Spracovanie mlieka je rozsiahly proces, ktorý zahŕňa rôzne technologické postupy na transformáciu surového mlieka na širokú škálu mliečnych výrobkov. Cieľom tohto článku je poskytnúť podrobný pohľad na technologické spracovanie mlieka, s dôrazom na kľúčové procesy a ich význam pre kvalitu a bezpečnosť finálnych produktov.
Tvorba mlieka a dojenie
Mlieko sa tvorí v mliečnej žľaze dojníc, ktorá je jednou z najdôležitejších žliaz kože. Je tvorená zo štyroch samostatne produkujúcich súborov - štvrtiek. Súbor pozostáva z tzv. mliečnych jednotiek. Dojnica má v každom súbore vyvinutú len jednu mliečnu jednotku. Tá je tvorená mliečnymi alveolami, mliekovodnými kanálikmi, cisternou a ceckom. Z hľadiska tvorby mlieka sú aktívnou funkčnou časťou mliečnej jednotky mliečnej alveoly s priemerom 0,1 - 0,3 mm. Tvorbu mlieka zabezpečuje jednovrstvový sekrečný epitel z mliekovodných (sekrečných) buniek, ktorý vystiela mliečnu alveolu.
Významnou časťou alveoly sú hladkosvalové tzv. košíčkovité bunky, ktoré sa nachádzajú okolo sekrečného epitelu v stene mliečnych alveol a majú význam pri vyprázdňovaní mlieka z vemena. Všetky základné zložky, ktoré sú potrebné na tvorbu mlieka, odoberajú bunky sekrečného epitelu z krvi. Sekrécia mlieka nastáva v sekrečnom epiteli mliečnych alveol. Sekrečný epitel z krvi preberá niektoré zložky mlieka už hotové (voda, minerálne látky, vitamíny), ostatné zložky vznikajú činnosťou sekrečných buniek z dodaných stavebných materiálov. Pri syntéze tuku sú prekurzorom jeho tvorby nízkomolekulové mastné kyseliny, najmä kyselina octová, ktorá vzniká v dostatočnom množstve pri fermentačných procesoch v bachore. Kazeín sa syntetizuje z glykoproteínových frakcií globulínov a čiastočne z doplňujúcich aminokyselín a kyseliny fosforečnej. Tvorba mlieka v mliečnej žľaze dojníc je riadená zložitou neurohormonálnou sústavou.
Začiatok produkcie mlieka vo vemene dojnice súvisí s ukončením gravidity a odchodom lôžka z organizmu, čím je umožnený začiatok laktácie následkom stáleho pôsobenia hormónu prolaktínu (hormón predného laloku hypofýzy). Prolaktín podnecuje činnosť mliečnych alveol. Tvorí sa už počas teľnosti, ale uvoľňuje sa až po otelení, keď prestáva činnosť progesterónu a estrogénu. Okrem toho sa pri tvorbe mlieka a činnosti hypofýzy zúčastňuje aj štítna žľaza, a to prostredníctvom hormónu tyroxínu.
Mlieko sa získava z vemena dojnice dojením. Dojenie je konečný pracovný úkon pri produkcii surového kravského mlieka. Strojovým dojením sa uľahčuje namáhavá práca, zvyšuje sa produktivita práce a získava sa čistejšie a hygienicky kvalitnejšie mlieko. Konštrukčné riešenie dojacích zariadení je rôzne, pričom hlavnou funkciou dojacieho zariadenia je prekonať uzavieracie napätie zvierača pôsobením podtlaku na vonkajšie vyústenie ceckového kanálika. Ide o samostatné objekty určené na dojenie. Stavebne sú oddelené od maštalí, alebo sú v samostatnej budove. Dojenie v dojárni dojacími automatmi je progresívnou technológiou získavania mlieka, ktorá odstraňuje nedostatky dojacích strojov s kanvami aj potrubných dojacích zariadení, pri použití ktorých sa ťažšie zabezpečuje hygiena dojenia a bezchybnosť mlieka, predlžuje sa rozvodné potrubie a dosahuje sa nízky produktivita práce.
Príprava mlieka
Konzumné mlieko sa vyrába mliekarenským ošetrením surového kravského mlieka. Ošetrenie tvorí súbor technologických postupov ako je čistenie, odstreďovanie, tepelné ošetrenie, homogenizácia, chladenie a balenie. Surové kravské mlieko musí byť po nadojení ošetrené, zbavené mechanických nečistôt (cedenie, filtrácia, odstreďovanie) a schladené do 150 minút od začiatku dojenia. Ďalšou podmienkou je jeho uchovávanie až do dovozu do mliekarne pri teplote 4 - 6 °C. Mlieko sa z poľnohospodárskych podnikov zváža špeciálnymi chladenými cisternami.
