagulacji jest wykorzystywany w technologii otrzymywania serów podpuszczkowych.

W mleku występują też białka pozakazeinowe tzw. białka serwatkowe (ogółem 0,6-0,7%, są to głównie albuminy- beta-laktoglobulina, alfa-laktoglobulina, albuminy osocza; immunoglobuliny- IgG, IgM, Iga; proteozy, peptony, laktoferryna, nukleoproteidy.) W odróżnieniu od kazeiny białka te nie zawierają fosforu, natomiast zawierają dużo cystyny, cysteiny, lizyny

Jakość mikrobiologiczna i jej wpływ na produkt.

O jakości i trwałości produktów mleczarskich decyduje jakość mikrobiologiczna surowca. W Polsce mleko jest słabej jakości mikrobiol. Po pasteryzacji dominującą mikroflorę stanowią ciepłoodporne termofile i formy przetrwalnikujące- mikroflora ta prowadzi do powstawania wielu wad mleka (krótsza trwałość, obce posmaki,…)Lipazy bakteryjne przetrzymują też wysoką pasteryzację i w czasie przechowywania mleka w niskich temp osadzają się na kuleczkach tłuszcz w wyniku czego produkt nabiera jełkiego lub gnilno-śledziowego zapachu oraz wykazuje posmak mydlasty, gorzki,.. Szczególnie groźne są bakterie fermentacji masłowej Clostridium sporogenes i C. butyricum- powodują one późne wzdęcia serów dojrzewających. Zbyt duze nagromadzenie bakterii coli powoduje wczesne wzdęcia serów. Aby przygotować mleko serowarskie należy max zredukować dużą LKB w surowcu (stosuje się baktofugację- usuwanie bakterii i innych zanieczyszczeń za pomocą dużej siły odśrodkowej). W przypadku mleka „przerzutowego” zachodzi konieczność powtórzenia pasteryzacji- repasteryzacja. Zła jakość mikrobiol stanowi też przyczynę pogorszenia właściwości zdrowotnych produktu. Zagrożeniem dla ludzi jest gruźlica przenoszona za pośrednictwem mleka; mleko bywa też przenośnikiem wirusów chorobotwórczych tj. pryszczycy, żółtaczki, zapalenia mózgu. Przy przetwarzaniu surowca o złej jakości istnieje konieczność stosowania obróbki termicznej (wpływa na znaczne obniżenie wartości odżywczej gotowych produktów- powoduje stratę witamin, stratę dostępnej lizyny, denaturację białek serwatkowych, tworzenie lizynoalaniny,..)

Produkcja MLEKA SPOŻYWCZEGO- mleko spożywcze jest produktem przeznaczonym do spożycia, uzyskanym z mleka krowiego po wykonaniu zabiegów technologicznych zabezpieczających jego wartość odżywczą, higieniczną oraz trwałość. 1l= 2700 kJ (co stanowi 25% dobowego zapotrzebowania kalorycznego dla człowieka dorosłego). Rodzaje mleka: mleko spożywcze (normalizowane lub odtłuszczone, homogenizowane, niehomogenizowane, pasteryzowane), sterylizowane (w opakowaniach gwarantujących wielomiesięczną trwałość), mleko spożywcze o przedłużonej trwałości (normalizowane, homogenizowane, sterylizowane, opakowania o trwałości 14 dni), mleko witaminizowane, spożywcze wzbogacone w białko z dodatkiem mleka w proszku odtłuszczonego rozpyłowego, paszowe (normalizowane, odtłuszczone, często z dodatkiem wit).

*Pod względem zawartości tłuszczu dzielimy mleko na: mleko zawierające 3,5% tłuszczu, 3,2 i 2% i mleko spożywcze odtłuszczone.

*obróbka termiczna mleka: termizacja mleka w temp 65-68 C przez 20s, pasteryzacja 72-75 C przez 20s; obróbkę termiczną należy przeprowadzić natychmiast po dostarczeniu do zakładu w celu zahamowania rozwoju mikroflory

*dojrzewanie mleka- do mleka po obróbce termicznej i chłodzeniu dodaje się CaCl2 20mg/100 l mleka i zakwasu; mleko przetrzymuje się w temp 10-12 C przez 15-18h, zakwas przetrzymuje się w temp 30 C przez 2 h

*powyższy sposób postępowania pozwala na obniżenie pH mleka przed dodaniem podpuszczki, skrócenie czasu koagulacji, zwiększenie zwięzłości skrzepu przed krojeniem, obniżenie strat substancji białkowych

Produkcja MASŁA- masło otrzymuje się przez zmaślanie spasteryzowanej, dojrzałej fizycznie i biologicznie śmietany o zawartości 25-45% tłuszczu. Produkcja masła obejmuje procesy technologiczne: wydzielanie śmietanki z mleka, pasteryzacja śmietanki, odgazowanie śmietanki, chłodzenie i dojrzewanie fizyczne, dojrzewanie biologiczne (ukwaszenie), przygotowanie śmietany do zmaślania, zmaślanie śmietany, płukanie ziaren masła, solenie masła (tylko dla masła solonego), wygniatanie masła, formowanie i pakowanie masła, przechowywanie masła.

