1.Jakosć mleka:
Zawartość komórek somatycznych (kom nabłonka, z pęcherzyków i zatok mlecznych i komórki krwi) dopuszczalna zawartość 200-400 tys /1cm3
Niedopuszczalna obecność antybiotyków zarówno ze względów technologicznych jak i zdrowotnych ( hamują rozwój mikroflory przy produkcji np. produktów fermentowanych) 9 reakcje alergiczne, i uodpornianie mikroflory na antybiotyki)
pH mleka dobrej jakości i świeżego powinno wynosić6,5-6,8
mleko powinno być po udoju schłodzone do temperatury <8C
punkt zamarzania wody powinien wynosić 0,520C (wynika z zawartości laktozy, soli mineralnych, itp.) umożliwia wykrywanie zafałszowania przez dodatek wody
pochodzące od stada wolnego od gruźlicy i brucelozy
właściwy skald chemiczny zawartość, laktozy, związków azotowych, i składników mineralnych
liczba chlorowo cukrowa wartość poniżej 2,1
nie więcej niż 100 000 jtk bakterii tlenowych i mezofilnych na 1cm3
2.Wartosć odżywcza mleka i przetworów mlecznych:
•Najlepiej zbilansowany pod względem składu produkt spożywczy.
•Bogate źródło białka zwierzęcego o wysokiej wartości biologicznej (1/2 litra mleka pokrywa 40% dziennego zapotrzebowania dorosłego człowieka na białko).
• Dobre źródło łatwo przyswajalnego tłuszczu, cukru - laktozy i prawie wszystkich witamin.
•Bogate źródło składników mineralnych.
•Ze względu na alkaliczność popiołu mleko jest produktem zasadotwórczym.
•Mleko jest najbardziej kompletnym naturalnym produktem spożywczym.
Jest źródłem białek, które ze względu na zawartość pełnego zestawu aminokwasów egzogennych są
pełnowartościowe. Litr mleka pokrywa w pełni dzienne zapotrzebowanie na: leucynę, izoleucynę, lizynę, tryptofan, treoninę, walinę, w ok. 80% na fenyloalaninę i 50% na metioninę.
Tłuszcz mlekowy stanowi ok. 48% całkowitej wartości energetycznej mleka. Jest źródłem NNKT i nośnikiem witamin A, D, E, K.
Najważniejszym węglowodanem mleka jest laktoza. Jest ona niezbędna do utrzymania właściwej mikroflory jelitowej . Jest także źródłem galaktozy, która jest wykorzystywana szczególnie przez organizmy rosnące do syntezy związków strukturalnych układu nerwowego. Laktoza nie powoduje wzrostu zawartości glukozy we krwi, dlatego też mleko może być źródłem energii i składników odżywczych dla ludzi chorych na cukrzycę.
Mleko jest także uważane za najlepsze źródło wapnia, który połączony jest w nim z białkiem mleka i w tej formie bardzo łatwo wykorzystywany.
Mleko jest także źródłem innych składników mineralnych, takich jak: fosfor, sód, potas, chlor, magnez, żelazo. Popiół ma charakter alkaliczny.
Mleko jest także źródłem witamin.
Z wysoką wartością odżywczą składników mleka wiąże się ich bardzo dobra strawność, przyswajalność, różnorodność, co odgrywa istotną rolę w żywieniu człowieka.
Mleko spożywane jest w postaci szeregu produktów mlecznych: napojów fermentowanych, masła, serów twarogowych, podpuszczkowych, śmietany.
Wartość odżywcza produktów fermentowanych
• hamowanie procesów gnilnych, biegunek:
• konieczne w czasie kuracjii antybiotykowych,
• bardzo dobre źródło Ca, dzięki większej sorpcji Ca wskutek zakwaszenia,
• zakwaszenie środowiska jelita grubego
,
• łagodzenie nietolerancji laktozy,
• obniżanie poziomu cholesterolu we krwi,
• właściwości antyrakotwórcze wskutek wiązania azotanów i azotynów
,
• wzmacnianie systemu immunologicznego,
• lepsza strawność.
3. Czynnik wpływające na skład chemiczny mleka:
Rasowe i osobnicze, Fizjologiczne, Żywieniowe, Zdrowotne, Środowiskowe:
Rozpowszechniona w kraju rasa krów czarno-biała /fryzyjska/ daje mleko o stosunkowo niskiej zawartości składników s. m. w porównaniu do np. rasy Jersey / tł.- 5-6%, biał. 3,8%, s.m. 14-15%/
Siara mleko albuminowe po wycieleniu- trudności technologiczne, zmiany w czasie 1 laktacji, spadek zaw. składników mleka już po 2 laktacji, dój wieczorowy i ranny - niższa /0.6%/ zaw. tłuszczu, ostatnie porcje mleka w doju.
§Niedobór energii, białka w paszy - spadek mleczności i S.S.
§Niedobór błonnika w paszy - spadek zaw. tłuszczu
§Niska zaw. n. kwasów tłuszcz. w paszy - niska zaw. kw. tał. C18 :1
§Niska zaw. B- karotenu
Mastitis - Stan zapalny gruczołu mlecznego powodowany przez bakterie chorobotwórcze np. gronkowce.
Następuje spadek: laktozy /4.6-2%/, s.m.b. kazeiny, soli /Ca, K, P/ około 30 %,
witamin, kw. miar. 7- 6 oSH, krzepliwości, 6 ·stabilności termicznej, zwartości skrzepu,
jakości mikrobiologicznej. Wzrost: Chlorki /0.1-0.3%/, Immunoglob., pH 6.65 - 7.0, przew.
elektryczna wł., aktywność katalazy i lipazy, liczba kom. somatycznych - leukocytów.
Gleba, klimat, temperatura.
4.kwasowośc mleka :
Zależy od warunków przechowywania mleka spożywczego ( temperatury), od stanu odzywania krowy i jej stanu zdrowia, przede wszystkim na kwasowość wpływa rozwój mikroflory produkującej z cukrów kwas mlekowy co prowadzi do obniżenia pH mleka . Powyżej 8 oSH mleko nie nadaje się do przerobu - pasteryzacja -próba alkoholowa. Około 12 oSH ścina się przy zagotowaniu, przy 24-28 oSH ścina się - koaguluje w temp. pokojowej - pH 4.6. Kwasowość wyrażana jest jako kwasowość miareczkowa (ilość -28cm· 0.25 N NaOH potrzebna do zobojętnienia 100 cmmleka wobec roztworu fenoloftaleiny w stopniach SH) i kwasowość czynna, pH co ma znaczenie technologicznie przy ocenie organoleptycznej mleka jak i ocenie zdrowia krowy ( np. pH > 6.8 świadczy o zapaleniu gruczołu mlecznego) i przydatności technologicznej mleka.
