1. Wartość odżywcza mleka i produktów mlecznych.

Zgodnie z zasadami racjonalnego żywienia mleko powinno być składnikiem codziennej diety człowieka. Jest to pierwszy pokarm w życiu każdego człowieka. Warunkuje jego dalszy prawidłowy rozwój.

Mleko jest najbardziej kompletnym naturalnym produktem spożywczym.

Jest źródłem białek, które ze względu na zawartość pełnego zestawu aminokwasów egzogennych są pełnowartościowe. Litr mleka pokrywa w pełni dzienne zapotrzebowanie na: leucynę, izoleucynę, lizynę, tryptofan, treoninę, walinę, w ok. 80% na fenyloalaninę i 50% na metioninę.

Tłuszcz mlekowy stanowi ok. 48% całkowitej wartości energetycznej mleka. Jest źródłem NNKT i nośnikiem witamin A, D, E, K.

Najważniejszym węglowodanem mleka jest laktoza. Jest ona niezbędna do utrzymania właściwej mikroflory jelitowej . Jest także źródłem galaktozy, która jest wykorzystywana szczególnie przez organizmy rosnące do syntezy związków strukturalnych układu nerwowego. Laktoza nie powoduje wzrostu zawartości glukozy we krwi, dlatego też mleko może być źródłem energii i składników odżywczych dla ludzi chorych na cukrzycę.

Mleko jest także uważane za najlepsze źródło wapnia, który połączony jest w nim z białkiem mleka i w tej formie bardzo łatwo wykorzystywany. Mleko jest także źródłem innych składników mineralnych, takich jak: fosfor, sód, potas, chlor, magnez, żelazo. Popiół ma charakter alkaliczny.

Mleko jest także źródłem witamin.

Z wysoką wartością odżywczą składników mleka wiąże się ich bardzo dobra strawność, przyswajalność, różnorodność, co odgrywa istotną rolę w żywieniu człowieka.

Mleko spożywane jest w postaci szeregu produktów mlecznych: napojów fermentowanych, masła, serów twarogowych, podpuszczkowych, śmietany.

2. Scharakteryzować wpływ różnych czynników na skład chemiczny mleka.

Skład chemiczny mleka zależny jest od czynników genetycznych (rasa, cechy osobnicze), środowiska hodowlanego (żywienie, warunki klimatyczne, pora roku) i stanu fizjologicznego krów (okres laktacji, wiek, odstępy czasowe między dojami, zmiany składu w trakcie doju, stan zdrowotny, stymulacja hormonalna).

Pośród czynników genetycznych najistotniejszą rolę odgrywa rasa zwierząt. Do najważniejszych ras należą: czarno-biała, czerwono-biała, jersey, simentalska, bydło czerwone w Polsce zwane polskim czerwonym. Bydło rasy czarno-białej stanowi 70% pogłowia na świecie. W krajach o wysokim poziomie hodowli roczna mleczność tych krów wynosi 6-8 tys. kg, zawartość tłuszczu 3,5-3,7%, zawartość białka 3,3-3,5%. Wydajność krów rasy polskiej czerwonej, zaliczanej do grupy prymitywnego bydła, wynosi 4tys. kg mleka rocznie, o zawartości tłuszczu 4,5%, zawartości białka 3,6%.

Najistotniejszym elementem środowiska hodowlanego wpływającego na skład chemiczny mleka jest żywienie. Spośród składników mleka, zawartość tłuszczu jest w największym stopniu zależna od składu pożywienia. Siano, w mniejszym stopniu słoma, zawierają dużą ilość błonnika, który w wyniku przemian w żwaczu krów jest substratem do wytwarzania niskocząsteczkowych kwasów tłuszczowych. Skład chemiczny mleka jest zależny od pory roku, m.in. mleko pozyskiwane zimą jest uboższe w barwniki karotenoidowe.

Na jakość mleka istotny wpływ wywierają choroby. Zapalenie wymienia - mastitis - powoduje istotne zmiany w składzie chemicznym mleka.

3. Wpływ mastitis na cechy fizykochemiczne i jakość higieniczną mleka.

Zapalenie wymienia powoduje spadek:

- zawartości laktozy z 4,6% do 2%

- suchej masy beztłuszczowej

- kazeiny

- Ca, K, P (o ok. 30%)

- witamin

- kwasowości miareczkowej z 7SH do 6SH

- krzepliwości podpuszczkowej i kwasowej

- zawartość skrzepu

- stabilność termiczna

- jakość mikrobiologiczna

Powoduje wzrost:

- zawartości chlorków i liczby chlorocukrowej

- immunoglobuliny

- serum albuminowego

- komórek somatycznych

- pH (6,65 - 7)

- aktywności katalazy i lipazy

- przewodności elektrycznej właściwej (ze względu na wzrost zawartości chlorków)

