DOMOWY WYRÓB PRODUKTÓW MLECZARSKICH. Dr hab. inż. Monika Wszołek. Prof.UR

Transkrypt

1 DOMOWY WYRÓB PRODUKTÓW MLECZARSKICH Dr hab. inż. Monika Wszołek. Prof.UR

2 Produkty mleczarskie

3 Definicja mleka Mleko jest wydzieliną gruczołu mlecznego żeńskich osobników ssaków. Definicja mleka krowiego jako artykułu obrotu handlowego ustalona na Kongresie Mleczarskim w Genewie w 1914 r. brzmi następująco: jest to produkt całkowitego i nie przerywanego doju, uzyskany we właściwy sposób od zdrowej dobrze odżywionej i nie przemęczonej krowy mlecznej, nie zawierający domieszki siary.

4 Od tysięcy lat mleko, a także wytwarzane z niego napoje fermentowane (zsiadłe mleko, kefir, jogurt) oraz sery twarogowe i dojrzewające stanowiły podstawę diety człowieka. Mleko jest produktem naturalnym, o niskim stopniu przetworzenia oraz wyjątkowej wartości odżywczej i aktywności biologicznej.

5 Mleko jest źródłem cennych składników odżywczych tj.: białka, tłuszczu oraz biodostępnego wapnia, które są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmu człowieka. Mleko i produkty mleczarskie są niezastąpionym składnikiem w diecie dzieci i młodzieży, osób w sile wieku a także seniorów.

6 SKŁAD CHEMICZNY (%) MLEKA WYBRANYCH GATUNKÓW SSAKÓW Gatunek Sucha masa Tłuszcz Kazeina Białka serwatko we Laktoza Popiół Krowa Koza Owca Bawół Koń Pies Kot Mleko kobiece 12,8 4, ,7 6,8 0,2

7 Czynniki wpływające na stan zdrowia człowieka w 70% zależny jest od stylu życia - głównie od diety, w 20% od predyspozycji genetycznych i zaledwie w 10% od opieki zdrowotnej.

8 Profilaktyka Jest najtańszym, najskuteczniejszym i najbezpieczniejszym sposobem zwalczania epidemii chorób cywilizacyjnych takich jak: Cukrzyca, Otyłość, Choroby układu krążenia, Dietozależne choroby metaboliczne

9 Mleko jest jednym z niewielu produktów spożywczych o udokumentowanych w badaniach klinicznych prozdrowotnych właściwościach Jego skuteczność w profilaktyce większości chorób dietozależnych wynika z wyjątkowej aktywności biologicznej białek, z obecności unikalnych składników tłuszczu mlekowego oraz wysokiej zawartości biodostępnego wapnia.

10 Tłuszcz mlekowy Bogaty w naturalne witaminy rozpuszczalne w tłuszczu: A, D 3, E i β-karoten, Unikalny składnik tłuszczu mlekowego - krótkołańcuchowe nasycone kwasy tłuszczowe, zapewniają prawidłowe funkcjonowanie i regenerację nabłonka jelita. zawiera naturalne izomery trans i cis kwasu wakcenowego i koniugowanego linolowego CLA o właściwościach prozdrowotnych

11 BIOAKTYWNE PEPTYDY Fragmenty białek nieaktywne w sekwencjach całych łańcuchów, uwolnione w wyniku hydrolizy enzymatycznej za pomocą enzymów proteolitycznych (zarówno trawiennych jak i bakteryjnych użytych do produkcji )mogą oddziaływać z odpowiednimi receptorami regulować różnorodne funkcje fizjologiczne Najbogatszym źródłem bioaktywnych peptydów o najwyższej potencjalnej aktywności biologicznej są białka mleka

12 W sekwencjach białek mleka zidentyfikowano sekwencje o działaniu: przeciwnadciśnieniowym opioidowym antagonistycznym do receptorów opioidowych antyoksydacyjnym antybakteryjnym immunostymulującym imunomodulującym przeciwzakrzepowym hipocholestrolemicznym transportuącym składniki mineralne