5. Cechy fizyczne mleka:
.Gęstość - 1.028-1.032 g/cm, 28-32 Ld, wykrywanie rozwodnienia, ale obarczone dużym błędem,
.Lepkość - 2-4-krotnie wyższa do wody - 1 mPas,
Napięcie pow. - 52 mN/m, woda 72 mN/m, mycie,
.Temp. zamarzania - -0.520 - -0.560, wykrywanie wody,
.Przew. elektrolityczne śr. 47 x10-4 S, kontrola przepływów
Współczynnik refrakcji serum -1.3437, 7. c.w. - 3.9 J/g oC
6. charakterystyka tłuszczu mlecznego i znaczenie żywieniowe i technologiczne :
Tworzony jest z glicerolu i kwasów tłuszczowych. Glicerol powstaje w trakcie przemian glukozy, a nasycone kwasy tłuszczowe z fermentacji błonnikowej zachodzącej w żwaczu. Ogólna zawartość tłuszczu mlecznego w mleku to 2,7-5,5%. Blisko 80% masy tłuszczu reprezentują kuleczki o średnicy 2-6 mikrometrów. Pod koniec okresu laktacji średnica kuleczek ulega zmniejszeniu. a powierzchni kuleczek są tzw. otoczki fosfolipidowobiałkowe. Natomiast wewnątrz jest półpłynny tłuszcz. Tłuszcz mleczny chemicznie jest tzw. tłuszczem właściwym, czyli estrem glicerolu i kwasów tłuszczowych (98%). Pozostałe 2% stanowią: cholesterol, fosfolipidy, karoteny, witaminy. Podstawowe kwasy tłuszczowe: linolowy, linolenowy i arachidowy stanowią grupę niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych (NNKT, witamina F). W mleku krowim występuje również dużo kwasu oleinowego, który stanowi 37% zawartości tłuszczu mleka. Występuje z tłuszczem w Znaczenie żywieniowe i technologiczne tłuszczu mlecznego:
Tłuszcz jest podstawowym i najbardziej skoncentrowanym źródłem energii. Obecność tłuszczu w pożywieniu zwiększa uczucie sytości, powoduje wydłużenie czasu przebywania pokarmu w żołądku podnosi smakowitość. Tłuszcz mlekowy ma przyjemny smak, wysoką strawność, dużą wartość odżywczą. Stanowi ok. 48% całkowitej wartości energetycznej mleka. Występuje w postaci naturalnej emulsji i może być wchłaniany bez uprzedniej hydrolizy w przewodzie pokarmowym. Tłuszcz mleka zawiera stosunkowo dużą ilość krótko- i średniołańcuchowych kwasów tłuszczowych. Jest ubogim źródłem NNKT - zawiera ich ok. 2,5%, w tym ok 2% kwasu linolowego. Tłuszcz mleka oprócz triacylogliceroli zawiera substancje towarzyszące, m.in. fosfolipidy, cholesterol, witaminy rozpuszczalne w tłuszczach A,D,E,K.
7. w mleku zachodzą zmiany lipolitycznie i oksydacyjne :
•Lipoliza, czyli hydroliza tłuszczu - proces enzymatyczny, pod wpływem lipaz rodzimych mleka i bakteryjnych. Tłuszcz z udziałem wody hydrolizuje do glicerolu i wolnych kw. tłuszczowych. Objawy - jełki zapach od lotnych kwasów. Lipolizę przyspiesza uszkodzenie otoczek tłuszczowych, stan zapalny mastitis, bakterie.
Oksydacja (autooksydacja, lipooksydacja) - proces chemiczny
zapobieganie /przeciwutleniacze, synergenty - gr -SH, H3PO4/ czynniki: promieniowanie, UV, stopień nasycenia kw. tłuszczowych, zawartość tlenu, /wysoki potencjał redox/,niskie pH, podwyższona temperatura, aw
Hydroliza i utlenianie się tłuszczów powodują obniżenie jakości gotowych produktów. Jełczenie hydrolityczne polega na hydrolizie wiązań estrowych kwasów tłuszczowych przy udziale lipaz. Lipoliza tłuszczu mlekowego zachodzi przy udziale lipazy rodzimej mleka i lipaz wytwarzanych przez drobnoustroje. W wyniku lipolizy następuje nagromadzenie się wolnych kwasów tłuszczowych. Tłuszcz mleczny zawiera dużo krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, które w stanie cechują się nieprzyjemnym zapachem i smakiem (szczególnie kwas kapronowy i masłowy). W mleczarstwie tylko w serowarstwie pewien zakres lipolizy jest korzystny - cechy organoleptyczne serów dojrzewających.
Procesy oksydacji tłuszczu to przede wszystkim reakcje nienasyconych kwasów tłuszczowych z tlenem atmosferycznym. Najczęściej są to procesy autooksydacji, przyjmuje się, że przebiega ona łańcuchowo przy udziale wolnych rodników. W początkowym okresie fazy propagacji szybkość powstawania wodoronadtlenków jest większa od szybkości ich rozpadu. Pochodne wodoronadtlenków, aldehydy i ketony, są przyczyną wad smaku i zapachu - jełkość oksydacyjna.
8.Znaczenie żywieniowe i technologiczne białek mleka.
