Spracovanie mlieka je komplexný proces, ktorý zabezpečuje jeho bezpečnosť, trvanlivosť a kvalitu. Dva z najdôležitejších krokov v tomto procese sú pasterizácia a odstreďovanie. Cieľom tohto článku je poskytnúť podrobný pohľad na tieto procesy a ich význam v mliekarenskom priemysle.
Úvod do spracovania mlieka
Spracovanie mlieka je rozsiahly proces, ktorý zahŕňa rôzne technologické postupy na transformáciu surového mlieka na širokú škálu mliečnych výrobkov. Medzi tieto postupy patrí čistenie, odstreďovanie, tepelné ošetrenie (pasterizácia, vysoká pasterizácia, alebo UHT ohrev), homogenizácia, chladenie a balenie. Surové kravské mlieko podlieha mliekarenskému ošetreniu, ktoré zahŕňa čistenie, odstreďovanie a tepelné ošetrenie.
Odstreďovanie mlieka: Základ priemyselného spracovania
Odstreďovanie mlieka je dôležitý krok v základnom ošetrení surového kravského mlieka. Táto operácia sa zakladá na rozdiele v hustote medzi mliečnym tukom a mliečnou plazmou. Princíp spočíva v pôsobení odstredivej sily, ktorá vzniká otáčaním bubna odstredivky okolo zvislej osi. V dôsledku tejto sily sa mlieko na tanieroch odstredivky rozdelí na dve frakcie: smotanu (bohatú na mliečny tuk) a odtučnené mlieko.
Zavedenie odstrediviek predstavovalo revolúciu v priemyselnom spracovaní mlieka a stalo sa základom pre priemyselnú výrobu masla. Umožnilo efektívne oddelenie mliečneho tuku, čo viedlo k produkcii štandardizovaného mlieka s rôznym obsahom tuku a k výrobe širokého spektra mliečnych výrobkov. Odstreďovaním surového mlieka sa dosiahne odstránenie prípadných nečistôt a rozdelenie mlieka na smotanu a odtučnené mlieko. Mliečny tuk má menšiu hustotu ako mliečna plazma a bunkové častice. Naopak nečistoty a mikroorganizmy 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 mikroorganizmy sa odstredivou silou vynášajú až na stenu bubna, kde sa zhromažďujú ako odstredivkový kal.
Tepelné ošetrenie mlieka: Kľúč k bezpečnosti a trvanlivosti
Tepelné ošetrenie mlieka je jednou z najdôležitejších technologických operácií pri výrobe mliečnych výrobkov. Čerstvo nadojené mlieko od zdravých dojníc, získané pri dodržaní správnej hygienickej praxe, obsahuje relatívne malé množstvo mikroorganizmov. Cieľom tepelného ošetrenia je zabezpečiť zdravotnú bezpečnosť mlieka a zároveň čo najviac zachovať jeho pôvodné fyzikálne, chemické a biologické vlastnosti. Existujú rôzne metódy tepelného ošetrenia, vrátane:
Prečítajte si tiež: Podrobný postup: ovčí syr
- 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. Takto ošetrené konzumné mlieko sa označuje ako pasterizované mlieko. Často sa používa zahriatie mlieka na teplotu 85 °C počas niekoľkých sekúnd. Účinnosť tepelného ošetrenia pri pasterizácii sa vyjadruje pasterizačným efektom.
- Vysokopasterizácia (UHT): Kontinuálne zahriatie mlieka na vysokú teplotu, najmenej 135 °C, po dobu najmenej 1 sekundy. Táto metóda zničí všetky mikroorganizmy spôsobujúce kazenie mlieka a ich spóry. Spôsob tepelného ošetrenia je ultravysokotepelný ohrev - UHT (Ultra Heat Treatment). Mlieko sa zohrieva na teplotu 135 °C na cca 1-2 sekundy. Potom sa mlieko rýchlo schladí a plní do čistých obalov bez škodlivých mikroorganizmov, ako sú baktérie alebo vírusy. Používa sa pri výrobe trvanlivého mlieka.
- 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.
Tepelné ošetrenie je rozhodujúci faktor pre trvanlivosť mlieka a mliečnych výrobkov. Termizované, pasterizované a vysokopasterizované mliečne výrobky je ale nevyhnutné uchovávať pri teplote 6°C, najviac 8°C. Mlieko sa po tepelnom ošetrení ihneď chladí na teplotu nižšiu ako 10°C. Náhlym ochladením nastáva teplotný šok, ktorý tiež prispieva k ničeniu mikroorganizmov. Ďalším udržiavaním nízkej teploty sa zabraňuje rozvoju nežiaducej mikroflóry. Chladenie je preto dôležitou technologickou operáciou, ktorá prispieva k predĺženiu trvanlivosti výrobkov.