13 BIOAKTYWNE PEPTYDY POCHODZĄCE Z BIAŁEK MLEKA Peptydy antyoksydacyjne posiadają zdolność chelatowania jonów metali, unieczynniania wolnych rodników i wygaszania tlenu singletowego, W białkach frakcji serwatkowej zidentyfikowano 11- aminokwasowy fragment posiadający aktywność większą niż BHA (syntetyczny przeciwutleniacz, Peptydy uzyskane z kazeiny mogą hamować reakcje utleniania PUFA (wielonienasyconych kwasów tłuszczowych) przez inhibicję enzymu lipooksygenazy

14 Właściwości kazeiny Główne białko mleka, kazeina występuje w postaci miceli które tworzą zawiesinę koloidalną, pod wpływem różnych czynników może tworzyć skrzep Właściwość ta jest wykorzystywana do produkcji wielu produktów mlecznych, takich jak napoje fermentowane, śmietana spożywcza i różne rodzaje serów

15 Ukwaszanie mleka Surowe mleko, pozostawione w temperaturze otoczenia ukwasza się tworzy skrzep, Jest to wynikiem rozwoju bakterii fermentacji mlekowej, które fermentują cukier mlekowy do kwasu mlekowego i ten kwas powoduje ścięcie mleka.

16 Obecne mleczarskie technologie wielkoprzemysłowe mogą, zgodnie z wykazem dopuszczonych przez UE stosować do zakwaszania śmietany lub mleka na twaróg bezpośrednio kwasu mlekowego uzyskanego przemysłowo co pozbawia produkt: Walorów smakowych, bo bakterie fermentacji mlekowej oprócz kwasu mlekowego wytwarzają związki aromatotwórcze, witaminy, bakteriocyny

17 Bakterie Kwasu Mlekowego (ang. Lactic Acid Bacteria LAB) Fermentacja różnych produktów spożywczych przez LAB jedną z najstarszych form biokonserwacji stosowaną przez ludzkość Posiadają zdolność do wytwarzania bakteriocyn - naturalnych konserwantów żywności Wykazują zdolność fermentowania cukrów do kwasu mlekowego

18 PRODUKCJA SZCZEPIONEK MLECZARSKICH Wyodrębnione szczepy są poddawane identyfikacji z uwzględnieniem cech morfologicznych i biochemicznych oraz wszechstronnym badaniom w celu określenia: cech organoleptycznych hodowli na mleku (smak, zapach, konsystencja) zdolności kwaszących (szybkość i stopień ukwaszania) zdolności do wytwarzania substancji aromatycznych

19 SZCZEPIONKA JOGURTOWA wyselekcjonowane szczepy z gatunku Lb. delbrueckii ssp.bulgaricus i Str. thermophilus (w proporcji 1:1 lub 1:1,2) Cechy ważne w tej szczepionce: uzdolnienia kwaszące, wytwarzanie substancji aromatyzujących, wytwarzanie substancji śluzowych, oporność na fagi i antybiotyki

20 SZCZEPIONKA JOGURTOWA CECHY DIETETYCZNE: zdolność do przeżywania bakterii w przewodzie pokarmowym, właściwości antagonistyczne wobec patogenów jelitowych, uzdolnienia proteolityczne, dobra przeżywalność w produkcie podczas jego przechowywania, synteza witamin, Typowe cechy organoleptyczne uzyskuje się wyłącznie w obecności obu gatunków bakterii współistniejących na zasadzie symbiozy.

21 Mleczne napoje fermentowane Według definicji IDF - mleczne napoje fermentowane to produkty otrzymane z mleka pełnego lub odtłuszczonego przy użyciu specyficznych mikroorganizmów, które muszą pozostać żywe do momentu sprzedaży.