Białka odgrywają ogromne znaczenie w żywieniu człowieka. Pełnią różnorodne funkcje w organizmie. Są niezbędnym materiałem budulcowym wszystkich tkanek organizmu, podstawowym składnikiem płynów wytwarzanych przez organizm, wchodzą w skład enzymów, hormonów i ciał odpornościowych. Białka lub niektóre aminokwasy biorą udział w odtruwaniu organizmu. Są źródłem energii w przypadku niewystarczającej podaży tłuszczów i węglowodanów. Odgrywają także rolę smakowo-zapachową, mają zdolność pobudzania łaknienia. Białka mleka ze względu na zawartość pełnego zestawu aminokwasów egzogennych są pełnowartościowe. Litr mleka pokrywa w pełni dzienne zapotrzebowanie na: leucynę, izoleucynę, lizynę, tryptofan, treoninę, walinę, w ok. 80% na fenyloalaninę i 50% na metioninę. Spośród białek mleka kazeina ma najniższą wartość odżywczą, lecz w połączeniu z białkami serwatkowymi powoduje znaczny wzrost wartości biologicznej. Białka mleka charakteryzują się wysoką przyswajalnością, są lekkostrawne. Stosowane są w dietach klinicznych w żywieniu osób ze schorzeniami układu trawienia, w chorobach wątroby, nerek, przy cukrzycy, ze względu na swe właściwości buforujące wykorzystano je w żywieniu osób z wrzodami żołądka.
Białka mleka są podstawą produkcji napojów fermentowanych, serów.
9. Charakterystyka laktozy i jej znaczenie technologiczne
dwucukier występujący w mleku krowim w ilości 4,5-5,0%
powstaje w komórkach mlekotwórczych z glukozy
•W zależności od skręcalności światła spolaryzowanego wyróżnia się formy * i *- laktozy. W roztworze wodnym na skutek mutarotacji formy te występują w stanie równowagi w zależności od temperatury i pH. W handlu laktoza występuje jako *- monohydrat i *- anhydrat, *-monohydrat powstaje z przesyconych roztworów poniżej 93,5 oC, *- monohydrat suszony >100 oC
.
•Ogólnie słodycz laktozy jest około 5 razy słabsza niż sacharozy
•Odporna na hydrolizę kwasową i enzymatyczną
•Posiada właściwości redukcyjne
Znaczenie:
Substrat do ukwaszania - konserwowania: sery, śmietana, napoje fermentowane, masło.
Związki smakowo-zapachowe.
Koagulacja mleka, kwasowa, podpuszczkowa.
Konserwant w produktach zagęszczonych.
Zakwaszenie mleka - niekorzystny aspekt.
Krystalizacja - piaszczystość mleka zagęszczonego, lodów.
Reakcje Maillarda. -brunatnienie i karmelizacja przy obróbce termicznej
10. Sole mineralne w mleku i ich znaczenie technologiczne:
Składniki mineralne mleka to głównie sód, potas i chlor. Zawartość popiołu w mleku ( pozostałość po spaleniu mleka w temperaturze 550C) wynosi 0,7%. Sole mineralne występują częściowo jako roztwór właściwy, a częściowo jako roztwór koloidalny. Roztwór właściwy tworzą sole potasu i sodu. W postaci koloidalnej występuje około polowa nierozpuszczalnych fosforanów i część cytrynianów.
Składniki mineralne wpływają na właściwości fizyczne mleka i stabilność jego białek. Uczestniczą w reakcjach biochemicznych. Minerały biorą również udział w kształtowaniu smaku mleka. Z uwagi na to, że mleko zawiera prawie wszystkie istotne składniki mineralne jest pokarmem sprzyjającym zachowaniu równowagi mineralnej w organizmie.
Ogrzewanie mleka narusza równowagę w układzie soli wapniowych. Pasteryzacja mleka powoduje istotne ubytki wapnia jonowego - wytrąca się nierozpuszczalny fosforan wapnia. Stanowi on główny składnik kamienia mlecznego osadzającego się na powierzchniach grzejnych.
Sód i chlor są głównymi składnikami mleka odpowiadającymi za utrzymanie na stałym poziomie ciśnienie osmotyczne mleka. Ich zawartość w mleku wrasta w czasie mastitis.
Istotną rolę w składzie soli mleka odgrywają sole kwasu cytrynowego. Efektem wiązania wapnia i magnezu jest zwiększenie stabilności cieplnej białek. Niektóre gatunki bakterii fermentacji mlekowej wytwarzają z kwasy cytrynowego substancje aromatyzujące.
Wyróżnia się 2 główne grupy soli mleka:
1)Na, K, Cl: formy tylko jonowe, ujemnie skorelowane z zaw. laktozy, 70% Ca, 30% Mg, 60% (40% mineralny i 20% związany z kazeiną) P i 10% cytrynianów: w formie koloidalnej i związane z micellami kazeinowymi.
2)30% Ca, 70% Mg, 30% HPO4— i 90% cytryniany: w formie jonowej zależnej od równowagi kwasowo - zasadowej.
Znaczenie:
Katalizatory zmian oksydacyjnych /Cu, Fe/,
wytrącanie Ca podczas pasteryzacji:
3Ca++ + 2HPO4 --- *Ca3(PO4)2 + 2H+
dodatek w produkcji serów podpuszczkowych ułatwia formowanie skrzepu CaCl2
nadmiar Ca++ * żelowanie mleka zagęszczonego
mastitis- wzrost zawartości chlorków i spadek zawartości laktozy
kwas cytrynowy - dwuacetyl, oczka w serze (proces oczkowania)
11.enzymy mleka i ci znaczenie technologiczne:
Fosfataza alkaliczna. Hydrolizuje estry kwasu fosforowego. Do 40% tego enzymu związane jest z kuleczkami tłuszczowymi. Aktywatorami fosfatazy alkalicznej są jony manganu i miedzi. Unieczynnia ją niska pasteryzacja, tj. 72 °C przez 15 sekund.
Lizozym. Mleko krowie zawiera go 0,13 mg/l. Powoduje uszkodzenie ścian komórkowych bakterii gram-dodatnich. Wykazuje działanie bakteriostatyczne. Dużo tego enzymu zawiera leukocyty.Wytrzymuje ogrzewanie 100 °C, dlatego zawsze jest obecny w mleku pasteryzowanym.
Proteaza. Powoduje rozpad białek. Enzym związany jest z kazeiną. Przechodzi do skrzepu mleka. Może przyczyniać się do rozpadu białek w czasie dojrzewania serów podpuszczkowych.
Katalaza 91 oC / 3-4 s inaktywacja. katalizuje utlenianie związków aromatycznych
Laktoperoksydaza 80 oC / 3-4 s. utlenianie wielu substratów organicznych i nieorganicznych w obecności nadtlenku wodoru- właściwości przeciwbakteryjne.
Oksydaza ksantonowa 91C /3-4 s Jest enzymem katalizującym utlenianie związków aldehydów, puryn i ksantyn. Znajduje się w kuleczkach tłuszczowych.
