Konzumné mlieko sa vyrába mliekarenským ošetrením surového kravského mlieka, ktoré tvorí súbor technologických postupov ako je čistenie, odstreďovanie, tepelné ošetrenie (pasterizácia, vysoká pasterizácia, alebo UHT ohrev), homogenizácia, chladenie a balenie. Tepelné ošetrenie mlieka je jedna z najdôležitejších technologických operácií pri výrobe mliečnych výrobkov. Čerstvo nadojené mlieko, ktoré pochádza od zdravých dojníc a získané dodržaním správnej hygienickej praxe obsahuje relatívne malé množstvo mikroorganizmov. Z preventívnych dôvodov sa ale surové mlieko tepelne ošetruje, aby sa eliminovala možnosť nákazy. Jednou z možností tepelného ošetrenia mlieka je pasterizácia.
Počiatočné ošetrenie surového mlieka
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.
Filtrácia a odstreďovanie
Každé čerstvo nadojené mlieko, ale aj mlieko z mliekomatov, môže obsahovať množstvo nečistôt, ktoré je potrebné od neho oddeliť. Účinným prostriedkom na filtráciu mlieka sú mliečne filtre z perlanu. Používajú sa špeciálne tkaniny alebo vatové filtre. Podstatou odstreďovania je skutočnosť, že hustota nečistôt je väčšia ako hustota mlieka. Pôsobením odstredivej sily sa nečistoty oddeľujú a prechádzajú do odstredivého kalu. Špeciálnym typom čistiacej odstredivky je baktofúga, ktorá odlúči až 90% všetkých M.O.
Mliečny tuk má menšiu hustotu ako mliečna plazma a bunkové častice. Naopak nečistoty a M.O majú hustotu väčšiu ako mliečna plazma. Ťažšia zložka mlieka, mliečna plazma sa sústreďuje blízko steny bubna a ľahší tuk vo forme smotany je vytláčaný smerom k stredu a osi otáčania. Najťažšie bunkové častice, nečistoty a M.O sa odstredivou silou vynášajú až na stenu bubna, kde sa zhromažďujú ako odstredivkový kal.
Analýza kvality surového mlieka
Podrobnú analýzu surového mlieka a jeho kvalitatívne zaradenie vykonávajú nezávislé certifikované laboratóriá. Medzi kľúčové ukazovatele patria:
- 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.
Druhy tepelného ošetrenia mlieka
Tepelné ošetrenie mlieka je rozhodujúcim predpokladom trvanlivosti mlieka a mliečnych výrobkov. Mlieko sa zahrieva na teplotu do 100°C, pri ktorej sa zničia všetky choroboplodné M.O a väčšina vegetatívnych foriem ostatných M.O. Účinnosť tepelného ošetrenia pri pasterizácii sa vyjadruje pasterizačným efektom.
Rozlišujeme niekoľko základných typov pasterizácie:
- Dlhodobá pasterizácia: Mlieko zohrejeme na 63 - 65°C po dobu 30 minút.
- Krátkodobá (šetrná) pasterizácia: Mlieko zohrejeme na 71 - 72°C po dobu 30 sekúnd.
- Vysoká pasterizácia: Mlieko zohrejeme na 85 - 95°C po dobu pár sekúnd.
Vysoká pasterizácia a pasterizované mlieko
Vysoká pasterizácia je zahriatie mlieka pri vysokej teplote po krátky čas, napríklad 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.
Pre výrobu syrov v domácich podmienkach je vhodná dlhodobá alebo krátkodobá pasterizácia, pri ktorej si mlieko zachová svoju typickú chuť, obsah vitamínov a minerálov. Mlieko zohrejeme na požadovanú teplotu podľa druhu pasterizácie a po určenej dobe ho ochladíme v nádobe so studenou vodou na teplotu 30-35°C. Po pasterizácii je mlieko mikrobiologicky nezávadné a pripravené na syrenie alebo konzum.
Uperizácia (UHT ohrev)
Uperizácia je ultravysoký ohrev mlieka, v praxi označovaný ako UHT (z anglického ultra high temperature). Je to tepelný ohrev mlieka, pri ktorom sa používajú teploty nad 100°C. Pri tomto procese sa ničia všetky mikroorganizmy alebo sa tak poškodzujú, že nie sú schopné sa pomnožovať v sterilizovanom mlieku alebo v sterilizovanom výrobku z mlieka. Používa sa pri výrobe trvanlivého mlieka.