4. Cel oznaczania gęstości, temperatury zamarzania i kwasowości mleka.

Gęstość mleka jest wypadkową gęstości i zawartości wszystkich jego składników. Średnio gęstość mleka w temp. 20C w stosunku do wody o temp. 4C wynosi 1,029 g/cm3. Kontrola gęstości mleka w skupie umożliwia eliminowanie mleka rozwodnionego (celowo lub przypadkowo). Poza tym po oznaczeniu gęstości i zawartości tłuszczu z wzoru Fleischmanna można obliczyć zawartość suchej masy i suchej masy beztłuszczowej (s.m.-%tł.). s.m.=1,20f+2,665(100d-100)/d

Najbardziej dokładną metodą wykrywania rozwodnienia mleka jest określenie punktu zamarzania próbek mleka, tj. metoda krioskopowa. Za średnią temperaturę zamarzania przyjmuje się wartości od -0,550C do -0,555C. Wartości wyższe od -0,530 należy uznawać za pochodzące z prób mleka rozwodnionego. Termometry krioskopowe są wrażliwe na zmiany temp. rzędu 0,001C, a dodatek 1% wody do mleka powoduje wzrost punktu zamarzania o 0,006C.

Kwasowość mleka jest podstawowym kryterium oceny jego świeżości. Kwasowość czynna mleka normalnego, świeżego wynosi śr. 6,7, zaś kwasowość miareczkowa śr. 7SH. Wartości niższe niż pH 6,6 świadczą o zakwaszeniu (mleko kwaśne nie nadaje się do przerobu), zaś wartości wyższe od 6,8 o stanach chorobowych wymion (mastitis) lub zafałszowaniu mleka (rozwodnienie lub alkalizacja).

5. Kwasowość miareczkowa i czynna mleka - typowe wartości, oznaczenie i interpretacja.

Kwasowość mleka jest najważniejszym czynnikiem technologicznym decydującym o zachowaniu się mleka w różnych procesach technologicznych. Kwasowość mleka wynika z kwasowości poszczególnych składników (sole kwaśne, kazeina, kwasy nieorganiczne i organiczne) i zmienia się wraz ze zmianą ich stężenia. Można ją wyrazić dwojako: jako kwasowość czynną i kwasowość miareczkową.

Kwasowość czynna określana jest za pomocą stężenia wolnych jonów wodorowych w roztworze i wyrażana za pomocą wykładnika wodorowego pH. Stężenie jonów wodorowych mleka świeżego wynosi średnio 6,7. Wartości wyższe sugerują najczęściej stan zapalny wymienia i przenikanie surowicy krwi do mleka. Wartości niższe mogą wskazywać na mleko kolostralne, rozwój mikroflory mleka z wytworzeniem kwasu mlekowego, wadliwy sposób żywienia, bądź zaburzenia metaboliczne. Pomiar kwasowości czynnej może być dokonywany przy pomocy metody instrumentalnej (pehametr), bądź metodą chemiczną używając wskaźników pehametrycznych.

Kwasowość miareczkową wyraża się ilością zasady potrzebnej do zobojętnienia mleka wobec wskaźnika barwnego. Pomiar kwasowości miareczkowej dokonuje się poprzez miareczkowanie 100 ml mleka ściśle 0,25 M NaOH wobec 4 ml 2% roztworu fenoloftaleiny jako wskaźnika. Ilość (w ml) zasady zużytej do zobojętnienia próbki to SH. Na ogół kwasowość miareczkowa świeżego mleka wynosi średnio 7SH.

6. Metody oznaczania tłuszczu w mleku.

1. Butyrometrycznie - metoda gerbera polega na wydzieleniu tłuszczu z mleka w kalibrowanym szklanym naczyniu tzw. tłuszczomierzu lub butyrometrze, przy zastosowaniu siły odśrodkowej, po uprzednim uwolnieniu kuleczek tłuszczowych z ich otoczek fosfolipidowo-białkowych. Do rozpuszczenia otoczek stosuje się 90-91% roztwór kwasu siarkowego. Niewielki dodatek alkoholu izoamylowego ułatwia proces wydzielania tłuszczu i sprzyja wyraźnemu rozgraniczeniu fazy wodnej i tłuszczowej.

2. Metoda ekstrakcyjno-wagowa - jest metodą odwoławczą, Rose-Gottlieba.

3. Elektrometrycznie - przy użyciu aparatu Milko-Tester, oznaczenie oparte jest na fotometrycznym pomiarze zmętnienia wywołanego przez tłuszcz. Mleko rozcieńcza się wstępnie alkalicznym roztworem wersenianu sodu, który powoduje rozpad miceli kazeinowych i przez to eliminuje zmętnienie wywołane przez kazeinę i fosforan trójwapniowy.

4. Spektrofotomertycznie - wykorzystuje się fakt, że tłuszcz, białko i laktoza wywołują selektywną absorpcję w różnych zakresach promieniowania podczeronego. Intensywność absorpcji przy długości fali 5,73 um jest proporcjonalna do zawartości tłuszczu.

7. Fizykochemiczna charakterystyka tłuszczu mlecznego.

Tłuszcz mlekowy nie stanowi jednorodnej substancji, lecz skład się z kilku grup związków organicznych nierozpuszczalnych w wodzie. W składzie tłuszczu mlekowego dominującą grupę stanowią tłuszcze proste - 99%. Poza tym obecne są substancje towarzyszące: fosfolipidy, cerebrozydy, sterole, wolne kwasy tłuszczowe, karotenoidy i witaminy rozpuszczalne w tłuszczach: A, D, E, K.

