Skład chemiczny
Mleko pochodzi od różnych zwierząt hodowlanych. W produkcji światowej na mleko krowie przypada ponad 90% produkcji. W mniejszych ilościach jest otrzymywane mleko bawole, mleko kozie i owcze. W Polsce produkuje się głównie mleko krowie i w znacznie mniejszej ilości mleko kozie oraz owcze (głównie do produkcji serów).
Mleko jest to płynna wydzielina wyspecjalizowanego gruczołu ssaków. Jest ono wytwarzane i wydzielane przez gruczoł sutkowy w okresie poporodowym, po czym w ciągu pierwszych dni produkuje on siarę o składzie i właściwościach różnych od mleka. W skład mleka wchodzi 80 – 90% wody i 10 – 20% (u krów zwykle 12 – 13%) suchej masy, która składa się głównie z tłuszczu, białek cukru mlekowego (laktozy) i soli mineralnych. Zawartość tłuszczu w mleku krowim tzw. pełnym wynosi przeciętnie 3,4%, białka 3,2%, laktozy 4,6%
Około 98% wszystkich tłuszczowców mleka stanowią glicerydy kwasów tłuszczowych, pozostałe to wolne kwasy tłuszczowe, fosfolipidy i sterole (w tym cholesterol). Niewielką ilościowo pozycję stanowią karotenoidy i witaminy rozpuszczalne w tłuszczach.
Białka stanowią ok. 94% całości substancji azotowych mleka (tzw. Azotu ogólnego). Głównym białkiem jest kazeina, a ponadto rozróżnia się białka serwatkowe, czyli albuminy, globuliny, proteozy i peptony.
Warunki dopuszczenia mleka do skupu
Od 1.1.1998 roku obowiązuje nowa norma (PN-A-86002:1995), w której określono warunki dopuszczenia mleka do skupu, kryteria przyjęcia mleka do skupu oraz wymagania szczegółowe.
Zgodnie z wymaganiami ogólnymi zabrania się dostarczenia i skupu mleka zafałszowanego, od krów chorych i będących w czasie leczenia (przed upływem okresu karencji dla danego leku zastosowanego w leczeniu krów) oraz mleka o zmienionym fizjologicznie składzie, związanym z okresem okołoporodowym krowy. Według normy zabrania się także skupu mleka w przypadku zakazu skupu wydanego przez lekarza weterynarii.
W kryteriach przyjęcia określono wymagania sensoryczne, kwasowość i temperaturę. Wskaźnikami oceny są:
Wygląd – płyn o jednolitym białym kolorze z odcieniem kremowym, bez zanieczyszczeń mechanicznych widocznych gołym okiem;
Zapach – świeży, naturalny, bez obcych zapachów;
Temperatura – do 8oC;kwasowość – świeżość (wg oceny do wyboru): kwasowość miareczkowa 6,0 – 7,5 oSH lub próba alizarolowa i pomiar pH – 6,6 – 6,8.
Poza tym mleko jest poddawane okresowo badaniom, zgodnie z ujętymi w normie wymaganiami szczegółowymi dotyczącymi gęstości, punktu zamarzania, ogólnej liczby drobnoustrojów, obecności komórek somatycznych, obecności antybiotyków lub innych substancji hamujących, zawartości pestycydów, zawartości metali, obecności aflatoksyny M1.
Zgodnie z normą nie dopuszcza się w mleku obecności antybiotyków i innych substancji hamujących, zafałszowana w postaci rozwodnienia, aflatoksyny M1. W zależności od oceny ogólnej liczby drobnoustrojów i liczby komórek somatycznych w 1 cm3 mleka, wyróżnia się 4 klasy jakości mleka surowego: ekstra, I, II, III.
Wartość odżywcza mleka
Mleko i produkty mleczne odgrywają podstawowa rolę w odżywianiu i mają wielki znaczenie dla zdrowia człowieka. W szczególności mleko jest dobrym źródłem wysokowartościowych białek, łatwo przyswajalnego tłuszczu, ważnych dla organizmu soli mineralnych (w tym wapnia, fosforu), witaminy A i witaminy z grupy B. Ze względów fizjologicznych korzystne znaczenie ma alkaiczny odczyn popiołu mleka, przeciwdziałający zakwaszaniu organizmu człowieka.