Homogenizácia mlieka: Zlepšenie textúry a stability
Homogenizácia mlieka je mechanický proces, ktorý rozdrobuje tukové guľôčky v mlieku. V surovom mlieku je mliečny tuk rozptýlený vo forme tukových guľôčok s veľkosťou od 0,1 do 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 veľkosti týchto tukových guľôčok, čo vedie k stabilnejšej emulzii, ktorá sa neoddeľuje.
Homogenizácia sa používa nielen pri výrobe konzumného mlieka, ale aj pri výrobe jogurtov, zakysaných mliek, mrazených smotanových a mliečnych krémov a syrov. Zlepšuje textúru, chuť a stabilitu týchto výrobkov. Je to úprava pri ošetrovaní mlieka, ktorá má zabezpečiť, aby mliečny tuk pri státi mlieka nevystupoval na jeho povrch, a aby sa neusadzoval na obaloch. Aby sa zabránilo vystupovaniu smotany na povrch mlieka, treba tukové guľôčky rozbiť až na veľkosť 1 µm, pri ktorej strácajú schopnosť oddeľovať sa a zostávajú rozptýlené v mlieku. Je to vlastne proces, pri ktorom sa zmenšuje rozmer tukových guľôčok.
Mlieko a mliečne výrobky: Výživové hodnoty a odporúčania
Mlieko obsahuje najhodnotnejšie živočíšne mliečne bielkoviny, ľahko stráviteľný tuk a celý rad dôležitých minerálnych látok a vitamínov. Pre príklad: ak by deti jeden deň nič nejedli a pili iba mlieko, potrebovali by vypiť 1 liter mlieka pre dosiahnutie dennej dávky príjmu bielkovín. Pre dospelých je to približne polovičná odporúčaná denná dávka. Ich nedostatok môže spôsobiť poruchy rastu. V 1 litri plnotučného mlieka sa nachádza 30 - 40 g tuku. Tento mliečny tuk je jemne rozptýlený vo forme emulzie a je preto veľmi dobre vstrebateľný a stráviteľný. Mliečny cukor laktóza je najvýznamnejší sacharid mlieka. Je ľahko stráviteľná a je výborným zdrojom energie, ktorá je potrebná pre rast a normálne fungovanie organizmu - najmä pri formovaní nervových tkanív a tiež pozitívne ovplyvňuje reguláciu telesnej teploty a reguláciu pohybu čriev. Niektorí z nás majú problém stráviť laktózu, čo sa volá laktózová intolerancia. Mlieko obsahuje 14 minerálnych látok. Osobitne dôležitý je vysoký obsah a priaznivý pomer vápnika a fosforu v mlieku. Vo výžive človeka majú vápnik a fosfor nezastupiteľné postavenie pre stavbu kostí a zubov.
Význam mlieka a mliečnych výrobkov pre zdravú výživu ľudí opakovane potvrdzujú odborníci na výživu po celom svete. Mlieko a mliečne výrobky sú nezastupiteľným zdrojom potrebných výživových látok. Svetová zdravotnícka organizácia (WHO) odporúča približnú spotrebu mlieka a mliečnych výrobkov v množstve: deti (1-4 r. ) cca 2-3 poháre mlieka 480-720ml, deti (4-8 r.) cca 2-3 poháre mlieka 480-720ml, teenageri (9-18 r. ) cca 3 poháre mlieka 720ml a dospelí cca 2 poháre mlieka 480ml denne. Mlieko, ako produkt mliečnych žliaz samíc cicavcov, je základným zdrojom výživy hlavne pre mláďatá. Takto to funguje aj u ľudí s tým, že ľudia v dospelom veku bežne konzumujú mlieko rôznych hospodárskych zvierat, napr. kravské (až 97%), byvolie, ovčie, kozie a ďalšie.
Prečítajte si tiež: Kľúčové faktory pasterizácie kozieho mlieka
Rôzne druhy mliečnych výrobkov a ich výroba
Konzumné mlieko sa vyrába mliekarenským ošetrením surového kravského mlieka. Ošetrenie tvorí súbor technologických postupov ako je čistenie, odstreďovanie, tepelné ošetrenie, homogenizácia, chladenie a balenie. Existujú rôzne druhy mlieka, ktoré sa líšia spôsobom spracovania:
- Pasterizované mlieko: Sa vyrába z kravského mlieka a je len tepelne ošetrené.