W tłuszczu mlekowym można dzisiaj wyodrębnić ponad 400 kwasów tłuszczowych , z czego 3 grupy występują w większych ilościach:

1. krótkołańcuchowe, lotne z para wodną: masłowy, kapronowy, kaprylowy, kaprynowy

2. wyższe nasycone: laurynowy, mirystynowy, palmitynowy, stearynowy

3. nienasycone: palmitoleinowy, oleinowy, linolowy, linolenowy, arachidonowy.

Średnia zawartość tłuszczu w mleku krowim wynosi ok. 3,5%. Występuje on w formie drobnych, silnie zdyspergowanych kuleczek tłuszczowych tworzących emulsję. Stabilność emulsji zapewniają otoczki kuleczek tłuszczowych. W ich skład wchodzą białka (ok.41%), lipidy złożone (ok. 30%), acyloglicerole (ok. 14%), cholesterol i jego estry (ok. 2%) oraz woda (13%). Zewnętrzna warstwa otoczek to związki hydrofilowe o charakterze białek - pozostają w kontakcie z fazą wodną. Otoczki zawierają także wiele enzymów mleka. Około 80% tłuszczu zawartego w mleku znajduje się w kuleczkach o średnicy ok. 4um. W 1 ml mleka znajduje się 2-6 mld kuleczek.

Gęstość tłuszczu mlekowego mierzona w temp. 15C wynosi 0.93.

Punkt topnienia tłuszczu pokrywa się z jego punktem krzepnięcia i wynosi 19-24C. Zestalenie się całości triacylogliceroli tłuszczu następuje poniżej - 40C.

Tłuszcz mlekowy cechuje się znaczną zmiennością współczynnika załamania światła za względu na zmienność składu kwasów tłuszczowych. Wzrasta zawartości NNKT powoduje wzrost wartości współczynnika załamania światła.

8.Znaczenie żywieniowe i technologiczne tłuszczu mlecznego.

Tłuszcz jest podstawowym i najbardziej skoncentrowanym źródłem energii. Obecność tłuszczu w pożywieniu zwiększa uczucie sytości, powoduje wydłużenie czasu przebywania pokarmu w żołądku podnosi smakowitość. Tłuszcz mlekowy ma przyjemny smak, wysoką strawność, dużą wartość odżywczą. Stanowi ok. 48% całkowitej wartości energetycznej mleka. Występuje w postaci naturalnej emulsji i może być wchłaniany bez uprzedniej hydrolizy w przewodzie pokarmowym. Tłuszcz mleka zawiera stosunkowo dużą ilość krótko- i średniołańcuchowych kwasów tłuszczowych. Jest ubogim źródłem NNKT - zawiera ich ok. 2,5%, w tym ok 2% kwasu linolowego. Tłuszcz mleka oprócz triacylogliceroli zawiera substancje towarzyszące, m.in. fosfolipidy, cholesterol, witaminy rozpuszczalne w tłuszczach A,D,E,K.

9. Charakterystyka i znaczenie fosfolipidów występujących w mleku.

Fosfolipidy to związki, które oprócz alkoholu i kwasów tłuszczowych zawierają także kwas fosforowy i zasadę organiczną. Pochodne glicerolu to glicerofosfolipidy, zaś pochodne sfingozyny to sfingofosfolipidy. Fosfolipidy występują w mleku w ilości 1% do całości lipidów, jednak odgrywają bardzo istotną rolę - stabilizatorów emulsyjnego układu tłuszczu w wodzie. Wynika to z ich budowy chemicznej, gdyż fragment acyloglicerolowy ma charakter hydrofobowy, rozpuszczalny w tłuszczach, element zaś złożony z reszty kwasu fosforowego i zasady organicznej jest silnie polarny i rozpuszcza się w wodzie.

10. Zmiany lipolityczne i lipooksydacyjne w mleku oraz ich konsekwencje.

Hydroliza i utlenianie się tłuszczów powodują obniżenie jakości gotowych produktów. Jełczenie hydrolityczne polega na hydrolizie wiązań estrowych kwasów tłuszczowych przy udziale lipaz. Lipoliza tłuszczu mlekowego zachodzi przy udziale lipazy rodzimej mleka i lipaz wytwarzanych przez drobnoustroje. W wyniku lipolizy następuje nagromadzenie się wolnych kwasów tłuszczowych. Tłuszcz mleczny zawiera dużo krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, które w stanie cechują się nieprzyjemnym zapachem i smakiem (szczególnie kwas kapronowy i masłowy). W mleczarstwie tylko w serowarstwie pewien zakres lipolizy jest korzystny - cechy organoleptyczne serów dojrzewających.