Wartość energetyczna (kaloryczna) mleka wynosi 2100 – 2900 kJ/kg (500 – 700 kcal/kg) w zależności od zawartości tłuszczu. Jest to wiec produkt stosunkowo niskokaloryczny, a jednocześnie wysokobiałkowy
Białka mleka są szczególnie cenne z żywieniowego punktu widzenia. Charakteryzują się korzystnym składem aminokwasowym, wartością biologiczna i znaczną strawnością.
Tłuszcz mleczny podobnie jak inne tłuszcze, jest źródłem energii (1 g tłuszczu dostarcz ok. 37,7 kJ, co odpowiada 9 kcal). Istotna rola tego tłuszczu jest związana z różnorodnością wchodzących w jego skład kwasów tłuszczowych. Przeważnie są to kwasy krótkołańcuchowe, łatwo ulegające utlenianiu i nie obciążające wątroby. Duże znaczenie ma także zawartość niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych (NNKT) przy jednoczesnej niskiej zawartości cholesterolu. Istotną cecha tłuszczu mlecznego jest jego lekkostrawność, co umożliwia stosowanie mleka w żywieniu dzieci i osób starszych o osłabionej aktywności enzymatycznej układu pokarmowego.
Najważniejszym cukrem mleka jest laktoza, która po spożyciu mleka jest wchłaniana, po uprzedniej hydrolizie do cukrów prostych (glukozy i galaktozy) przy udziale odpowiedniego enzymu (galaktozydazy) wydzielanego jelicie cienkim. Enzym ten tworzy się w dostatecznej ilości tylko pod wpływem laktozy. U osób spożywających mało mleka i niesystematycznie, wytwarzanie enzymu słabnie, a nawet może zaniknąć zupełnie. W takich przypadkach wypicie mleka wywołuje zaburzenie jelitowe. Zjawisko to jest określane jako nietolerancja laktozy, a bliższe obserwacje wykazały także dziedziczny jego charakter. Picie mlecznych napojów fermentowanych (jogurtu, kefiru) likwiduje nietolerancję laktozy.
Ze składników mineralnych w mleku w największej ilości występują wapń, fosfor i potas.
Wśród witamin znajdują się przede wszystkim witaminy rozpuszczalne w tłuszczach: A, D, E, i K, a także rozpuszczalne w wodzie: z grupy B, C i H.
Mleko kozie jest jednym z najstarszych pokarmów człowieka. Przekonanie o jego zaletach wynika głównie z potocznego mniemania o wyższej, w porównaniu z mlekiem krowim, zawartości podstawowych składników odżywczych. Średni skład mleka koziego jest zbliżony do mleka krowiego.
Mleko kozie charakteryzuje się jedynie mniejszą zawartością kazeiny. Także zawartość - laktoglobuliny, białka uznawanego za jedną z przyczyn alergii pokarmowych wieku dziecięcego, jest w mleku kozim dwukrotnie niższa niż w mleku krowim
Mleko pozyskane od kóz zawiera natomiast znacznie mniej witaminy B12, kwasu foliowego i witaminy C, natomiast więcej wapnia, fosforu i potasu.
Zaleta tłuszczu mleka koziego jest na pewno to, że zawiera on niezbędne w żywieniu dzieci, ilości egzogennych kwasów: linolowego i arachidonowego.
Człowiek dorosły powinien spożywać dziennie około 0,5 l mleka, a dzieci kobiety w ciąży i matki karmiące – 1l , w tym cześć może być zastąpiona serem.
Ze względu na wysokie zanieczyszczenie mikrobiologiczne mleka (może zawierać bakterie chorób zakaźnych, np.: gruźlicy, duru, czerwonki oraz chorobotwórczych gronkowców, pałeczek Salmonella czy Listerii monocytogenes) – należy spożywać je tylko po przegotowaniu.
Przetwory z mleka
Mleko spożywcze
Mleko spożywcze to mleko przeznaczone do bezpośredniej konsumpcji przez ludzi. Ze względu na jakość i trwałość mleka oraz związany z tym stopień jego przetworzenia, mleko spożywcze można podzielić na pasteryzowane i sterylizowane. Przygotowywaniem mleka spożywczego zajmują się zakłady mleczarskie, do których dostarcza się je najczęściej cysternami samochodowymi.