12.Charkterystyka i znaczenie bakterii fermentacji mlekowej
Bakterie mleko we -4 to głownie paciorkowce i pałeczki, termofilne, mezofilne.·Bakterie homofermentacji mlekowej (lactococcus Streptocccus i większość Lactobacillus) Są mezofilami lub termofilami i pałeczki i paciorkowce mlekowe 00wytwarzają głownie kwas mlekowy z cukrów zawartych w mleku C6H12O6 + bakterie mlekowe → 2CH3CHOHCOOH + E.
Bakterie heterofermnetacji mlekowe( Leuconostoc) oprócz kwasu mlekowego wytwarzają również produkty uboczne, takie jak: kwas octowy, tlenek węgla alkohol etylowy.
Bifidobacterie wykorzystywane do produkcji fermentowanych produktów typu bio.
Bakterie fermentacji mlekowej produkują również związki o charakterze aromatycznym ( aldehyd octowy i diacetyl ) Ten pierwszy produkowany przez bakterie wykorzystujące również cytryniany , tworząc charakterystyczny orzechowy aromat produktów fermentowanych jak maślanka i mleko zsiadłe. Aldehyd octowy ma znaczenie przy tworzeniu aromatu charakterystycznego dla jogurtu
Bakterie mlekowe stosuje się w mleczarstwie jeszcze do produkcji takich napojów jak: mleko ukwaszone (zsiadłe), kefir, jogurt, mleko jogurtowe, mleko acidofilne i inne).
13. Bakterie szkodliwe w mleczarstwie:
Enterobacteriaceae:
•W mleku występuje głównie rodzaj : Escherichia /E. coli/ i Enterobacter /Eb. aerogenes/, giną w procesie pasteryzacji
•Miano coli - wskaźnik warunków sanitarnych otrzymywania mleka i produktów mlecznych - reinfekcji
•Tworzą CO2, H2, etanol, kwas mlekowy, octowy, mrówkowy, z tryptofanu - skatol, indol - zapach oborowy mleka
Pochodzą z gruczołu mlecznego: bakterie gruźlicy bydlęcej, brucelozy, Str. agalactiae, E. coli, Staphylococcus aureus.
Pochodzenia pozagruczołowego: Salmonella, Shigella, Listeria monocytogenes, Bacillus cereus.
15.Technologia produkcji mleka spożywczego (UHT, pasteryzowane):
Spożywcze pasteryzowane
•wirowanie (oczyszczanie) mleka i normalizacja zawartości tłuszczu (450C),
• odgazowywanie (650C),
• homogenizacja 13 -15 MPa,
• pasteryzacja 72-900C, czas 15-25 s
• chłodzenie do 60C
• pakowanie
• magazynowanie temp. 40C
• dystrybucja
UHT
•wirowanie (oczyszczanie) mleka i normalizacja zawartości tłuszczu (450C),
• wstępne ogrzewanie (65C)
• sterylizacja (minimum 1350C/kilka sek.),
• homogenizacja 13 -15 MPa,
• chłodzenie
•przetrzymanie
• aseptyczne pakowanie w wysterylizowane opakowania (opakowania kartonowe (czterowarstwowe)
•woreczki foliowe
•butelki szklane lub polietylenowe z powłoką aluminiową)
• magazynowanie temp. 40C
• dystrybucja
16. Technologia produkcji mlecznych produktów fermentowanych:
1.Proces normalizacji i stabdaryzacja dotyczy ustalenia w produkcie odpowiedniej zawartości tłuszczu (np. 0,5% do 4,5%itd.). Zawartość tłuszczu w mleku przed dodaniem zakwasu powinna być wyższa od podawanej na opakowaniu, ponieważ dodatek zakwasu z mleka odtłuszczonego obniża tę zawartość.
2. Podwyższenia zawartości suchej masy: uzyskanie skrzepu o większej twardości, podwyższenie lepkości, zmniejszenie tendencji do synerezy i zwiększenie wskaźnika buforowania. Poprzez odparowanie ( 10 - 20% wody),dodatek chudego proszku mlecznego (najczęściej do 3%)
,dodatek mleka zgęszczonego dodatek retentatu - koncentratu mleka chudego z procesu ultrafiltracji
3.
Homogenizacja jest procesem mającym na celu rozdrobnienie większych kuleczek tłuszczowych, aby wyeliminować zjawisko podstoju tłuszczu w produkcie końcowym. Homogenizację przeprowadza się homogenizatorach w temperaturze 50 - 70° i ciśnieniu 15 -20 Mpa.
4.Pasteryzacja - 93-95C 3-5min.
•polepszenia właściwości mleka jako substratu do rozwoju kultur bakteryjnych,
• zapewnienia mocniejszej struktury produktu końcowego,
• redukcja ryzyka wystąpienia wydzielenia serwatki w końcowym produkcie.
*niszczenie szkodliwej mikroflory
*denaturacja białek serwatkowych i połączenie ich z kazeina i włączenie do skrzepu.
5.Zaszczepienie zakwasem Zakwas jest przygotowywany w oddzielnym pomieszczeniu o zaostrzonych wymogach higienicznych. Mleko mające posłużyć do sporządzenia zakwasu pasteryzuje się w temperaturze 90-95°C przez 30 minut, następnie schładza do temperatury 43-45°C i dodaje szczepionkę w ilości 2-3% i inkubuje w temp 43-45 °C przez ok. 3h (fermentacja), a po uzyskaniu odpowiedniej kwasowości (pH 4,5-4,6) - schładza.
6.Fermnetacja - Istnieją dwie metody prowadzenia fermentacji tj. metoda zbiornikowa i metoda termostatowa. W zależności od zastosowanej metody produkcji mleko zakwasza się w zbiornikach lub systemem ciągłym dodając do przygotowanych surowców odpowiednią ilość zakwasu. W metodzie zbiornikowej poddaje się mleko fermentacji w dużych zbiornikach, a po ukwaszeniu do odpowiedniej kwasowości powstały skrzep upłynnia się przez delikatne mieszanie (możliwy jest w tym momencie dodatek substancji smakowych i zapachowych) i rozlewa się do opakowań jednostkowych. Konsystencja otrzymanego napoju jest płynna. Metoda termostatowa polega na zaszczepieniu mleka zakwasem i napełnieniu nim opakowań jednostkowych, które umieszcza się w komorze termostatowej. Po ukwaszeniu napój ma konsystencję stałą (skrzep).