Procesy oksydacji tłuszczu to przede wszystkim reakcje nienasyconych kwasów tłuszczowych z tlenem atmosferycznym. Najczęściej są to procesy autooksydacji, przyjmuje się, że przebiega ona łańcuchowo przy udziale wolnych rodników. W początkowym okresie fazy propagacji szybkość powstawania wodoronadtlenków jest większa od szybkości ich rozpadu. Pochodne wodoronadtlenków, aldehydy i ketony, są przyczyną wad smaku i zapachu - jełkość oksydacyjna.

11. Fizykochemiczna charakterystyka i znaczenie technologiczne kazeiny.

Kazeina stanowi ok. 80% białek mleka. Jest fosfoproteiną - w składzie elementarnym oprócz C, H, O, S, zawiera P. Składa się z 20 frakcji, a wśród nich 4 podstawowe: a, b, k, g. Różnią się zawartością fosforu, składem aminokwasów, masą cząsteczkową, udziałem sacharydów. W mleku kazeina występuje w postaci kulistych, silnie porowatych skupisk, zwanych micelami. Micele mają znaczne rozmiary - średnica 25 - 300 nm - tworzą w fazie wodnej zol. W skład jednej miceli wchodzi 300 - 500 podjednostek, połączonych ze sobą za pomocą mostków utworzonych przez jony wapniowe. K-kazeina nie jest wrażliwa na wapń, stabilizuje inne kazeiny wobec wapnia, tworząc z nimi micele. Jest to jedyna frakcja kazeiny podatna na działanie podpuszczki (enzymu chymozyny). Kazeina ulega wytrąceniu przy pH 4,6 w temp. 20C. Dzięki swym właściwościom jest podstawą produkcji serów i napojów fermentowanych.

12. Znaczenie technologiczne białek serwatkowych.

Zawartość białek serwatkowych w mleku wynosi ok. 0,6%, stanowi to ok. 20% azotu białkowego. Główną część białek serwatkowych stanowią albuminy (ok. 75% całości białek serwatkowych), reprezentowane w mleku przez 3 podstawowe frakcje: b-laktoglobulinę (50% białek serwatkowych), a-laktoalbuminę, albuminę serum.

B-laktoglobulina podczas cieplnej obróbki ulega denaturacji, co powoduje odsłonięcie grup -SH. Grupy te wiążą jony metali (głównie miedzi i żelaza), przez co hamują utlenianie tłuszczu mlekowego w produktach mleczarskich. Ujemnym skutkiem denaturacji b-laktoglobuliny jest łączenie się zdenaturowanych cząsteczek z k-kazeiną, co utrudnia jej enzymatyczną koagulację.

Pozostałe białka serwatkowe nie odgrywają większego znaczenia w przetwórstwie mleka.

13.Znaczenie żywieniowe i technologiczne białek mleka.

Białka odgrywają ogromne znaczenie w żywieniu człowieka. Pełnią różnorodne funkcje w organizmie. Są niezbędnym materiałem budulcowym wszystkich tkanek organizmu, podstawowym składnikiem płynów wytwarzanych przez organizm, wchodzą w skład enzymów, hormonów i ciał odpornościowych. Białka lub niektóre aminokwasy biorą udział w odtruwaniu organizmu. Są źródłem energii w przypadku niewystarczającej podaży tłuszczów i węglowodanów. Odgrywają także rolę smakowo-zapachową, mają zdolność pobudzania łaknienia. Białka mleka ze względu na zawartość pełnego zestawu aminokwasów egzogennych są pełnowartościowe. Litr mleka pokrywa w pełni dzienne zapotrzebowanie na: leucynę, izoleucynę, lizynę, tryptofan, treoninę, walinę, w ok. 80% na fenyloalaninę i 50% na metioninę. Spośród białek mleka kazeina ma najniższą wartość odżywczą, lecz w połączeniu z białkami serwatkowymi powoduje znaczny wzrost wartości biologicznej. Białka mleka charakteryzują się wysoką przyswajalnością, są lekkostrawne. Stosowane są w dietach klinicznych w żywieniu osób ze schorzeniami układu trawienia, w chorobach wątroby, nerek, przy cukrzycy, ze względu na swe właściwości buforujące wykorzystano je w żywieniu osób z wrzodami żołądka.

Białka mleka są podstawą produkcji napojów fermentowanych, serów.

14.Wyjaśnić pojęcia denaturacja i koagulacja oraz ich znaczenie na przykładzie białek mleka.

Ogrzewanie mleka w zależności od wysokości temperatury i czasu ogrzewania powoduje nieodwracalne zmiany wtórnych struktur białek, polegające na rozrywaniu wiązań wodorowych i hydrofobowych, kształtujących struktury drugo-, trzecio- i czwartorzędowe. Zmiany struktur białek prowadzą w rezultacie do zmiany ich właściwości i destabilizacji stanu dyspersji. Zmiany te są określane mianem denaturacji cieplnej. Procesom denaturacji cieplnej najłatwiej ulegają białka serwatkowe mleka. Denaturacja może być także spowodowana wysokim lub niskim pH, rozpuszczalnikami organicznymi, np. etanol, ultradźwiękami, ciśnieniem.