22 Fermentacja mlekowa wpływ na wartość odżywczą i dietetyczną napojów: łatwiejsza strawność w porównaniu z mlekiem słodkim, wapń w lepiej przyswajalnej formie jako rozpuszczalny mleczan wapnia, częściowe przefermentowanie laktozy, proteoliza białek mleka - bioaktywne peptydy obniżania poziomu cholesterolu we krwi,

23 Dietetyczne, odżywcze właściwości mlecznych napojów fermentowanych c.d. lepsze wchłanianie Ca i Fe zwalczanie biegunek powodowanych przez E. coli likwidowanie nosicielstwa chorobotwórczych bakterii (E.coli, Salmonella, Shigella) hamowanie rozwoju bakterii gnilnych (z grupy coli, Proteus, Pseudomonas) przywracanie normalnego składu gatunkowego drobnoustrojów jelit po kuracjach antybiotykowych.

24 Napoje nowej generacji Dzięki włączeniu w ich skład bakterii probiotycznych zwiększają swoją funkcjonalność dzięki ich specyficznym właściwościom Istnieje również możliwość uzyskania synbiotyków po dodaniu do mleka przerobowego prebiotyków

25 SCHEMAT PRODUKCJI JOGURTU Mleko + 30g /1l odtłuszczonego proszku mlecznego zagotowanie schłodzenie do C dodatek kilku łyżek jogurtu naturalnego Rozlew do słoiczków inkubacja w temp.42 C-45 C/6-7h lub w temp.37 C/9-10h Schładzanie Rozlew do opakowań

26 Sprzęt do produkcji jogurtu w domu - jogurtownice

27 Kefir napój fermentowany otrzymywany w wyniku inkubacji mleka z mikroflorą ziaren kefirowych, zdolnych do przeprowadzania zarówno fermentacji mlekowej, jak i alkoholowej, ceniony jest ze względu na walory smakowe i dietetyczne

28 Definicja kefiru mleko fermentowane zawierające użytą do fermentacji charakterystyczną mikroflorę ziaren kefirowych z gatunku Lactobacillus kefir oraz rodzajów Lactococcus, Leuconostoc i Acetobacter oraz drożdze fermentujące laktozę (Kluyveromyces marxianus) i nie fermentujące laktozy (Saccharomyces unisporus, Saccharomyces cerevisiae i Saccharomyces exigus), żyjące w ścisłej symbiozie.

29 Ziarna kefirowe

30 Kultura startowa kefiru ziarna Mikroflora ziaren jest stała przez lata propagacji ich aktywność pozostaje niezmienna jeśli warunki hodowli pozostają niezmienione i są właściwe, ziarna zachowują się jak żywy organizm, rozmnażają się i przekazują swoje cechy następnym pokoleniom

31 Kefir charakteryzuje się: barwą białą z odcieniem lekko kremowym, umiarkowaną kwasowością, nadającą mu orzeźwiający smak, łagodnym zharmonizowanym, lekko drożdżowym aromatem i dość gęstą konsystencją.

32 Mikroflora ziaren kefirowych, kefiru i czystych kultur Bakterie fermentacji mlekowej Lactococcus lactis subsp. lactis Lactococcus lactis subsp. cremoris Lactococcus lactis subsp. lactis biovar. diacetylactis Streptococcus thermophilus Enterococcus durans Lactobacillus acidophilus Lactobacillus brevis Lactobacillus casei Lactobacillus paracasei subsp. pseudoplantarum L. rhamnosus L. paracasei subsp. tolurans L. delbrueckii subsp. bulgaricus Lactobacillus cellobiosus L. fermentum L. gasseri L. helveticus L. kefir L. kefiranofaciens L. kefirgranum L paracasei subsp. alactosus L paracasei subsp. paracasei

33 Mikroflora ziaren kefirowych, kefiru i czystych kultur L. paracasei subsp. pseudoplantarum L. parakefir L. plantarum L. viridescens Leuconostoc sp. Leuconostoc mesenteroides ssp. mesenteroides Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris Leuconostoc mesenteroides subsp. dextranicum Bifidobacterium sp Acetic Acid Bacteria Acetobacter sp Acetobacter aceti Acetobacter rasens

34 Mikroflora ziaren kefirowych, kefiru i czystych kultur Drożdże Candida colliculosa Candida friedrichii Candida kefyr Candida holmii Candida inconspicua Candida maris Candida pseudotropicalis Candida tenuis Candida valida Cryptococcus kefyr Debaryomyces hasenii Kluyveromyces marxianus var. fragilis Kluyveromyces marxianus var. lactis Kluyveromyces marxianus var marxianus Mycotorula lactis Mycotorula lactosa Pichia fermentans