Proces produkcji mleka spożywczego – pasteryzowanego, obejmuje następujące etapy:
- odbiór surowca i jego wstępne magazynowanie
- czyszczenie mleka w wirówkach czyszczących lub odtłuszczająco – czyszczących
- standaryzacje (normalizacje) zawartości tłuszczu
- homogenizację magazynowanie i rozlew do opakowań handlowych
- magazynowanie produktu i dystrybucje
Czyszczenie mleka polega na usunięciu zanieczyszczeń mechanicznych, elementów komórkowych, np. leukocytów oraz drobnoustrojów, w tym prawie w całości drożdży i pleśni, a także części bakterii, głównie w postaci przetrwalników.
Proces normalizacji dotyczy ustalenia w mleku spożywczym odpowiedniej zawartości tłuszczu (np. 0,5%; 1,5%; 2% lub 3,2%). Przy występującej przeciętnie wyższej zawartości tłuszczu w mleku surowym, istnieje konieczność odjęcia części tłuszczu (w postaci śmietanki) za pomocą wirowania w specjalnych wirówkach.
Homogenizacja jest procesem mającym na celu rozdrobnienie większych kuleczek tłuszczowych, aby wyeliminować zjawisko gromadzenia się śmietanki (postoju tłuszczu) w mleku. Homogenizację przeprowadza się homogenizatorach w temperaturze 70 – 75oC
Pasteryzacja jest operacja polegającą na ogrzewaniu ,mleka w temperaturze nie przekraczającej 100oC,w czasie potrzebnym do całkowitego zniszczenie mikroflory chorobotwórczej i w stopniu maxymalnym mikroflory saprofitycznej oraz do istotnego obniżenia aktywności obecnych w mleku enzymów. Właściwie przeprowadzona pasteryzacja powinna zniszczyć całkowicie wegetatywne formy drobnoustrojów chorobotwórczych i 99 – 99,9% mikroflory saprofitycznej oraz w możliwie najmniejszym stopniu zmienić cechy fizyczne i biologiczne mleka. Obecnie w Polsce najczęściej przeprowadza się pasteryzacją w płytowych wymienialnikach ciepła, tzw. pasteryzatorach płytowych, w temperaturze 72 – 75oC, zachowując czas przetrzymywania 15 – 20 sekund
Mleko sterylizowane to mleko homogenizowane o znormalizowanej zawartości tłuszczu lub mleko odtłuszczone, poddane działaniu temperatury powyżej 100oC (w czasie gwarantującym całkowite zniszczenie wegetatywnych form wszystkich rodzajów drobnoustrojów oraz przetrwalników)), a następnie schłodzone i zapakowane w sposób uniemożliwiający zakażenie mikrobiologiczne (pakowanie aseptyczne). Obecnie, przy produkcji mleka sterylizowanego, jest stosowana sterylizacja momentalna, polegająca na ogrzewaniu przepływającego mleka w temperaturze 130 – 150oC, w ciągu kilku sekund (2 – 10) i szybkim chłodzeniu do temperatury ok. 20oC.
Mleko UHT charakteryzuje się wartością odżywczą i smakową podobną do mleka pasteryzowanego, przy znacznie dłuższym okresie przydatności do spożycia. Oprócz tego składniki mleka są łatwiej przyswajalne ze względu na rozluźnienie struktury białek na wskutek działania wysokiej temperatury i procesu homogenizacji. Proces UHT jest bardzo krótki i dlatego nie powoduje znacznego obniżenia zawartości witamin i innych substancji odżywczych w stosunku do mleka świeżego. W czasie przechowywania mleka UHT następuje spadek zawartości witamin z grupy B, kwasu foliowego i witaminy C.