Niektóre zdanaturowane białka łączą się z kazeiną. Proces ten pozytywnie wpływa na jakość fermentowanych napojów mlecznych. Łączenie b-laktoglobuliny z k-kazeiną utrudnia natomiast dostęp podpuszczki - wydłużony zostaje czas krzepnięcia mleka, tworzy się słabszy skrzep.

Koagulacja jest następstwem denaturacji, jest to agregacja zdenaturowanych molekuł prowadząca do wzrostu sedymentacji, żelowania.

Proces koagulacji białek serwatkowych przez ogrzewanie serwatki podpuszczkowej do temp. 90C wykorzystuje się podczas produkcji serów albuminowych i laktozy. Koagulacja kwasowa wykorzystywana jest w przetwórstwie podczas produkcji fermentowanych napojów mlecznych, serów twarogowych i kazeiny.

15. Mechanizm kwasowego i podpuszczkowego krzepnięcia mleka.

1. Kwasowe krzepnięcie mleka.

W mleku świeżym (pH śr. 6,7) kazeina jest koloidalnym anionem. Dodatek kwasu (zakwas serwatkowy, kwas solny, kwas mlekowy, w przypadku kazeiny “foto” - kwas organiczny (octowy), kazeiny włókienniczej - kwas siarkowy)powoduje wzrost koncentracji jonów wodorowych i zmniejszenie dysocjacji kwasowych grup funkcyjnych. Po osiągnięciu punktu izoelektrycznego, przy pH 4,6, kazeina staje się elektrycznie obojętna i wytrąca się z roztworu w postaci żelu (z ograniczoną zawartością wapnia). Micele tracą zdolność do tworzenia powłoki hydratacyjnej co umożliwia ich wzajemną hydratację. Następują także zmiany w strukturze przestrzennej łańcuchów polipeptydowych na powierzchni miceli, co umożliwia powstanie wiązań międzymicelarnych.

2. Podpuszczkowe krzepnięcie mleka.

Koagulacja mleka pod wpływem podpuszczki jest złożonym procesem enzymatyczno-fizycznym. W uproszczeniu polega na przemianie pod wpływem podpuszczki rozpuszczalnego kazeinianu wapnia, który rozpuszcza się w postaci żelu. Wyróżnić można 2 fazy:

a) enzymatyczna: podpuszczka powoduje hydrolizę wiązania peptydowego między 105 a 106 aminokwasem w k-kazeinie; powoduje to oddzielenie od k-kazeiny glikomakropeptydu (silnie ujemnie naładowany), który jest rozpuszczalny w wodzie i przechodzi do serwatki; pozostała część k-kazeiny, para-k-kazeina jest nierozpuszczalna

b)koagulacyjna: po odczepieniu glikomakropeptydu, micela ulega destabilizacji; ujawniają się pewne aktywne miejsca, w których następuje łączenie się miceli za pomocą oddziaływań międzycząsteczkowych, w których biorą udział wiązania: wodorowe, jonowe, hydrofobowe; w konsekwencji powstaje trójwymiarowa sieć mocnych wiązań - skrzep.

16. Charakterystyka oraz znaczenie technologiczne oraz żywieniowe laktozy.

Laktoza jest głównym węglowodanem mleka. Stanowi od 4,4 do 5,2% jego składu. Wpływa na wartość kaloryczną i słodkawy smak mleka. Jest syntetyzowana w komórkach mlekotwórczych z glukozy zawartej w krwi. Laktoza jest dwucukrem składającym się z glukozy i galaktozy, połączonych wiązaniem b-galaktozydowym. Jest zaliczana do cukrów redukujących dlatego może być oznaczana metodami redukcyjnymi.

Podczas obróbki cieplnej mleka laktoza za pośrednictwem wolnej grupy aldehydowej łączy się z wolnymi grupami aminowymi białek, tworząc zasady Schiffa. W wyniku reakcji Maillarda powstają związki o swoistych cechach organoleptycznych i ciemnym zabarwieniu. Skutkiem tego jest obniżenie wartości odżywczej produktów i ich jakości. Zjawisko to dotyczy głównie produktów sterylizowanych i proszku mlecznego. W mleku zagęszczonym słodzonym może dojść do gruboziarnistej krystalizacji laktozy. Jest pożywką dla bakterii fermentacji mlekowej - może dojść do zakwaszenia mleka.

Przyswajalność laktozy wynosi 98% i jest ona źródłem energii dla pracy serca, nerek i wątroby. 1 gram dostarcza 3,8 kcal energii. Laktoza wpływa na prawidłowe funkcjonowanie komórek nerwowych rdzenia i mózgu. W jelitach rozkłada się do kwasu mlekowego. Wpływa na skład mikroflory i jednocześnie zapobiega procesom gnilnym.

17. Charakterystyka oraz znaczenie technologiczne i żywieniowe składników mineralnych mleka.

Składniki mineralne mleka to głównie sód, potas i chlor. Zawartość popiołu w mleku ( pozostałość po spaleniu mleka w temperaturze 550C) wynosi 0,7%. Sole mineralne występują częściowo jako roztwór właściwy, a częściowo jako roztwór koloidalny. Roztwór właściwy tworzą sole potasu i sodu. W postaci koloidalnej występuje około polowa nierozpuszczalnych fosforanów i część cytrynianów.