- Trvanlivé mlieko: Sa vyrába z kravského mlieka a je len tepelne ošetrené. Spôsob tepelného ošetrenia je ultravysokotepelný ohrev - UHT (Ultra Heat Treatment).
- Vysokopasterizované mlieko: Sa vyrába z kravského mlieka a je tepelne ošetrené vysokou pasterizáciou. Mlieko sa zohrieva na teplotu najmenej 85 °C na dobu 4 až 25 sekúnd. Potom sa mlieko rýchlo schladí a plní do vysterilizovaných obalov. Tým sa eliminujú prítomné mikroorganizmy a mlieko získava predĺženú trvanlivosť, skladuje sa pri teplote do 6 °C.
Okrem mlieka existuje mnoho ďalších mliečnych výrobkov:
- Tvaroh: Sa vyrába z tepelne ošetreného kravského mlieka a patrí do skupiny čerstvých (nezrejúcich) syrov. Nevyhnutnou technologickou operáciou pri výrobe tvarohu je jeho chladenie. Tvaroh obsahuje určité množstvo kyslomliečnych baktérií, preto je potrebné tvaroh skladovať pri teplote najviac 8 °C.
- Syry: Patria do skupiny dozrievajúcich syrov (napr. eidam, parmezán) a sú bohaté na bielkoviny, vápnik a probiotiká, ktoré podporujú zdravie kostí a trávenie. Môžu byť však kalorické a so zvýšeným obsahom soli. U nás sú najrozšírenejšou skupinu tzv. eidamských syrov. Ich doba zretia, ktorá môže byť časovo veľmi rozdielna (najmenej 3 týždne a najviac 2 roky) vplýva na dosiahnutie rozdielov v chuti a konzistencie. Sú to spracované syry s prídavkom emulgátorov.
- Smotana: Je mliečny výrobok s vysokým obsahom tuku, používaný na varenie a šľahanie. Obsahuje zdravé tuky, vitamíny A, D, E a K, no treba ho konzumovať s mierou kvôli vysokému obsahu nasýtených tukov.
- Jogurty: Sú to fermentované výrobky s použitím špecifických mikroorganizmov. Tie vyvolávajú v mlieku charakteristické biochemické zmeny, najmä premenu mliečneho cukru - laktózy na kyselinu mliečnu a tvorbu aromatických látok. Jogurty s pevnou konzistenciou sa vyrábajú tak, že mliečna zmes s jogurtovou kultúrou sa dávkuje priamo do spotrebiteľských obalov. Naplnené obaly sa uložia do klimatizovaných priestorov s teplotou 37°C až 45°C. Jogurt sa vytvorí priamo v obaloch. Variantom tohto jogurtu je tzv. dvojzložkový jogurt, kde sa priamo do spotrebiteľského obalu dávkuje napr. ovocná zložka a ako druhá zložka sa dávkuje jogurt. Označenie „biely jogurt“ sa používa pre jogurt vyrobený len z mliečnych zložiek.
- Acidofilné mlieko: Je charakterizované ako fermentovaný mliečny výrobok, ktorý vzniká pôsobením baktérie Lactobacillus acidophilus.
- Probiotické kyslomliečne výrobky: Dôležitú skupinu kyslomliečnych výrobkov tvoria kyslomliečne výrobky s probiotickými kultúrami, ktoré priaznivo ovplyvňujú organizmus človeka a podporujú funkciu prirodzenej mikroflóry v organizme človeka. Probiotická kultúra je zmes živých mikroorganizmov, ktoré majú priaznivý vplyv na zdravie človeka, najmä na tráviaci systém.
Spracovanie mlieka pod drobnohľadom: Veterinárny dozor a prísne pravidlá
Spracovanie mlieka má stanovené prísne pravidlá a je pod stálym veterinárnym dozorom od jeho získavania na farme, počas celého procesu spracovania, až po samotný predaj na pultoch obchodov. Tento dozor zaručuje, že všetky postupy sú vykonávané v súlade s najvyššími štandardmi bezpečnosti a kvality.