Analýza kvality surového mlieka
Podrobnú analýzu surového mlieka a jeho kvalitatívne zaradenie vykonávajú nezávislé certifikované laboratóriá. Kľúčové parametre zahŕňajú:
- Počet somatických buniek (PSB): Indikátor zdravotného stavu mliečnej žľazy dojníc.
- Inhibičné látky: Prítomnosť rezíduí liečiv (napr. antibiotík), ktoré by mohli brzdiť mliekarenské kultúry.
- Bod mrznutia: Používa sa na odhalenie cudzej vody v mlieku.
- Celková (titračná) kyslosť: Udáva spotrebu hydroxidu sodného pri titrácii.
Odstreďovanie mlieka: Základný krok v spracovaní
Odstreďovanie mlieka je veľmi dôležitá operácia pri základnom ošetrení surového kravského mlieka. Princíp odstreďovania mlieka sa zakladá na rozdielnej hustote mliečneho tuku a mliečnej plazmy. Pôsobením odstredivej sily, ktorá vzniká otáčaním bubna odstredivky okolo zvislej osi, sa mlieko na tanieroch odstredivky rozdelí na smotanu a odtučnené mlieko. Zavedenie odstrediviek sa stalo základom priemyselného spracovania mlieka a znamenalo zásadný obrat pri priemyselnej výrobe masla.
Princíp a význam odstreďovania
Proces odstreďovania využíva rozdiel v hustote medzi mliečnym tukom a mliečnou plazmou. Odstredivá sila, generovaná rotáciou bubna odstredivky, rozdeľuje mlieko na frakcie bohaté na tuk (smotana) a odtučnené mlieko. Tento proces je kľúčový pre výrobu štandardizovaného mlieka s rôznym obsahom tuku a pre produkciu masla.
Výhody odstreďovania
- Efektívne oddelenie tuku: Umožňuje rýchle a efektívne oddelenie mliečneho tuku od mliečnej plazmy.
- Štandardizácia mlieka: Umožňuje výrobu mlieka s presne definovaným obsahom tuku, čo je dôležité pre rôzne mliečne výrobky.
- Výroba masla: Je základným krokom pri výrobe masla, kde sa smotana oddeľuje a následne spracováva na maslo.
Tepelné ošetrenie mlieka: Bezpečnosť a trvanlivosť
Tepelné ošetrenie mlieka je jedna z najdôležitejších technologických operácií pri výrobe mliečnych výrobkov. Čerstvo nadojené mlieko, ktoré pochádza od zdravých dojníc a získané je dodržaním správnej hygienickej praxe, obsahuje relatívne malé množstvo mikroorganizmov. Tepelné ošetrenie mlieka je aj rozhodujúcim predpokladom trvanlivosti mlieka a mliečnych výrobkov. Termizované, pasterizované a vysokopasterizované mliečne výrobky je ale nevyhnutné uchovávať pri teplote 6°C, najviac 8°C.
Typy tepelného ošetrenia
Existujú rôzne metódy tepelného ošetrenia mlieka, ktoré zabezpečujú jeho bezpečnosť a predlžujú trvanlivosť. Medzi najbežnejšie patria:
- Pasterizácia: Je zahriatie mlieka pri vysokej teplote po krátky čas, najmenej 71,7°C počas 15 sekúnd. Pri tomto tepelnom ošetrení mlieka sa docieli zdravotná bezpečnosť mlieka, ale súčasne sa musia čo najviac zachovať pôvodné fyzikálne, chemické a biologické vlastnosti mlieka a výrobkov, ktoré sa vyrábajú z pasterizovaného mlieka. Takto ošetrené konzumné mlieko sa označuje ako pasterizované mlieko. Spravidla sa ale používa zahriatie mlieka na teplotu 85°C počas pár sekúnd.
- Vysokopasterizácia (UHT): Je kontinuálne zahriatie mlieka na vysokú teplotu po krátky čas, a to na teplotu najmenej 135°C v trvaní najmenej 1 sekundy. Dochádza tak k zničeniu všetkých mikroorganizmov spôsobujúcich kazenie mlieka a ich spór.