Chladenie po tepelnom ošetrení
Mlieko sa po tepelnom ošetrení ihneď chladí na teplotu nižšiu ako 10°C. Náhlym ochladením nastáva teplotný šok, ktorý tiež prispieva k ničeniu M.O. Ďalším udržiavaním nízkej teploty sa zabraňuje rozvoju nežiaducej mikroflóry. Chladenie je preto dôležitou technologickou operáciou, ktorá prispieva k predĺženiu trvanlivosti výrobkov. Termizované, pasterizované a vysokopasterizované mliečne výrobky je ale nevyhnutné uchovávať pri teplote 6°C, najviac 8°C. Mlieko skladujeme pri teplote cca 4 °C.
Doplnkové procesy spracovania mlieka
Homogenizácia mlieka
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. Je to vlastne proces, pri ktorom sa zmenšuje rozmer tukových guľôčok. Mlieko však týmto procesom znehodnocujú, pretože mliečny tuk pri vysokej teplote a tlaku totiž zoxiduje a zatuchne.
Čo je homogenizácia?
Kritický pohľad na pasterizáciu a homogenizáciu
Názory na mlieko a mliečne výrobky sa veľmi rôznia. Jedni ho vydvihujú, druhí zatracujú. Zatiaľ čo naši predkovia, lovci a zberači, mliečne výrobky nepoužívali, mnohé zdravé a kočovné spoločnosti, ktoré žili okolo roku 9000 pred n. l., sú dodnes závislé na ovčom, kozom, koňskom či ťavom mlieku pre jeho živočíšne bielkoviny a tuk. Všetky zdravé populácie, ktoré skúmal dr. Price a ktoré pili mlieko, konzumovali surové mlieko s prirodzenou bakteriálnou kultúrou alebo tepelne neošetrené syry od zdravých zvierat chovaných na pastvinách. Nájsť takýto typ mlieka dnes je veľmi ťažké. V mnohých štátoch je surové mlieko dostupné v predajniach so zdravou výživou, ale často pochádza od kráv chovaných v obmedzených podmienkach.
Vplyv pasterizácie na kvalitu mlieka
Ďalším faktorom prispievajúcim k znižovaniu kvality dnešného mlieka je pasterizácia. Učili nás, že pasterizácia je prospešná a slúži na ochranu pred infekčnými chorobami. Bližší pohľad však ukazuje, že tieto prínosy môžu byť často preceňované. Pasterizácia tiež nie je zárukou absolútnej čistoty. Všetky prepuknutia salmonelózy z kontaminovaného mlieka za posledných 10 rokov (a bolo ich dosť) nastali práve pri pasterizovanom mlieku.
Surové mlieko obsahuje baktérie produkujúce kyselinu mliečnu, ktoré chránia pred patogénmi. Pasterizácia tieto prospešné mikroorganizmy likviduje a zanecháva konečný výrobok bez ochranného mechanizmu, pokiaľ dôjde ku kontaminácii. Vysoká teplota pri pasterizácii mení aminokyseliny lyzín a tyrozín a znižuje dostupnosť bielkovín. Podporuje žltnutie nenásytených mastných kyselín a ničí vitamíny. Strata vitamínu C môže dosiahnuť až 50 %, ďalšie vo vode rozpustné vitamíny až 80 %. Wulzenov faktor (stigmasterol) a vitamín B12, potrebný pre zdravú krv a nervový systém, sú úplne degradované. Pasterizácia znižuje aj dostupnosť minerálov, ako sú vápnik, horčík, fosfor, draslík, sodík, chlorid, síra a stopové prvky.
Existujú dôkazy, že pasterizácia pozmeňuje laktózu tak, že sa vstrebáva rýchlejšie. Okrem toho pasterizácia ničí všetky enzýmy v mlieku. Test úspešnej pasterizácie je práve neprítomnosť enzýmov. Tieto enzýmy pomáhajú telu asimilovať telotvorné faktory vrátane vápnika, čo môže vysvetľovať vyšší výskyt osteoporózy u ľudí, ktorí pijú pasterizované mlieko. Lipáza v surovom mlieku podporuje trávenie a využitie maslového tuku. Po pasterizácii sa často pridávajú chemické látky na potlačenie zápachu a obnovenie chuti, ako aj syntetické vitamíny D2 a D3 - pričom D2 je potenciálne toxický a spájaný so srdcovými ochoreniami, a D3 sa horšie vstrebáva.