7.Chłodzenie - Ukwaszony produkt oziębia się szybko do temp. 2-6°C w celu zahamowania fermentacji mlekowej, a zarazem także wzrostu kwasowości w produkcie. W obniżonej temperaturze napoje mleczne pozostają przez 6-12 h. W tym czasie pęcznieją białka, w wyniku, czego konsystencja napoju staje się bardziej gęsta.
8.Pakowanie.
17. Technologia produkcji mleka zagęszczonego słodzonego i nie:
mleko zagęszczone -(z ang. evaporated milk) produkt trwały, otrzymany po odparowaniu z mleka części wody i dodatkowym utrwaleniu metodą termiczną.
Niesłodzone
1.dobór surowca(Mleko surowe przeznaczone do zagęszczania powinno być wysokiej jakości mikrobiologicznej i dobrej stabilności termicznej (np. < 7,00SH).
2.oczyszczenie i normalizacja zawartości tłuszczu i s.m.b. (usuwanie ewentualnych zanieczyszczeń)
3.hartowanie 93-950C/kilka minut lub 120-1300C/kilka sek. poprawa stabilności cieplnej mleka
4.zagęszczanie do 18 % s.m.b. (w temp. 65 - 70°C) Odbywa się na wielostopniowych wyparkach próżniowych. Wpływa na obniżenie stabilności termicznej mleka, gdyż:
wzrost koncentracji Ca2+
dehydratacja miceli kazeinowych
, wzrost kwasowości (do 170SH)
5.homogenizacja-zapobieganie śmietankowaniu
6.schłodzenie do 8°C, dodatek 0,05 - 0,4% stabilizatorów - np. fosforanów lub cytrynianów sodu
7.rozlew do puszek
8.sterylizacja 115-120°C /10 - 20 min.
lub
8a. sterylizacja UHT 140°C /10 - 20 s
7b. aseptyczny rozlew do puszek (temp. 23°C)
9. magazynowanie w temp. < 18°C
Słodzone:
1.selekcja surowca,( Mleko surowe przeznaczone do zagęszczania powinno być wysokiej jakości mikrobiologicznej, o normalnych cechach organoleptycznych, bardzo dobra stabilność termiczna)
2.pasteryzacja tzw. hartowanie (90-98°C/kilka minut)
3.normalizacja tłuszczu
4.dodatek sacharozy w formie syropu 70 - 80 % o temp. 100°C
5.zagęszczanie (do > 74% s.m.) i schłodzenie do 26 - 320C
6.kontrolowana intensywna krystalizacja laktozy(szybkie schłodzenie do temp. 26 - 32°C w celu wymuszenia krystalizacji, energiczne mieszanie (bez napowietrzenia )
7.rozlew do opakowań (puszki)
8.magazynowanie w temp. < 15°C
18. mleko w proszku
Odbiór i selekcja surowca -wysoka jakość ikro biologiczna, (niska zawartość bakterii ciepłoopornych i przetrwalnikujacych )brak nadkwaszenia (≤7,2 SH), brak jonów Fe i Cu
Oczyszczanie i normalizacja- prowadzi się metoda wirówkową
Pasteryzacja mleka -wysoka temperatura 88-92C przez 3-5 min nawet >100C przez kilka s o parametrach decyduje czystość mikrobiologiczna oraz rodzaj i przeznaczenie mleka Maksyamlne zniszczenie drobnoustrojów i unieczynnienie enzymów, zapewnienie większej stabilności lipooksydacyjnej.
Zagęszczenie mleka- w aparatach wyparnych ( 70 % do 50 stopni od I do ostatniego działu) prowadzi się do zawartości 44-52% suchej subst)
Homogenizacja mleka: tylko dla mleka pełnego w - 32·proszku. Obniżenie ilości wolnego tłuszczu 8-92m w mleku (negatywny wpływ na zwilżalność i rozpuszczalność)
Suszenie mleka -walcowo lub rozpyłowo . % Do 30-35% s.s n obrotowych ogrzewanych para walcach z których utworzony film mleka jest zeskrobywany za pomocą noży i a następnie rozdrabniany - produkt o niskiej zwilżalności i rozpuszczalności. . Rozpyłowo- temperatura na wlocie 170-180C działanie na rozpylone kuleczki mlekowe, wysuszone kuleczki mlekowe opadają na zbiornika, łagodne ogrzanie połączone ze szybkim odparowaniem wody
Szybkie wychłodzenie- 74% 0 0.560, < 15°W atmosferze powietrza jałowego, wyjałowionego UV, opakowanie powinno zabezpieczać produkt przez dostępem.Wilgoci powietrza, 0 0.560, < 15°światła i zanieczyszczeń
Przechowywanie- w temp 20C , wilgotność powietrza 75%. Trwałość mleka pełnego 6 miesięcy a odtłuszczonego 2 lata.
19. Technologia produkcja masła:
Wydzielenie śmietanki z mleka metodą wirówkową (dawniej metodą podstojową). Śmietanka przeznaczona do wyrobu masła powinna zawierać 30-35% tłuszczu (metoda periodyczna) lub 38-45% tłuszczu (metoda ciągła produkcji masła).
Pasteryzacja śmietanki (wysoka, np.: 95±2oC/35±1s). Stosowanie wysokich parametrów pasteryzacji ma na celu: • zniszczenie wegetatywnych form mikroflory patogennej, prawie wszystkich bakterii saprofitycznych oraz drożdży i pleśni łącznie z zarodnikami;• maksymalną inaktywację ciepłoopornych enzymów lipolitycznych oraz proteaz pochodzenia bakteryjnego; • podwyższenie stabilności oksydacyjnej masła wskutek denaturacji białek (głównie beta-laktoglobuliny) oraz odsłonięcie w ich strukturze grup -SH wiążących jony miedzi i żelaza; • obniżenie potencjału oksydoredukcyjnego w wyniku odsłonięcia grup -SH; ograniczenie autokatalicznego procesu lipooksydacji w wyniku reakcji grup -SH z wodoronadtlenkami tłuszczowymi;• podwyższenie walorów smakowo-zapachowych masła i jego trwałości w wyniku stworzenia korzystnych warunków rozwoju dla bakterii fermentacji mlekowej.