Składniki mineralne wpływają na właściwości fizyczne mleka i stabilność jego białek. Uczestniczą w reakcjach biochemicznych. Minerały biorą również udział w kształtowaniu smaku mleka. Z uwagi na to, że mleko zawiera prawie wszystkie istotne składniki mineralne jest pokarmem sprzyjającym zachowaniu równowagi mineralnej w organizmie.

Ogrzewanie mleka narusza równowagę w układzie soli wapniowych. Pasteryzacja mleka powoduje istotne ubytki wapnia jonowego - wytrąca się nierozpuszczalny fosforan wapnia. Stanowi on główny składnik kamienia mlecznego osadzającego się na powierzchniach grzejnych.

Sód i chlor są głównymi składnikami mleka odpowiadającymi za utrzymanie na stałym poziomie ciśnienie osmotyczne mleka. Ich zawartość w mleku wrasta w czasie mastitis.

Istotną rolę w składzie soli mleka odgrywają sole kwasu cytrynowego. Efektem wiązania wapnia i magnezu jest zwiększenie stabilności cieplnej białek. Niektóre gatunki bakterii fermentacji mlekowej wytwarzają z kwasy cytrynowego substancje aromatyzujące.

18. Charakterystyka, znaczenie technologiczne i żywieniowe witamin występujących w mleku.

W mleku, ze względu na jego przeznaczenie, występują wszystkie niezbędne witaminy potrzebne dla rozwoju noworodków. W mleku znajdują się witaminy rozpuszczalne w tłuszczach: A, D, E, K i rozpuszczalne w wodzie: B1, B2, B6, B12, PP, C, H, kwas pantotenowy, kwas foliowy, kwas nikotynowy. Nie stanowią one ani materiału budulcowego, ani energetycznego, warunkują prawidłowy przebieg funkcji fizjologicznych organizmu.

Wśród witamin rozpuszczalnych w tłuszczu wrażliwa na silne ogrzewanie jest witamina A1. Zarówno witamina D3 jak i A1 są podatne na utlenianie, szczególnie pod wpływem światła dziennego. Związkami łatwo ulegającymi utlenianiu są także tokoferole. Tokoferole spełniają ważną funkcję - są antyutleniaczmi. Wiążą tlen i aktywne rodniki, dzięki temu opóźniają i hamują procesy autooksydacji tłuszczu, jednak jednocześnie następują ich straty.

Produkty mleczarskie o zmniejszonej zawartości tłuszczu zawieraj także proporcjonalnie mniej witamin w nim rozpuszczalnych. W wielu krajach stosuje się obowiązek dodawania witamin A1 i D3 do mleka odtłuszczonego i proszku z mleka odtłuszczonego.

Spośród witamin rozpuszczalnych w wodzie istotne znaczenie technologiczne odgrywa witamina B1, B2 i C. Tiamina ulega inaktywacji pod wpływem azotynów. Stymuluje ona do rozwoju bakterie fermentacji mlekowej. Wiatamina B2 nadaje charakterystyczne żółtozielonkawe zabarwienie serwatce. Jest bardzo wrażliwa na światło słoneczne. Produkty jej rozkładu nadają tzw. posmak słoneczny mleka. Produkty utleniania witaminy C mogą uczestniczyć w reakcjach Maillarda.

19.Charakterystyka i znaczenie głównych enzymów rodzimych występujących w mleku.

W mleku występuje ok. 60 rodzimych enzymów pochodzących głównie z trzech źródeł: komórek gruczołu mlecznego, osocza krwi i leukocytów.

Wśród hydrolaz wyróżnić można: lipazę lipoproteinową, fosfatazę alkaliczną, fosfatazę kwaśną, amylazę, plazmin, lizozym. Wśród oksydoreduktaz - katalazę, laktoperoksydazę, oksydazę ksantynową.

Lipaza lipoproteinowa - znaczne ilości w mleku krowim. Aktywność jej ujawnia się głównie w mleku świeżym. Przeszkodą jej działania są otoczki kuleczek tłuszczowych.. Jeśli nie zostanie ona uszkodzona w trakcie procesów technologicznych to zakres lipolizy w mleku jest nieznaczny.

Fosfataza alkaliczna hydrolizuje większość fosforanowych wiązań estrowych, uwalniając przy tym nieorganiczny fosforan. Dla aktywności enzymu niezbędna jest obecność jonów cynku. Ulega inaktywacji podczas pasteryzacji w temperaturze 72C w czsie 15s. Służy jako wskaźnik prawidłowości pasteryzacji krótkotrwałej.

Laktoperoksydaza katalizuje utlenianie takich związków chemicznych jak: aromatyczne aminokwasy, aromatyczne kwasy, kwas askorbinowy, jodki. Ogrzewanie w temperaturze 80C przez 15s zupełnie inaktywuje ten enzym. Może być stosowana jako wskaźnik prawidłowości przeprowadzenia wysokiej pasteryzacji.