*w temp 19 i 16 C zachodzi proces ukwaszania śmietany pod wpływem dodanej do niej zakwasu maślarskiego (2-5%- dojrzewanie biologiczne)

*stopień ukwaszenia śmietany 16-18 SH w plazmie lub 20-22 SH

*systemy dojrzewania: 1)system szwedzki stosowany zimą- 8C przez 2 h; 19C przez 3-3,5 h; 16C ok. 11 h do czasu zmaślania 2)system duński stosowany latem- 19C 8h, 16C 4-6h, 8C 2-2,5h do czasu zmaślania

*masło= 82-83% tłuszczu, 15-16% wody, 0,8-1,3% sm beztłuszczowa, w tym ok. 0,5% laktozy, 0,4-0,7% białka, 0,1-0,16% subst miner

Produkcja NAPOI MLECZNYCH- dzielimy je na napoje- fermentowane i niefermentowane.

a)napoje niefermentowane- czynności technologiczne: wybór mleka, normalizacja, pasteryzacja, oziębianie, mieszanie z dodatkami, napełnianie opakowań, przechowywanie w chłodni

*do napoi tych zaliczamy- płynne produkty mleczarskie utrwalone termicznie- mleko spożywcze pasteryzowane i sterylizowane, mleko sterylizowane, mleko z dodatkiem skł odżywczo- smakowych, mleko preparowane

b)napoje fermentowane- to produkty otrzymane z mleka w wyniku fermentacji mlekowej, niekiedy uzupełnionej fermentacją alkoholową; są doskonałym środkiem pobudzającym apetyt i ułatwiającym trawienie

*napoje fermentowane to min. mleko acidofilne, kefir, jogurt, napoje serwatkowe, maślanka luksusowa

*mleko acidofilne- wysoka wartość dietetyczna i lecznicza; produkcja- normalizacja mleka, homogenizacja, pasteryzacja, oziębienie do temp 38-40C, zakwaszenie (zakwas w ilości 5%), mieszanie i ukwaszenie w ciągu 6 h do uzyskania skrzepu o kwasowości 32-42 SH

*kefir- napój fermentowany otrzymany z pełnego lub w części odtłuszczonego mleka przy zastosowaniu zakwasu kefirowego. Produkcja- normalizacja, homogenizacja, pasteryzacja, oziębienie do temp 22C, zakwaszenie (zakwas w ilości 3-5%), rozlewanie kefiru i zamykanie opakowań, dojrzewanie kefiru w temp 22C przez 12-14 h do momentu uzyskania jednolitego, gładkiego skrzepu i osiągnięcia kwasowości skrzepu 30SH ; po uzyskaniu skrzepu kefir poddaje się dalszemu dojrzewaniu w temp 8-10C przez 1-3 dni. Rodzaje- kefir słaby- jednodniowy (30 SH), średni- dwudniowy (35SH), mocny- trzydniowy (45SH), luksusowy

*jogurt- rodzaje- płynny (koagulowany w zbiornikach hermetycznych, homogenizowany, chłodzony, pakowany), stały (po wstępnej obróbce i zmieszaniu z zakwasem mleko jest natychmiast pakowane); czynności technologiczne- normalizacja i zagęszczanie mleka;

Produkcja SERÓW

*sery podpuszczkowe dzielimy na: sery miękkie (sery z porostem pleśniowym, z przerostem pleśni, maziowe, pomazankowe), sery twarde (typu szwajcarskiego, włoskiego, holenderskiego, angielskiego, szwajcarsko- holenderskiego, z masy parzonej)

*surowcem do wyrobu serów jest mleko normalizowane, pasteryzowane przez 5-15s w temp 74-75C

*wydatek sera- ilość kg sera otrzymanego ze 100 l mleka: 1 g białka 1,8-3,5 g sera; poniżej 3,1% bialka może wpłynąć na właściwy przebieg procesów przy obróbce sera; duża zawartość bakterii psychotropowych > 5x 10 do 6 w mleku wpływa ujemnie na białko i tłuszcz co w efekcie pogarsza wydatek i jakość sera

*procesy fermentacyjne w serach: a) fermentacja propionowa (istotna zawartość mleczanu; o wpływie bakterii termofilnych decyduje rozwój bakterii porpion. zakres pH 5-5,4; powyżej 3% soli i kwasowości 5,2-5,4 zahamowuje rozwój bakterii fermentacji propion.; b)fermentacja masłowa- negatywnie oddziałują bakterie Clostridium

*solenie trwa kilka dni do kilku lat

*dojrzewanie sera- obniżenie zawartości wody (obniża aktywność wodną serów), intensywność obniżania się zawartości wody w serach

*odfermentowanie laktozy- zwolnienie szybkości ukwaszania serwatki powoduje otrzymanie sera bogatszego w subst mineralne; zawartość laktozy wpływa na konsystencję sera; szybsze formowanie w procesie ociekania

*ociekanie- czynniki hamujące proces ociekania serów: usunięcie nadmiaru CaCl2, zawartość tłuszczu, nadmiar denaturowanych białek rozpuszczalnych, zbyt duże ziarna, zbyt krotki czas obróbki mleka,…

1

---