Odgazowanie śmietanki przeprowadza się bezpośrednio po pasteryzacji, w temperaturze 95-98oC pod ciśnieniem zredukowanym do 50 - 70 kPa. Głównym celem odgazowania jest poprawa cech organoleptycznych masła przez usunięcie ze śmietanki lotnych substancji o nieprzyjemnym zapachu pochodzenia paszowego, produktów działalności szkodliwej mikroflory i enzymów oraz substancji zapachowych przenikających z otoczenia krowy
Fizyczne dojrzewanie śmietanki to właściwie prowadzone chłodzenie śmietanki mające na celu odpowiednie wykrystalizowanie tłuszczu mlekowego (około 30-50 %) umożliwiające efektywne zmaślenie śmietanki
Ewentualne dojrzewanie biologiczne śmietanki. Polega na ukwaszeniu spasteryzowanej i schłodzonej śmietanki dodatkiem kultur bakterii zakwasu maślarskiego: Lactococcus lactis, Lc. cremoris, Lc. lactis subsp. diacetylactis, Leuconostoc cremoris. Dodatek zakwasu wynosi 1,5-3,0 % i zależny jest od zakładanego stopnia ukwaszenia śmietanki. Fermentacja prowadzona jest równolegle z fizycznym dojrzewaniem śmietanki. Celem dojrzewania biologicznego jest nadanie masłu korzystnych cech organoleptycznych, głównie orzeźwiającego, lekko kwaskowatego smaku oraz "orzechowego" aromatu.
Doprowadzenie śmietanki (lub śmietany) do optymalnej temperatury zmaślania - w zimie do 8±1oC; w lecie do 12±1oC.
Zmaślanie (metodą periodyczną lub ciągłą) - polega na ubijaniu śmietanki (lub śmietany) prowadzącym do spienienia i utworzenia grudek masła. Zmaślanie prowadzi się do momentu otrzymania ziaren masła wielkości 2-4 mm.
Odprowadzenie maślanki. Po zakończeniu procesu zmaślania ziarna masła oddziela się od maślanki.
Ewentualnie płukanie ziaren masła. W metodzie periodycznej produkcji masła stosuje się trzykrotne płukanie masła wodą, najlepiej pasteryzowaną. Temperatura wody przy pierwszym płukaniu masła musi odpowiadać temperaturze zmaślania, a w kolejnych płukaniach powinna być o 1-2oC niższa od temperatury zmaślania. Płukanie masła ma na celu: usunięcie maślanki międzyziarnowej, obniżenie zawartości składników nietłuszczowych: głównie białka i laktozy.
Wygniatanie i ewentualnie solenie masła. Wygniatanie właściwe ma na celu homogenizację masła i dyspersję kropelek wody do średnicy poniżej 7 *m (najlepiej 3-5 *m), co podnosi trwałość masła.
Formowanie i pakowanie. Ze względu na specyficzny skład chemiczny masła opakowaniom stawiane są następujące wymagania: brak negatywnego wpływu na cechy smakowo-zapachowe, odporność na wilgotność i zmiany temperatury, odporność na tłuszcz i przenikanie substancji zapachowych, zabezpieczenie produktu przed działaniem światła, niskie zanieczyszczenie metalami głównie Cu i Fe
Magazynowanie w temperaturze 3±1oC, przy wilgotności względnej powietrza 80±5 %.
20. klasyfikacja 5% % serów
•rodzaj mleka (krowie, kozie, owcze, mieszane),
• sposób otrzymania skrzepu (podpuszczkowe - otrzymywane z mleka pod wpływem działania na kazeinę kompleksu enzymów podpuszczki, kwasowe - twarogi - otrzymywane przez koagulację i wydzielenie głównie kazeiny pod wpływem kwasu mlekowego, podpuszczkowo - kwasowe - koagulacja kazeiny mieszana, zwarowe - wytrącanie białek pod wpływem temperatury przy odpowiednim pH),
• zawartość wody (bardzo twarde, twarde, półtwarde, miękkie)
,
• zawartość tłuszczu (chude, półtłuste, pełnotłuste, śmietankowe),
• dojrzewanie (niedojrzewające - świeże - twarogowe, dojrzewające - tzw. żółte i pleśniowe),
• obecność pleśni (z porostem, z przerostem pleśni i mieszane)
,
• oczkowanie (z oczkami, bez oczek, oczka międzyziarnowe),
• skórkę (bez skórki, pielęgnowane na maź, sucha skórka),
• obróbkę mechaniczno-termiczną skrzepu i ziarna serowego (nisko-, średnio- i wysoko-dogrzewane),
• obróbkę termiczną masy serowej (z masy parzonej, z masy smażonej, sery topione).
• pochodzenie tradycyjne (sery holenderskie: Edam, Gouda, sery szwajcarskie: Ementaler, Gruyer, sery francuskie: Roquefort, Brie, Camembert, sery angielskie: Cheddar, Chester, Stilton, sery włoskie: Parmesan, Mozarella, Gorgonzola, Ricotta i inne).
21. Technologia produkcji sera podpuszczkowego
1.Przygotowanie mleka do przerobu (normalizacja i pasteryzacja mleka)
Normalizacja mleka serowarskiego zapewnia odpowiednią zawartość tłuszczu w serze. Pasteryzacja mleka przeprowadzana w pasteryzatorach w systemie ciągłym w temperaturze minimum 720C/15 s (800C/15 s - w przypadku serów twarogowych) zapewnia bezpieczeństwo zdrowotne otrzymanych serów.
2.Zaprawianie mleka (dodatek zakwasu i podpuszczki oraz ewentualnie chlorku wapnia, saletry, barwników)
Dodatek zakwasu ułatwia działanie podpuszczki, nadaje serom odpowiednie cechy organoleptyczne i poprzez ukwaszenie utrwala sery. Dodatek chlorku wapnia ułatwia otrzymywanie prawidłowego skrzepu i działanie podpuszczki, a dodatkowo wzbogaca sery w wapń. Dodatek podpuszczki zapewnia koagulację i wydzielenie białka mleka (kazeiny). Podpuszczka przechodząca do sera bierze również udział wraz z drobnoustrojami zakwasu w procesie dojrzewania sera i kształtowaniu jego cech organoleptycznych. Ewentualny dodatek saletry ma na celu zapobieganie tzw. „późnym wzdęciom” serów powodowanym przez beztlenowe bakterie przetrwalnikujące, głównie w serach półtwardych.