Katalaza katalizuje reakcję rozkładu nadtlenku wodoru. Poziom tego enzymu zależy od stanu zdrowia krowy i jest wykorzystywany w rozpoznawaniu mastitis.

20.Scharakteryzować ważniejsze grupy bakterii występujących w mleku surowym.

Świeże mleko uzyskane w warunkach sterylnych ze zdrowego wymienia zawiera niewiele mikroorganizmów. Jednak w technologii pozyskiwania mleka, jego zbioru w mleko zbiorcze, składowania i transportu surowca do zakładu następuje jego zakażenie mikroorganizmami środowiska. Mleko stwarza doskonałe warunki do rozwoju drobnoustrojów.

21.Charakterystyka i znaczenie technologiczne bakterii kwasu mlekowego.

Bakterie fermentacji mlekowej wykazują zdolność fermentowania cukrów do kwasu mlekowego. Pod względem morfologicznym nie są grupą jednolitą. Obejmują pałeczki - rodzaj Lactobacillus, ziarniaki - Lactococcus, Leuconostoc, Pediococcus. Na podstawie produktów fermentacji bakterie mlekowe dzielą się na homo- i heterofermentatywne. Produktem końcowym fermentacji homofermentatywnej jest prawie wyłącznie kwas mlekowy (85%), niewielka ilość CO2 i kwasu octowego. Produktami fermentacji heterofermentatywnej są oprócz tego są etanol, glicerol, mannitol.

Bakterie fermentacji mlekowej oprócz ukwaszania mleka odgrywają istotną rolę w kształtowaniu cech organoleptycznych produktów mleczarskich. Najważniejszym związkiem lotnym, będącym produktem ubocznym fermentacji mlekowej, jest diacetyl. Nadaje on charakterystyczny orzechowy posmak. Aldehyd octowy jest składnikiem jogurtów, nadając im smak tzw. jogurtopodobny (“zielony” lub “trawiasty”). Dwutlenek węgla odgrywa istotną rolę w produkcji serów dojrzewających - oczka.

22. Uzasadnić cel i parametry obróbki cieplnej mleka (np. pasteryzacja krótkotrwała i wysoka, hartowanie, UHT).

Pasteryzacja jest to operacja termiczna mająca na celu zminimalizowanie zagrożenia zdrowia człowieka przez zniszczenie drobnoustrojów obecnych w mleku, z jednoczesnym zachowaniem jak najmniejszych fizycznych, chemicznych i organoleptycznych mleka. Pasteryzacja redukuje ilość szkodliwych drobnoustrojów do poziomu, w którym nie stanowią one poważnego zagrożenia dla zdrowia człowieka. Jednocześnie pasteryzacja poprzez niszczenie drobnoustrojów powodujących psucie mleka przedłuża jego trwałość. Skuteczność pasteryzacji zależy od liczby drobnoustrojów w surowcu, charakteru środowiska (zawartość suchej masy, tłuszczu, lepkość), czasu i temperatury procesu.

Stosuje się trzy podstawowe metody pasteryzacji mleka:

- długotrwałą (niską) - LTLH 62-65C 30min

- krótkotrwałą - HTST 71-74C 15s

- momentalną (wysoką) - 85-90C 2-4s

Metoda łagodnej pasteryzacji zwana jest termizacją - 63-65C 15-20s.

Wszystkie te kombinacje dają taki sam efekt bakteriobójczy.

Sterylizacja niszczy wszystkie drobnoustroje wraz z ich przetrwalnikami. Proces przebiega w całkowicie zamkniętym cyklu, który wyklucza możliwość zakażeń, produkt pakowany jest do sterylnych opakowań. Mleka sterylizowane uzyskuje się przez podgrzanie go do temperatury powyżej 100C w czasie od ułamka sekundy do 40min.

Hartowanie mleka ma na celu poprawę jego stabilności cieplnej (zdolność mleka do zachowywania koloidalnych właściwości podczas działania wysokiej temperatury). Przykładowymi parametrami są 120+5C kilka sekund w przypadku produkcji mleka zagęszczonego niesłodzonego.

23. Parametry i cel obróbki cieplnej mleka przy produkcji sera podpuszczkowego, jogurtu, pełnego proszku mlecznego.

- jogurt

4. pasteryzacja 90+5C 10+1min - ma na celu ochronę zdrowia konsumenta, przedłużenie trwałości, poprawia cechy fizyczne jogurtu.

- pełny proszek mleczny

2. pasteryzacja na proszek średnio ogrzewany 84+1C 15+2s

- ser podpuszczkowy

Parametry pasteryzacji mleka powinny zapewniać innaktywacja niepożądanej mikroflory i minimalnie zmieniać składniki mleka (73+2C 13+2s).