- Sterilizácia: Je proces tepelného ošetrenia mlieka alebo výrobku z mlieka pri teplote nad 100 °C a pri určenom trvaní ohrevu, pri ktorom sa ničia všetky mikroorganizmy alebo sa tak poškodzujú, že nie sú schopné sa pomnožovať v sterilizovanom mlieku alebo v sterilizovanom výrobku z mlieka.
Význam tepelného ošetrenia
- Zdravotná bezpečnosť: Eliminuje patogénne mikroorganizmy, ktoré by mohli spôsobiť ochorenia.
- Predĺženie trvanlivosti: Znižuje počet mikroorganizmov spôsobujúcich kazenie, čo predlžuje trvanlivosť mlieka a mliečnych výrobkov.
- Zachovanie kvality: Moderné metódy tepelného ošetrenia minimalizujú negatívny vplyv na nutričné a senzorické vlastnosti mlieka.
What is the pasteurization process of milk?
Homogenizácia mlieka: Zlepšenie textúry a stability
Homogenizácia mlieka je mechanické rozdrobenie tukových guľôčok v mlieku. Mliečny tuk je v surovom mlieku rozptýlený vo forme tukových guľôčok, najčastejšie o veľkosti 0,1 až 10 µm, v priemere 3 µm. Guľôčky s väčším priemerom majú tendenciu vystupovať na povrch mlieka a vytvárať vrstvu smotany. Hlavným cieľom homogenizácie je zmenšenie tukových guľôčok. Všeobecne sa požaduje, aby priemer tukových guľôčok po homogenizácii nepresahoval 2 µm. Takto rozdrobené kvapôčky tuku nevytvárajú na povrchu mlieka, alebo ani na obale mlieka vrstvu smotany. Zariadenia slúžiace na tento účel sa nazývajú homogenizátory. Homogenizácia mlieka sa používa nielen pri výrobe konzumného mlieka, ale aj pri výrobe jogurtov, zakysaných mliek a mrazených smotanových a mliečnych krémov i syrov.
Princíp a cieľ homogenizácie
Homogenizácia je proces, pri ktorom sa mlieko pretláča cez úzke priestory pod vysokým tlakom, čo vedie k zmenšeniu veľkosti tukových guľôčok. Tým sa zabraňuje ich usadzovaniu na povrchu mlieka a tvorbe smotany. Výsledkom je stabilnejšia emulzia s homogénnou textúrou.
Výhody homogenizácie
- Stabilná emulzia: Zabraňuje oddeľovaniu tuku a tvorbe smotany na povrchu mlieka.
- Lepšia textúra: Zlepšuje textúru mlieka a mliečnych výrobkov, čím sú hladšie a krémovejšie.
- Zvýšená stráviteľnosť: Menšie tukové guľôčky sú ľahšie stráviteľné.
Výroba jogurtu: Fermentácia krok za krokom
Výroba jogurtu je proces fermentácie mlieka pomocou špecifických bakteriálnych kultúr.
- Príprava mlieka: Používa sa konzumné mlieko, ktoré sa vyrába mliekarenským ošetrením surového kravského mlieka.
- Tepelné ošetrenie: Mlieko sa tepelne ošetrí, zvyčajne pasterizáciou, aby sa zničili nežiaduce mikroorganizmy a denaturovali srvátkové bielkoviny, čo zlepšuje textúru jogurtu.
- Ochladenie: Mlieko sa ochladí na teplotu vhodnú pre rast jogurtových kultúr, obvykle medzi 40 a 45 °C.
- Inokulácia: Do mlieka sa pridajú jogurtové kultúry, zvyčajne Streptococcus thermophilus a Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus.
- Fermentácia: Zaočkované mlieko sa inkubuje pri konštantnej teplote, kým sa nedosiahne požadovaná kyslosť a konzistencia. Bakterie premieňajú laktózu (mliečny cukor) na kyselinu mliečnu, čo spôsobuje zrážanie mliečnych bielkovín a vznik jogurtu.
- Chladenie: Po dosiahnutí požadovanej kyslosti sa jogurt ochladí, aby sa zastavil proces fermentácie a zlepšila sa jeho textúra a trvanlivosť.
- Balenie: Jogurt sa balí do vhodných obalov a uchováva sa v chlade.
Výroba syra: Odstredenie a ďalšie kroky
Výroba syra je jednou z najnáročnejších mliekarenských technológií. Na 1 kg syra je potrebných asi 7 - 12 kg mlieka.
- Príprava mlieka: Používa sa plnotučné mlieko. Pasterizácia pri 72 stupňoch počas 15 sekúnd nie je povinná.