Intolerancia laktózy a alergie na mliečnu bielkovinu
Niektorí ľudia znášajú mliečne výrobky ťažko, pretože im chýba črevná laktáza: enzým, ktorý trávi mliečny cukor, laktózu. Všetky mláďatá cicavcov produkujú laktázu, no jej produkcia sa po odstavení znižuje a u niektorých môže úplne vymiznúť. U niektorých ľudí však určitý gén umožňuje pokračovať v produkcii laktázy aj v dospelosti. Podľa odhadov má tento gén v dospelosti len 30-40 % ľudí. Príliš časté užívanie antibiotík môže tiež prispieť k neznášanlivosti laktózy.
Milióny ľudí na svete má alergiu na mlieko a mliečne výrobky, alebo trpí laktózovou intoleranciou, čiže neschopnosťou rozštiepiť a stráviť cukor kravského mlieka - laktózu. Výsledkom sú rôzne tráviace ťažkosti od jemného nafukovania až po hnačky. Laktózová intolerancia sa vekom zhoršuje. Trpí ňou viac ako 40 % ľudí nad 60 rokov.
Ultrazvuková pasterizácia ako moderná alternatíva
Ultrazvuková pasterizácia je netepelný sterilizačný proces na inaktiváciu mikróbov, ako sú E.coli, Pseudomonas fluorescens, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Bacillus coagulans, Anoxybacillus flavithermus a mnoho ďalších, aby sa zabránilo mikrobiálnemu znehodnoteniu a dosiahla sa dlhodobá stabilita potravín a nápojov. Ide o netepelnú alternatívnu technológiu, ktorá sa používa na ničenie alebo deaktiváciu organizmov a enzýmov, ktoré prispievajú k kazeniu potravín.
Princíp a výhody ultrazvukovej pasterizácie
Ultrazvuková inaktivácia a deštrukcia mikróbov je netepelná technika, čo znamená, že jej hlavný princíp fungovania nie je založený na teple. Ultrazvuková pasterizácia je spôsobená hlavne účinkami akustickej kavitácie. Fenomén akustickej / ultrazvukovej kavitácie je známy svojimi lokálne vysokými teplotami, tlakmi a príslušnými diferenciálmi, ktoré sa vyskytujú v minútových kavitačných bublinách a okolo nich. Okrem toho akustická kavitácia vytvára veľmi intenzívne šmykové sily, prúdy kvapalín a turbulencie. Tieto deštruktívne sily spôsobujú rozsiahle poškodenie mikrobiálnych buniek, ako je perforácia a narušenie buniek.
Sofistikované ultrazvukové pasterizačné ošetrenie vyniká tradičnými pasterizačnými technikami, pretože ultrazvuk nepriaznivo ovplyvňuje obsah živín a fyzikálne vlastnosti ošetrených potravinárskych výrobkov. Vďaka nízkej teplote spracovania je zabránené tepelnému rozkladu živín a chutí.
Účinnosť a aplikácie
Samotná ultrasonikacia, ako aj ultrazvuk v kombinácii so zvýšeným teplom a tlakom (známe ako termo-manosonikácia) môžu účinne pasterizovať džúsy, mlieko, mliečne výrobky, tekuté vajcia a iné potravinárske výrobky. Výskum preukázal, že ultrazvuk je životaschopnou technológiou na pasterizáciu a homogenizáciu mlieka, ktorá vykazuje kratšie časy spracovania bez významných zmien pH a obsahu kyseliny mliečnej, spolu s lepším vzhľadom a konzistenciou v porovnaní s konvenčným tepelným spracovaním. Tieto skutočnosti sú výhodné v mnohých aspektoch spracovania mlieka.