35 Mikroflora ziaren kefirowych, kefiru i czystych kultur Saccharomyces sp. Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces dairensis Saccharomyces exiguus Saccharomyces unisporus Torulaspora delbreuckii Zygosaccharomyces florentinus Pleśnie Geotrichum candidum

36 Symbioza mikroflory ziaren kefirowych Bakterie - głównie paciorkowce, rozwijając się szybciej niż drożdże rozkładają laktozę, a wytworzone cukry proste oraz kwas mlekowy stwarzają odpowiednie środowisko dla rozwoju drożdży, Drożdże - przez wytwarzanie witamin z grupy B, proteolizę białek mleka i produkcję CO 2 przedłużają żywotność bakterii, Bakterie octowe wytwarzając wit. B 12 stymulują wzrost wszystkich mikroorganizmów

37 Kefiran pozakomórkowy polisacharyd produkowany przez mikroorganizmy ziaren rozpuszczalny w wodzie, składający się z rozgałęzionego glukogalaktanu (równoważne ilości D-glukozy i D- galaktozy)

38 Cechy biologiczne (prebiotyczne) kefiranu: immunostymulacja organizmu, cechy antymutagenne, antykancerogenne, przeciwwrzodowe,

39 Schemat przygotowania zakwasów kefirowych Ziarna kefirowe Ziarna kefirowe + mleko cedzenie Zakwas macierzysty Zakwas roboczy Ziarna do dalszej hodowli Mleko

40 Przeszczepianie ziaren kefirowych - produkcja prawdziwego kefiru 1. Ziarna odcedzić na czystym sitku przeznaczonym tylko do tego celu, otrząsnąć z ukwaszonego mleka, przełożyć do czystego słoika ( początkowo ok. 200 ml) napełnionego do ¾ mlekiem, ALE! świeżo przegotowanym i ostudzonym do temperatury pokojowej albo mlekiem UHT prosto z kartonu, najlepiej Łaciate i dopełnić mlekiem do pełna. 2. Zostawić słoik w temperaturze pokojowej do następnego dnia. 3. Po 24 godzinach (ja to robię zawsze wieczorem, ale są osoby które robią to zawsze rano) powtórzyć czynności, odcedzony kefir wypić albo jedną piątą kefiru macierzystego zaszczepić nowe mleko i po kilkunastu godzinach powstanie kefir ścięty o skrzepie nienaruszonym. Jedne osoby wolą taki kefir, ja wolę ten przecedzony, gęsty i kremowy.

41 4. Jeśli nie planujemy w danym dniu pić kefiru, bo mamy jakieś inne plany gastronomiczne, trochę wcześniej niż po dobie, np. po 15 godzinach ukwaszania wstawiamy słoik z kefirem do lodówki i powtarzamy cykl następnego dnia lub później. 5. W czasie wyjazdów lub dłuższej przerwy w hodowli kefiru, ziarna kefirowe po odcedzeniu od zakwasu zalewamy tak samo przygotowanym mlekiem i wstawiamy od razu do lodówki. Po przyjeździe, po odcedzeniu sprawdzamy czy nie za kwaśne, jak za kwaśne wylewamy i zalewamy świeżym mlekiem.

42 Uwagi do domowej hodowli ziaren 1. Ziarna kefirowe będą zwiększały swoją masę. Wtedy należy zwiększyć naczynie w którym prowadzimy hodowlę i zwiększyć ilość mleka. Gdy nie chcemy większej ilości kefiru musimy odrzucić część ziaren (tzn. albo wyrzucić albo komuś sprezentować). Jeśli tego nie zrobimy kefir będzie za kwaśny. 2. Również temperatura będzie wpływać na kwasowość kefiru. W upały lub gdy w kuchni jest gorąco fermentacja będzie przebiegała szybciej i trzeba wcześniej niż po h godzinach hodowli wstawiać je do lodówki, przed następnym przeszczepieniem.