Przechowywanie i wymagania jakościowe dla mleka spożywczego. Mleko spożywcze pasteryzowane powinno być przechowywane w punktach sprzedaży w temperaturze nie wyższej niż 10oC, w czasie nie dłuższym niż 12 godzin. Mleko spożywcze sterylizowane UHT Należy przechowywać w temperaturze nie wyższej niż 25oC i nie dłużej niż podany na opakowaniu termin przydatności do spożycia. Mleko konsumpcyjne powinno być wolne od drobnoustrojów chorobotwórczych: dopuszcza się jedynie możliwie niewielką liczbę organizmów saprofitycznych. Wymagania jakościowe dla mleka spożywczego są określone w normie PN-90/A-86003. Mleko spożywcze pasteryzowane i sterylizowane powinno charakteryzować się białą barwą lub białą z odcieniem jasnokremowym, właściwym smakiem i zapachem, bez obcych posmaków i zapachów, dopuszczalna ogólna liczba drobnoustrojów w 1 cm3 mleka pasteryzowanego krowiego – 200 tys., a sterylizowanego – nieobecne w 1 cm3. Ogólna liczba drobnoustrojów dopuszczalna w mleku kozim pasteryzowanym wynosi 50 tys cm3. Mleko spożywcze pasteryzowane nie może zawierać substancji hamujących (antybiotyków, środków myjących lub dezynfekujących), a mleko spożywcze sterylizowane UHT dodatkowo nie powinno zawierać aflatoksyn.
Mleczne napoje fermentowane, niefermentowane, śmietanka i śmietana
Napoje mleczne fermentowane są produkowane z mleka normalizowanego lub odtłuszczonego, pasteryzowanego, poddanego fermentacji mlekowej wywołanej przez swoiste drobnoustroje, z dodatkami smakowymi lub bez dodatków. Fermentacja mlekowa jest procesem, w którym pod wpływem działania bakterii występujących w mleku lub celowo do niego wprowadzonych, powstaje pewna ilość kwasu mlekowego (0,6 – 2%), będącego czynnikiem konserwującym. Podwyższona kwasowość (pH ok. 4,0) uniemożliwia bowiem rozwój bakterii gnilnych i psucie się mleka. Środowisko kwaśne nie hamuje jednak rozwoju pleśni i drożdży, które po dłuższym przetrzymywaniu ukwaszonych produktów mlecznych (szczególnie przy dostępie tlenu) w temperaturze pokojowej, mogą powodować zepsucie mleka.
Do najbardziej znanych mlecznych napojów fermentowanych należą: jogurt, kefir, mleko zsiadłe, maślanka, laktorol, szampan mleczny i inne. Na rynku polskim najczęściej spotyka się :kefir, jogurt, mleko jogurtowe, maślankę.
- Jogurt jest napojem uzyskanym w wyniku fermentacji mleka znormalizowanego, pasteryzowanego i zagęszczonego (przez dodatek mleka w proszku lub odparowanie części wody). Jogurt jest ceniony za walory smakowe i dietetyczne. Produkowane są za równo jogurty naturalne, jak i smakowe, z dodatkiem substancji smakowych: dżemu, aromatu waniliowego, etylowaniliny i innych.
- Mleko jogurtowe lub napój jogurtowy pozyskuje się podobnie jak jogurty, jednak bez zagęszczenia – mają wiec konsystencję płynną. Mogą być wytwarzane z dodatkami lub bez dodatków smakowych.
- Biogurt nazywany inaczej jogurtem zdeformowanym jest produkowany z dodatkiem pałeczki Lactobacillus acidophilus. Bakterie te występują w przewodzie pokarmowym człowieka, a wprowadzone wraz z rekordem umiejscawiają się w jelicie grubym, hamując rozwój bakterii gnilnych i gazujących. Produkt ten jest łagodniejszy w smaku niż jogurt i nie przekwasza się.
Obecnie w naszym kraju produkuje się wiele odmian napojów fermentowanych, zbliżonych do jogurtu lub biogurtu, m.in. jogurty z dodatkiem bakterii z rodzaju Bifidobacterium, która występuje naturalnie w przewodzie pokarmowym dzieci, zwłaszcza w okresie niemowlęcym.