Ultrazvuk dokáže eliminovať znehodnotenie a potenciálne patogény na nulu alebo na úroveň prijateľnú legislatívou o mlieku. Napríklad, počet životaschopných buniek E. coli sa znížil o 100 % po 10,0 minúte ultrazvuku. Ďalej sa ukázalo, že životaschopný počet Pseudomonas fluorescens sa znížil o 100 % po 6,0 minúte a Listeria monocytogenes sa znížil o 99 % po 10,0 minúte.
Grampozitívne baktérie, ako sú Listeria monocytogenes alebo Staphylococcus aureus, sú všeobecne známe tým, že sú odolnejšie ako gramnegatívne baktérie a odolávajú pasterizačným technológiám, ako sú PEF, HPP a manosonikácia (MS), počas dlhšej doby liečby v dôsledku hrubších bunkových stien. Grampozitívne baktérie vyžadujú intenzívnejšie ultrazvukové podmienky, t. j. vyššie amplitúdy, vyššie teploty, vyššie tlaky a/alebo dlhší čas sonikácie.
Termodurické baktérie sú baktérie, ktoré môžu v rôznej miere prežiť proces pasterizácie. Medzi termodurické druhy baktérií patria Bacillus, Clostridium a Enterococci. Ultrazvuk pri 80% amplitúde po dobu 10 minút však inaktivoval vegetatívne bunky B. coagulans a A. flavithermus v odstredenom mlieku o 4,53, respektíve 4,26 guľatiny. Kombinovaná liečba pasterizáciou (63 stupňov C/30 min) s následnou ultrazvukovou extrakciou úplne eliminovala približne log 6 cfu/ml týchto buniek v odstredenom mlieku.
Alternatívy kravského mlieka
Pozitívnejšie sa v porovnaní s bežne predávaným pasterizovaným a prípadne aj homogenizovaným kravským mliekom pristupuje k mlieku koziemu a ovčiemu a výrobkom z nich. Pre tých, ktorí nemôžu tráviť laktózu, môže pomôcť aj fermentácia mlieka.
Kozie a ovčie mlieko
Kozie mlieko má podobné zloženie ako kravské, obsahuje dokonca aj viac vápnika, fosforu a iných minerálnych látok, vitamínu A, riboflavínu, enzýmov a množstvo ďalších prospešných látok. Nachádza sa v ňom aj viac mastných kyselín s krátkym reťazcom, ktoré spôsobujú, že kozí tuk trávime lepšie ako kravský. Je dokázané, že až sedemdesiat percent detí, ktoré neznášajú výrobky z kravského mlieka, na kozie mlieko nie je alergických.
Slováci spotrebujú podstatne menej ovčieho mlieka ako kravského. Paradoxne, to ovčie obsahuje oveľa viac vitamínov (A, D, E, B12, B1), minerálov (vápnik, zinok) a druhov bielkovín, ktoré sú nenáročné na ľudské trávenie. Tiež má vysoký obsah tuku v spojení s mastnými kyselinami, ktorý optimalizuje pomer dobrého a zlého cholesterolu. Výhodou bielkovín v ovčom mlieku je fakt, že jeho mliečna bielkovina (kazeín) je ideálna takmer pre všetkých, ktorí netolerujú laktózu v kravskom, resp. kozom mlieku. Povesť veľmi zdravej potraviny má slovenská bryndza, hlavne pre veľký obsah vápnika.
Porovnanie vybraných živín v mliekach
| Druh mlieka | Vápnik | Fosfor | Vitamín A |
|---|---|---|---|
| Kravské mlieko | XXX | XXX | XXX |
| Kozie mlieko | viac ako kravské | viac ako kravské | viac ako kravské |
| Ovčie mlieko | oveľa viac | oveľa viac | oveľa viac |
Rastlinné mlieka
Rastlinné nápoje, čiže rastlinné mlieka (podľa slovenskej legislatívy je ale nemožno ako mlieka označovať, avšak v bežnej reči je tento termín používaný), sú alternatívou pre ľudí trpiacich alergiou na mlieko, pre ľudí trpiacich intoleranciou laktózy, pre ľudí, ktorí okrem mlieka materského nepovažujú mlieko za zdravé a pre ľudí, ktorí nechcú konzumovať živočíšne mlieko z filozofických, náboženských či etických dôvodov (napr. pre vegáni).
tags: #vysoka #pasterizacia #mlieka