43 c.d. Uwag do domowej hodowli ziaren Do przekładania z sitka do słoika używam plastikowej łyżki, nie musi być plastikowa, ale chodzi o to, że ją używam tylko do tego celu i nie wyparzam. Po każdym wylaniu ze słoika skrzepu wraz z ziarnami na sitko które też tylko do tego celu używam, więc tylko myję (też szczotką tylko do tego używaną).

44 Przeszczepianie w katedrze W laboratorium mikrobiologicznym w Katedrze Przetwórstwa Produktów Zwierzęcych używamy stalowych sitek które są wyjaławiane w autoklawie dla zachowania absolutnej jałowości, w warunkach domowych, jeśli się używa sprzętu tylko do tego celu wystarczy myć i od czasu do czasu wyparzać. Ziarna kefirowe nieistniejącej obecnie polskiej wytwórni czystych kultur BIOLACTA Ziarna zakupione przez Internet tzw. Grzybek Tybetański

45 Mleko Zagotowanie Chłodzenie do 21ºC Zaszczepianie odcedzonymi ziarnami 4±1 % Rozlew do sloiczków Dojrzewanie temp. pokojowa

46 Właściwości prozdrowotne kefiru Stymulacja systemu immunologicznego (dzięki bioaktywnym peptydom, egzopolisacharydom) Hamowanie wzrostu komórek rakowych, Hamowanie wzrostu patogenów i saprofitów (S.aureus, E.coli, L.monocytogenes, Salmonella typimurum, S.enterditis, Yersinia enterocolitica, Obniżanie poziomu cholesterolu we krwi

47 Właściwości terapeutyczne kefiru stosowany w leczeniu gruźlicy, raka, chorób układu pokarmowego.

48 Właściwości terapeutyczne kefiru łatwiejsza strawność białek mleka, hydroliza laktozy, leczenie wielu infekcji jelitowych zmiejszanie objawów alergii dziecięcych, aktywność antykancerogenna, wiązanie substancji mutagennych takich jak indol i imidazol, stymulacja systemu immunologicznego młodych szczurów przez sfingomielinę otrzymywaną z lipidów kefiru

49 Dietetyczne właściwości kefiru proteoliza białek przez mikroflorę kefiru, na aminokwasy i peptydy o niskim ciężarze cząsteczkowym, zawartość tych związków w kefirze jest większa niż w jogurcie wyprodukowanym z takiego samego mleka.

50 PRODUKCJA MASŁA 30-35% tł. periodyczna, Wydzielanie śmietanki z mleka Pasteryzacja śmietanki 95±2 C Chłodzenie i dojrzewanie fizyczne śmietanki ukwaszanie (biologiczne dojrzewanie) Zmaślanie ø ziaren 3±1 mm Oddzielanie maślanki Płukanie 3-krotne wodą wygniatanie formowanie i pakowanie

51 SERY TWAROGOWE to bardzo liczna i zróżnicowana grupa produktów Cechą wspólną jest to, że są otrzymywane przez odpowiednią obróbkę białek mleka skoagulowanych metoda kwasową i kwasowopodpuszczkową. W zdecydowanej większości są przeznaczone do bezpośredniego spożycia. 51

52 Twaróg oznacza albo półprodukt t.j. masę białkową z której po odpowiedniej obróbce otrzymuje się sery twarogowe kwasowe i kwasowo-podpuszczkowe, albo produkt- t.j. twaróg spożywczy lub sery twarogowe kwasowe prasowane, zarówno klinki jak i krajanka 52

53 Sery kwasowe niedojrzewające Mleko przegotowane lub surowe Ukwaszanie mleka (15-20h w temp C Obróbka skrzepu : krojenie na prostopadłościany, osuszanie z łagodnym dogrzewaniem do temp C, przy delikatnym mieszaniu dalsze rozdrabnianie na ziarno 3 5 cm, Wylanie na sito perlonowe lub do płóciennego woreczka ociekanie przez ok.2h w temp C Prasowanie przez ok. 2 h Pakowanie i przechowywanie 53