- Kefir jest napojem otrzymywanym z mleka normalizowanego lub odtłuszczonego, pasteryzowanego, poddanego fermentacji alkoholowo-kwasowej przez dodanie zakwasu uzyskanego z grzybków kefirowych lub szczepionek czystych kultur. Grzybki kefirowe stanowią symbiotyczny układ paciorkowców mlekowych, pałeczek mlekowych i drożdży. Kefir zawiera ok. 1% kwasu mlekowego, znaczne ilości dwutlenku węgla oraz 0,1 – 0,8% alkoholu etylowego.
- Maślanka spożywcza jest napojem uzyskiwanym przy wyrobie masła ze śmietany pasteryzowanej, ukwaszonej zakwasem z czystych kultur maślarskich, bez dodatku wody, z ewentualnym dodatkiem śmietany. Z maślanki są wyważane różne napoje sakowe.
- Niefermentowane napoje mleczne są produkowane z mleka normalizowanego lub odtłuszczonego, pasteryzowanego, z dodatkiem cukru oraz z dodatkami smakowymi i zapachowymi, np. kawy, kakao, syropów owocowych. Wyroby te noszą najczęściej nazwę: mleko smakowe czekoladowe lub owocowe itp.
- Śmietanka jest to produkt o zwiększonej zawartości tłuszczu, uzyskany w wyniku wirowania mleka, poddany następnie homogenizacji i pasteryzacji. Pasteryzacje śmietanki przeprowadza się w temperaturze 93 – 95oC sposobem momentalnym lub w temperaturze 85oC w czasie kilkunastu sekund. Wytwarzane są następujące rodzaje śmietanki:
- niskotłuszczowa – o zawartości 9% i 12% tłuszczu
- tłusta – o zawartości 18% i 20% tłuszczu
- kremowa – o zawartości 30% tłuszczu
- tortowa – o zawartości 36% tłuszczu
- Śmietana jest produktem uzyskanym w wyniku ukwaszenia śmietanki czystymi kulturami maślarskimi. Rozróżnia się następujące śmietany:
- niskotłuszczowa – o zawartości 9 i 12% tłuszczu
- tłusta – o zawartości 18 i 20% tłuszczu.
Koncentraty mleczne
Produkcja koncentratów mlecznych polega na częściowym lub całkowitym usunięciu wody z mleka, przy jednoczesnym utrzymaniu jego wartości odżywczych i smakowych. Zależnie od stopnia usunięcia wody, otrzymuje się mleko zagęszczone lub mleko w proszku.
Mleko zagęszczone jest produktem otrzymywanym przez częściowe odparowanie wody
Mleko w proszku uzyskuje się w procesie dwustopniowego usuwania wody: przez zagęszczenie, a następnie suszenie. Dobrze wysuszony proszek mleczny powinien zawierać nie więcej niż 2,5 – 3,0% wody. Wyższa zawartość wody sprzyja powstawaniu wad: obniżaniu się rozpuszczalności i wartości biologicznej mleka w proszku.
Produkuje się mleko w proszku pełne (o zawartości wody nie więcej niż 4% i tłuszczu nie mniej niż 25%) oraz mleko w proszku otłuszczone (o zawartości wody nie więcej niż 5% i tłuszczu nie więcej niż 1,5%). Proszek mleczny przechowywany właściwie i niezbyt długo, pod względem wartości odżywczej nie ustępuje mleku sterylizowanemu.
Mleko instant jest to proszek mleczny łatwo rozpuszczający się w wodzie. Dzięki tej właściwości produkt ten ma wszechstronne zastosowanie, zarówno w gospodarstwie domowym, gastronomii, jak i przemyśle spożywczym.
Śmietanka w proszku jest przykładem suszonego produktu mlecznego. Typu instant. Produkuje się ja z naturalnej śmietanki z dodatkiem białek mleka, syropu skrobiowego, lecytyny i regulatora kwasowości.
Sery
Sery są produktem mlecznym uzyskanym z mleka pełnego, odtłuszczonego lub ich mieszaniny. Produkuje się głównie z mleka krowiego, rzadziej z mleka owczego i koziego. U podstaw wyrobu serów leży otrzymywanie i odpowiednia, mechaniczno – termiczna obróbka skrzepu mleka. Skrzep powstaje z głównego białego mleka – kazeiny, która koaguluje pod wpływem działania:
- podpuszczki – preparatu enzymatycznego (sery podpuszczkowe)
- zakwaszania do pH odpowiadającego wartości jej punktu izoelektrycznego (sery twarogowe)
- w wyniku działania obydwu tych czynników łącznie (np. twarożki homogenizowane)
Sery podpuszczkowe i twarogowe mogą być poddawane dojrzewaniu lub przeznaczone do spożycia bez dojrzewania.