3. Krzepnięcie i obróbka mechaniczno-termiczna skrzepu
Krzepnięcie mleka, zarówno podpuszczkowe jak i kwasowe, pozwala na pokrojenie skoagulowanego mleka, a obróbka mechaniczno-termiczna skrzepu umożliwia oddzielenie nadmiaru fazy płynnej tzw. serwatki od masy serowej. Obróbka mechaniczno-termiczna obejmuje: krojenie i rozdrabnianie skrzepu, osuszanie ziarna, odebranie części serwatki, dodatek wody, dogrzewanie i dosuszanie gęstwy serowej
4. Formowanie i prasownie serów
Ziarno serowarskie poddawane jest wstępnemu prasowaniu, podczas którego się skleja, co pozwala umieścić je w formach do prasowania właściwego. W prasowaniu właściwym następuje ostateczne nadanie kształtu i formy sera oraz usunięcie resztek serwatki. Formy do prasowania serów wykonane są z perforowanych kwasoodpornych blach lub tworzyw sztucznych.
5.Solenie serów Serów- kwasowych - twarogowych na ogół się nie soli. Natomiast sery dojrzewające soli się najczęściej w solance o stężeniu NaCl od 16 do 20% w czasie kilku do kilkudziesięciu godzin w zależności od masy sera i jego twardości. Celem solenia jest wytworzenie wyraźnej skórki, zabezpieczenie przed rozwojem niepożądanej przetrwalnikującej mikroflory (Clostridium butyricum, Clostridium tyrobutyricum), która może powodować „późne wzdęcia
6. Proces dojrzewania serów przebiega w dojrzewalniach w temperaturze od 8 do 200C i wilgotności względnej powietrza 75-90% w czasie od kilku dni do nawet kilku lat w przypadku serów bardzo twardych. Dojrzewaniu poddaje się wszystkie sery z wyjątkiem serów świeżych, głównie twarogowych. Dojrzewanie serów przeprowadza się w celu ukształtowania odpowiedniego typowego smaku, aromatu i konsystencji. Procesy proteolizy (rozkładu białka) i lipolizy (rozkładu tłuszczu)
22.Przemiany zachodzące podczas dojrzewania sera
Proces dojrzewania serów przebiega w dojrzewalniach w temperaturze od 8 do 200C i wilgotności względnej powietrza 75-90% w czasie od kilku dni do nawet kilku lat w przypadku serów bardzo twardych. Dojrzewaniu poddaje się wszystkie sery z wyjątkiem serów świeżych, głównie twarogowych. Dojrzewanie serów przeprowadza się w celu ukształtowania odpowiedniego typowego smaku, aromatu i konsystencji. Procesy proteolizy (rozkładu białka) i lipolizy (rozkładu tłuszczu) najsilniej zachodzą w serach z przerostem pleśniowym, następnie z porostem pleśniowym, maziowych i typu holenderskiego. Proces dojrzewania oprócz aspektów organoleptycznych ma bardzo duże znaczenie w kształtowaniu cech funkcjonalnych serów oraz ułatwia procesy trawienia w organizmie człowieka.
23. Parametry i cel czynności technologicznych przy produkcji twarogu ziarnistego.
Serek twarogowy cottage cheese jest miękkim serem niedojrzewającym o kwasowo-podpuszczkowej koagulacji, z ziarnistymi cząstkami o regularnych, jednolitych rozmiarach pokrytymi warstwą śmietanki.
1. czyszczenie i odtłuszczenie mleka
2. pasteryzacja 72C 15-20s
3. koagulacja dodatek zakwasu 0,5-6%, temp. 22-32C
4. krojenie skrzepu - ziarna o wielkości orzecha laskowego
5. osuszanie ziarna - mieszanie i ogrzewanie 47-56C 1-3h
6. płukanie ziarna - 3-krotne woda o temp. 30. 16, 4 C
7.dodatek silnie spasteryzowanej śmietanki i 0,5% soli kuchennej
24.Technologia produkcji sera topionego .
Selekcja surowca- przeznacza się surowce wykazujące usterki lub wady wyglądu, ale o poprawnych cechach organoleptycznych i bez wad mikrobiologicznych . sery obiera się 5-6%, ze skórki, rozdrabnia i rozciera na specjalnych walcach na jednolitą masę. Dodajemy: sól, wódę dodatki smakowe,
Dodatek topników- korekta i stabilizacja pH , uwodnienie, pęcznienie, , peptynizacja, i rozp. Białek emulgowanie tłuszczu, i wytworzenie właściwej konsystencji po topieniu.
Topienie- mieszaninę topimy w niedużych kotłach o pojemności (72-200l) , przystosowane do ogrzewania pod zw ciśnieniem, zaopatrzone w mieszadła, czujniki do mierzenia temperatury, ciśnienia i czasu. Sery topione do plasterkowania ( 80-85 C 4-6min) a o konsystencji smarownej (85-95C 10-15 min) . Uzyskana masa powinna mięć połysk, konsystencja półpłynna ciągliwa jednolita,
odłączenie białka od kompleksu białkowego
przeprowadzenie białek w stan półpłynny
reakcje hydratacji białek
stabilizacja pH i tworzenie struktury po wychłodzeniu
Formowanie pakowanie/:po zakończeniu topienia zawartość kotła jest przenoszona do urządzenia pakującego na gorąco (folia aluminiowa, kubeczki, tuby)
schładzanie- dokonywane w tunelu chłodniczym za pomocą powietrza o temperaturze 4-6C. Następnie pakowanie w opakowania zbiorcze i magazynowanie
25.Rodzaje koagulacji mleka:
*Podpuszczkowa:
Faza enzymatyczna - podpuszczka (rennina) odszczepia z cząsteczek *-kazeiny, w miejscu najbardziej labilnego wiązania peptydowego, część łańcucha polipeptydowego rozpuszczalnego w wodzie zwanego glikomakropeptydem o Mcz około 6-8 tys., co stanowi około 30% *-kazeiny ( 5% kazeiny ogółem). Pozostała frakcja *-kazeiny, określana jako para-*-kazeina ma charakter hydrofobowy, nierozpuszczalna w wodzie, pozostaje w micelli kazeinowej.