Alternatívy mlieka: Rastlinné vs. živočíšne
V súčasnosti je pozorovaný zvyšujúci sa záujem o tzv. rastlinné alternatívy mlieka. V krajinách EÚ vzrástol ich predaj za posledné dva roky o 49 % a očakáva sa ďalší rast. Hlavné dôvody tohto stavu sú zdravotné (alergia na mliečnu bielkovinu, intolerancia na laktózu) a ekologické (presadzuje sa princíp ekologickej udržateľnosti výživy a klimaticky priaznivých potravín ako aj domnienka, že sa jedná o zdravšie potraviny).
Skutočnosť je však iná. Tieto „alternatívy mlieka“ sa vyrábajú z homogenizovaných extraktov rastlinných matríc ako sú obilniny (ovos, ryža), pseudocereálie (quinoa), zelenina (sójové bôby, cícer), orechy (mandle, kešu orechy, para orechy) a semená (sezam, slnečnica, mak). Tieto alternatívy majú podobný vzhľad ako mlieko, avšak odlišné senzorické vlastnosti, kinetickú stabilitu a nutričné zloženie. Navyše sa jedná o spracovávané a formulované potraviny. To znamená, že pri ich výrobe sa používajú oveľa zložitejšie technológie ako pri výrobe mlieka a pridávajú sa do nich rôzne látky, ktoré nie vždy spĺňajú kritériá pre zdravú potravinu.
Prečítajte si tiež: Význam ultra rýchlej pasterizácie
Aj keď technologická linka výroby týchto rastlinných nápojov závisí od suroviny a výsledného produktu, jej súčasťami väčšinou býva lúpanie, prídavok vody, bielenie, prídavok stabilizátorov, vitamínov a minerálov, filtrácia, mokré mixovanie, homogenizácia, pasterizácia, a prídavok farbív a aróm. Takmer všetky tieto nápoje sú ošetrované UHT technológiou (krátkodobé pôsobenie ultravysokej teploty). Linka výroby mlieka pozostáva z dojenia, tepelného ošetrenia a balenia.
Výhodou rastlinných nápojov je obsah vlákniny, izoflavonoidov, antioxidantov mono/polynenasýtených tukov a to, že neobsahujú laktózu, kazeín a srvátkové bielkoviny. Problémom môže byť nutričná nerovnováha produktov (nižší obsah bielkovín a menšia variabilita aminokyselín), nižšia stráviteľnosť bielkovín, nutnosť obohacovania produktov o potrebné minerály a vitamíny a obsah antinutrientov a alergénov, odlišných od tých, ktoré sú prítomné v mlieku. Rastlinné nápoje vychádzajú ako horšie v obsahu energie, sacharidov, glykemického indexu, proteínov, vápnika aj tukov. Viaceré rastlinné nápoje majú vyšší obsah energie, vyšší obsah sacharidov, lepší obsah esenciálnych tukov. Vápnik je do týchto nápojov dodávaný najmä vo forme uhličitanu vápenatého, ktorý vytvára v nápojoch sediment a je biologicky ťažšie využiteľný ako vápnik v mlieku, prirodzene spojený s kazeínom.
Medzi najčastejšie antinutričné faktory v rastlinných alternatívach patrí napr. kyselina fytová, ktorá má schopnosť viazať esenciálne minerály a stopové prvky (vrátane Ca, Zn, Fe, Mg a Cu), a tvoriť nerozpustné komplexy týchto minerálov čím sa znižuje biologická dostupnosť Ca. Ďalším faktorom je oxalát, ktorý obsahujú mandle, kešu a iné orechy. Tento inhibuje vstrebávanie Ca, pôsobí aj ako súčasť formácie vápnikového obličkového kameňa. Lektíny sóje, arašidov a iných strukovín inhibujú absorpciu glukózy v čreve, čo ovplyvňuje celkový kalorický príjem. Saponíny prítomné v sóji, ovse, hrachu a fazuli ovplyvňujú trávenie bielkovín tvorbou nerozpustných komplexov saponín-proteín, ktoré sú odolné voči tráveniu.
Z hľadiska výživy a zdravia mlieko predstavuje komplexnú výživovú matricu bohatú na všetky základné živiny a mikronutrienty, ktorá je jedinečná a nie je len súborom jednotlivých živín. Rastlinné výrobky (alternatívy mlieka, jogurtov, smotany) sú pri svojom spracovaní obohacované tak, aby napodobnili nutričný prínos mlieka. Netvoria však prirodzenú matricu a ich biologická hodnota bielkovín je o 10-30% nižšia. Navyše sú dotované rôznymi prídavnými látkami ako sú zahusťovadlá, stabilizátory antioxidanty a pod.