Sery podpuszczkowe uzyskiwane z mleka poddanego krzepnięciu pod wpływem podpuszczki dzieli się na sery twarde, zawierające mniej niż 50% wody i sery miękkie o zawartości powyżej 50% wody.
Oddzielną grupę wśród serów podpuszczkowych stanowią sery solankowe zawierające większą ilość soli. Otrzymuje się je dzięki dojrzewaniu w zalewie solankowej. Produkowane są z mleka owczego, krowiego lub mieszanego.
Twarogi są wyrabiane z mleka o znormalizowanej zawartości tłuszczu i z mleka odtłuszczonego, ukwaszonego z dodatkiem podpuszczki lub bez jej dodatku, przy czym pierwszy nosi nazwę twarogu kwasowo – podpuszczkowego, drugi – twarogu kwasowego. Twarogi są stosowane do bezpośredniego spożycia lub do dalszego przerobu.
Do produkcji serów kwasowo – podpuszczkowych używa się zarówno kultur kwaszących, jak i podpuszczki. Przykładem tego typu sera jest twarożek homogenizowany
Sery topione otrzymuje się w procesie stopnienia rozdrobnionej masy serowej z dodatkiem 2 – 4% topnika, np. soli fosforanowych i cytrynianu sodu. Noszą one najczęściej nazwę tego sera, który stanowi co najmniej 80% mieszanki poddawanej topnieniu.
Desery mleczne
Obecnie w Polsce produkuje się różnorodne desery mleczne. Technologie ich wytwarzania są opracowywane najczęściej w poszczególnych zakładach mleczarskich. Ogólnie desery mleczne można podzielić na:
- Desery mleczne nie ubijane (pudding, galaretki mleczne, desery twarożkowe)
- Desery mleczne ubijane (mus, koktajle, lody, kremy owocowe)
- Ubijane kremy dekoracyjne, mrożone i oziębione desery typu instant
Desery typu pudding są wytwarzane z mleka, śmietanki, cukru z dodatkiem żelatyny i substancji emulgujących. Zastosowane dodatki smakowe: kakao, wanilia czy proszek owocowy decydują o charakterze wyrobu gotowego. Przykładem mogą być desery „Kubuś”, „Smakołyk”.
Desery jogurtowe wytwarza się podobnie jak jogurty, z tym, ze w celu nadania im odpowiedniej konsystencji stosuje się substancje zagęszczające, np. skrobie. Przykładem tego deseru jest produkt po nazwie „Deser jogurtowy Tojo”.
Koktajle mleczne wytwarza się zwykle z mleka UHT, z dodatkiem owoców lub kakao.
Desery twarogowe produkuje się z serków twarogowych termizowanych z różnymi dodatkami (cukier, żelatyna spożywcza, dodatki smakowe, najczęściej owocowe lub kawa i kakao). Proces technologiczny tych deserów polega na wymieszaniu twarogu z dodatkami, rozlaniu do opakowań jednostkowych i pozostawieniu do stężenia masy.
Lody są produktem otrzymywanym przez zamrożenie pasteryzowanej i schłodzonej (ewentualnie homogenizowanej) płynnej mieszanki, w której skład mogą wchodzić: mleko spożywcze zagęszczone, śmietanka, cukier, jaja, owoce, przyprawy smakowo-aromatyczne, np. kawa, kakao. W zależności od rodzaju użytego tłuszczu rozróżnia się:
- Lody wyprodukowane z tłuszcz i białka mlecznego (kremowe, śmietankowe, mleczne)
- Lody wyprodukowane z tłuszczu roślinnego, zastępujące częściowo lub w całości tłuszcz mleczny (deserowe, wyborowe)
- Lody owocowe, nie zawierające dodatku tłuszczu i białka, wyprodukowane z przecierów i soków owocowych.