Faza koagulacyjna- fizyko-chemiczna, prowadzi do utworzenia żelu. Po odłączeniu glikomakropeptydu, potencjał elektrokinetyczny micelli kazeinowych spada prawie o połowę, co powoduje utratę w znacznym stopniu powłoki hydratacyjnej przez micelle kazeinowe. Ujawniają się wtedy aktywne miejsca, poprzez które następuje łączenie się micelli prowadzące w konsekwencji do wytworzenia trójwymiarowej sieci mocnych wiązań i utworzenia silnego żelu. Łączenie micelli kazeinowych następuje poprzez wiązania jonowe, wodorowe Van der Wals'a.
*kwasowa:
1)Utrata wody - otoczek 80-85 4% hydratacyjnych cząsteczek białka, maleje ładunek cząsteczek 6białkowych do zera.
2)Wapń migruje do roztworu wodnego (serwatki), zostaje zniszczona część mostków wapniowych, następuje osłabienie wiązań kazeiny.
3)Następuje pęcznienie cząsteczek kazeiny, 2-3 razy większe, możliwy kontakt, powstają wiązania wodorowe i Van der Valsa.
•Skrzep kwasowy w temperaturze pokojowej powstaje przy pH 4.60, w wyższej temperaturze wyższe będzie pH, przy którym powstaje żel.
•Skrzep kwasowy w odróżnieniu od podpuszczkowego jest odwracalny.
•Skrzep kwasowy jest podstawą otrzymywania wielu produktów fermentowanych.
26. Charakterystyka i zastosowania procesów membranowych w mleczarstwie.
W mleczarstwie wykorzystywać można odwróconą osmozę, ultrafiltrację oraz mikrofiltrację.
Procesy te służą do frakcjonowania lub koncentracji roztworów zawierających koloidy oraz związki wysokocząsteczkowe przy użyciu selektywnych membran. Kiedy membrana zatrzymuje jony i cząsteczki o masie cząsteczkowej mniejszej niż 500kDa, proces nazywa się odwróconą osmozą. Kiedy cząsteczki o masie 500kDa są przepuszczalne przez membranę mamy do czynienia z ultrafiltracją. Siłą napędową w tych procesach jest różnica ciśnień między dwoma stronami membrany, musi ona być wyższa od różnic ciśnień osmotycznych w roztworach. W mikrofiltrację pory membran mają wielkość 0,1-2,0um. Proces odwróconej osmozy służy głównie do zagęszczania roztworów, przez membranę przechodzi woda, część soli mineralnych i niebiałkowe związki azotowe. Przez membranę w procesie ultrafiltracji przechodzą kwasy, sole, laktoza, peptydy niskocząsteczkowe. Proces mikrofiltracji służy przede wszystkim do usuwania bakterii z mleka, serwatki, solanki.
Procesy membranowe znalazły zastosowanie w przetwórstwie serwatki, produkcji sera, preparatów białkowych, napojów fermentowanych, lodu oraz normalizacji białka w mleku przerobowym.
Zastosowanie odwróconej osmozy i ultrafiltracji w przetwórstwie serwatki pozwala na odzyskanie z niej białek i laktozy. Odwrócona osmoza znalazła także zastosowanie w produkcji lodów. Ultrafiltracja znalazła szczególnie zastosowanie w produkcji serów miękkich, twarogów homogenizowanych, deserów twarogowych, mleka o podwyższonej zawartości białka, produkcji proszku mlecznego o standaryzowanej zawartości białka, produkcji mlecznych napojów fermentowanych.
27. Czynniki warunkujące trwałość
Surowiec specjalnie selekcjonowany (brak aktywności ciepłoopornych lipaz i proteaz - enzymy wytwarzane przez bakterie psychrotrofowe - np. Pseudomonas w mleku surowym podczas dłuższego przetrzymywania w stanie schłodzonym, nie ulegają zniszczeniu podczas obróbki UHT). •stopień
zniszczenia bakterii (temp. / czas),
•jałowość procesu formowania opakowań i rozlewu mleka (szczelność szwów, jałowość powietrza),jakość materiału opakowalniczego (nieprzepuszczalność dla drobnoustrojów), pasteryzowane i sterylizowane podobnie
mleko w proszku czynnikami sprzyjającymi trwałość jest wysoka koncentracja suchej substancji i obniżeniem aktywności wody. A także z zawartością tłuszczu (niska mleko niepełne dwa lata, mleko pełne rok podatność na utlenienie i zmiany właściwości tłuszczu)
trwałość masła zależy od (zawartości wody, i stopnia jej rozproszenia) proces psucia się masła zaczyna się od fazy wodnej i rozwoju mikroflory, psucie fazy tłuszczowej związane jest z działaniem enzymów i światła)
mleka (temperatura schłodzenia, odpowiednia czystość mikrobiologiczna, warunki przechowywania i transportu mleka, warunki, w których mleko jest pobierane (doj), stanu zdrowotnego krowy i stanu jej odżywienia
produkty fermentowane- na trwałość wpływa wcześniejsze wyjałowienie surowca przed zaszczepieniem zakwasem i niskie pH uzyskiwane dzięki rozwojowi bakterii mlekowych ( co zapobiega rozwojowi nie chcianej mikroflory )
30. probiotyki i symbiotyki w mleczarstwie :
Bakterie probiotyczne występują naturalnie w produktach poddawanych fermentacji. Poszczególne szczepy są również celowo dodawane do produktów spożywczych, aby zwiększyć ich pozytywne działanie zdrowotne. Na opakowaniu produktu deklarowanego przez producenta jako probiotyczny, powinna znajdować się informacja o konkretnych szczepach bakterii, jakie się w produkcie znajdują. Określenie "zawiera żywe kultury bakterii" nie musi oznaczać, iż są to bakterie probiotyczne. W trakcie fermentacji mleka powstają miliony różnych szczepów bakterii, które nie mają właściwości probiotycznych. Prebiotyki to substancje, które nie są trawione przez nasz organizm, ale stanowią pożywkę dla bakterii jelitowych, przez co wspomagają ich rozwój. Są to pochodzące z węglowodanów oligosacharydy i fruktooligosacharydy. Podawane razem prebiotyki i probiotyki nazywamy synbiotykami. Probiotyki jako bakterie pro zdrowotne są dodawane w szczególności do fermentowanych napojów mleczarskich,tzw. bio-kefir i bio-jogurt, a ich liczba nie powinna być mniejsza niż 106 na 1 cm3 zaliczane do gatunków Lactobacillus ·•i Bifidobacterium.