- Zrážanie mlieka: Keď teplota mlieka klesne na 42 stupňov, pridajú sa enzýmy a tekuté syridlo pri 36 stupňoch. Tvaroh by mal byť hotový po 18/20 minútach.
- Rezanie a zahrievanie tvarohu: Keď mlieko začne hustnúť, nakrájajte tento tvaroh bez rozbíjania nožom na plátky a potom na 10 cm hrubé kocky. Tvaroh zahrievajte na 40 stupňov a zároveň ho bez rozbíjania pretrepávajte asi 5 minút.
- Odstreďovanie: Opatrne ho vložte do foriem.
Prehľad základných mliečnych výrobkov a ich charakteristika
Mliečne výrobky tvoria jednu z piatich hlavných skupín potravín, ktoré spolu tvoria zdravú a vyváženú stravu. Obsahujú množstvo základných stavebných prvkov potrebných pre rast detí a sú dôležitou súčasťou ľudskej výživy vo všeobecnosti. Medzi základné stavebné prvky patrí vápnik, skupina vitamínov B, vitamín A, jód, horčík, fosfor, draslík a zinok.
| Mliečny výrobok | Charakteristika |
|---|---|
| Tvaroh | Mliečny výrobok patriaci do skupiny čerstvých, nezrejúcich syrov. Vyrába sa zrážaním mlieka kyselinou mliečnou. |
| Jogurt | Vyrába sa technológiou na linkách. V súčasnosti poznáme aj dvojzložkové jogurty. |
| Smotana | Výrobok z mlieka s vysokým obsahom tuku, ktorý sa získava z mierne ohriateho mlieka odstredením. |
| Syr | Vyrába sa jednou z najnáročnejších mliekarenských technológií. Na 1 kg syra je potrebných asi 7 - 12 kg mlieka. |
| Srvátka | Vedľajší produkt pri výrobe syrov, tvarohu a kazeínu. |
Technológie a inovácie v mliekarenskom priemysle
Dopyt po výrobkoch z mlieka a smotany na celom svete rastie. Výrobcovia mliečnych výrobkov zvyšujú objem výroby a veľkosť šarží, aby uspokojili rastúci spotrebiteľský dopyt. To si vyžaduje dlhší čas spracovania a väčšie nároky na hygienickú bezpečnosť výrobkov. Inovácia výrobkov spoločne s vysokou kvalitou a konkurencieschopnými cenami sú podmienkou na rozvoj odvetvia spracovania mlieka a smotany.
Výroba mlieka a mliečnych výrobkov a samotné technológie pre mliekárenstvo podliehajú veľmi prísnym pravidlám. Spoločnosti sa zameriavajú na výrobu nerezových nádrží a technológií pre mliekarenský priemysel. Ako štandard používajú automatické zváracie automaty vo výrobnom procese. Nerezová oceľ je jediný materiál, pomocou ktorého je možné kombinovať trvanlivosť, robustnosť a odolnosť proti korózii, čo sú prvoradé požiadavky mliekarenského priemyslu. Pri svojich projektoch spoločnosti využívajú automatické orbitálne zváranie.
Kompletný rad hygienických zariadení, ako sú čerpadlá, ventily, výmenníky tepla, inštalačný materiál a vybavenie nádrží, poskytuje požadovanú flexibilitu na uspokojenie dopytu. Tieto technológie sú často realizované v korozívnom prostredí maštalí, mliekarní a spracovateľských halách. Všetky technológie sú vybavené systémom CIP (Cleaning In Place - Čistenie na mieste), ktorý je v potravinárstve nevyhnutný, a to pre čistenie bežne znečistenej technológie alebo pri zmene receptúry na inú. Spoľahlivé hygienické zariadenia na výrobu mliečnych výrobkov sa ľahko čistia, sú vyrobené z materiálov a komponentov s kompletnou evidenciou, dopravujú výrobky šetrne a s nízkym šmykovým trením.
Správna technológia postreku môže zlepšiť procesy a výrazne ovplyvniť hospodárske výsledky. Odborníci majú rozsiahle skúsenosti s pomocou spracovateľom mlieka pri zlepšovaní kvality prášku sušených mliečnych výrobkov, zabezpečovaní bezpečnosti potravín aplikáciou inhibítorov plesní na syry, znižovaní spotreby vody, zlepšovaní účinnosti čistenia nádrží a ďalších činnostiach. Pomáhajú vybrať si z rozsiahleho sortimentu trysiek, postrekovačov a automatizovaných systémov tak, aby spĺňali výrobné potreby a ciele udržateľnosti.
tags: #technicke #spracovanie #mlieka