24. Parametry i cel obróbki cieplnej mleka przy produkcji mleka spożywczego, mleka zagęszczonego niesłodzonego.

- mleko spożywcze

6. pasteryzacja 83+3C 20+5s

8. sterylizacja 140+10C 2+1s

- mleko zagęszczone niesłodzone

2. pasteryzacja 84+1C 15+2s

(3) hartowanie 120+5C kilka sekund

13. sterylizacja konwencjonalna 120+1C 11+1min

12’. sterylizacja UHT 144+1C 2+0,5s

Hartowanie mleka ma na celu poprawę jego stabilności cieplnej (zdolność mleka do zachowywania koloidalnych właściwości podczas działania wysokiej temperatury).

25. Parametry i cel czynności technologicznych przy produkcji mleka spożywczego.

Rynek mleka spożywczego obejmuje wiele różnych rodzajów mleka różniących się trwałością oraz składem. Mleko spożywcze można podzielić na 3 podstawowe kategorie: mleko odtłuszczone (0,05 - 0,5% tłuszczu), mleko częściowo odtłuszczone (0,6 - 2% tłuszczu), mleko pełne (. 2% tłuszczu). Produkowane są też mleka, w których nie normalizuje się zawartości tłuszczu, a także mleka z dodatkami smakowymi lub z dodatkiem mleka regenerowanego z proszku mlecznego. Produkowane są także mleka z obniżoną zawartością sodu oraz mleko z obniżoną zawartością laktozy.

pasteryzowane

1. oczyszczanie mleka i normalizacja zawartości tłuszczu

2. chłodzenie 4+1C

3. przechowywanie <1h

4. ogrzewanie 63+1C

5. homogenizacja 13+2 Mpa

6. pasteryzacja 83+3C 20+5s

7. chłodzenie 4+1C

(8) normalizacja końcowa

9. pakowanie

10. magazynowanie 4+1C

UHT

1. oczyszczanie mleka i normalizacja tłuszczu

2. ogrzewanie 63+1C

(3) odpowietrzanie

4. pasteryzacja 83+3C 20+5C

5. chłodzenie 4+1C

6. ogrzewanie 63+1C

7. homogenizacja 15+1MPa

8. sterylizacja 140+10C 2+1s

9. chłodzenie aseptyczne <20C

(10) przechowywanie aseptyczne <5h

11. pakowanie aseptyczne

12 magazynowanie <20C

Celem normalizacji jest uzyskanie produktu o możliwie standardowej zawartości tłuszczu, zgodnej z założeniami produkcyjnymi. Standaryzacja zawartości tłuszczu polega na zmieszaniu odpowiednich ilości mleka odtłuszczonego i pełnego lub mleka odtłuszczonego i śmietanki.

Homogenizacja. Mleko jest emulsją typu olej w wadzie. Tego typu emulsje ulegają różnego typu przemianom fizycznym, które powodują jej destabilizację. Objawia się to powstaniem warstwy śmietanki na powierzchni produktu. Homogenizacja polega na rozbiciu i dyspersji kuleczek tłuszczowych oraz ich skupisk do mniejszych rozmiarów.

Mleko surowe może zawierać pewną ilość mikroflory chorobotwórczej. Mleko takie może być niebezpieczne dla zdrowia człowieka i powoduje skrócenie jego trwałości. Obróbka cieplna ma na celu zmniejszenie liczby drobnoustrojów saprofitycznych i chorobotwórczych do bezpiecznego poziomu. Pasteryzacja jest procesem cieplnym, który ma na celu wyeliminowanie drobnoustrojów chorobotwórczych obecnych w mleku, przy jednoczesnym zachowaniu minimalnych zmian chemicznych, fizycznych i organoleptycznych mleka. W praktyce stosuje się dwa zasadnicze rodzaje pasteryzacji:

- wysoka krótkotrwała: 72-75C / 15-25s

- wysoka momentalna: 80-90C / 2-25s

Sterylizacja jest procesem, który pozwala zniszczyć całkowicie wegetatywne i przetrwalnikowe formy drobnoustrojów oraz enzymy. W praktyce uzyskuje się sterylność handlową, która umożliwia długotrwałe przechowywanie produktu bez obawy zaistnienia jego zmian jakościowych.

Pakowanie jest etapem produkcji, który w znacznym stopniu decyduje o trwałości produktu. Powinno ono być tak przeprowadzone aby nie dopuścić do zakażenia pakowanego produktu, na co ma wpływ m.in. system pakowania i rodzaj materiału opakowaniowego. Do pakowania mleka można stosować opakowania szklane, kartonowe, wytłoczki z tworzyw sztucznych, folię, puszki.

Podczas magazynowania należy zapewnić możliwie optymalne parametry przechowywania, tj. temperaturę i czas (w przypadku wielu produktów także wilgotność). Czas magazynowania powinien być jak najkrótszy. Temperatura powinna wynosić 4-6C dla produktów pasteryzowanych i nie więcej niż 20C dla produktów UHT.

26. Parametry i cel czynności technologicznych przy produkcji jogurtu.

Jogurt to mleko ukwaszone i skoagulowane za pomocą bakterii L. delbrueckii i S. thermophilus. Możliwe jest stosowanie także innych kultur bakteryjnych: L. acidophilus i Bifidobacterium. Jogurt można produkować w wielu odmianach, różniących się między sobą konsystencją, strukturą, sposobem utrwalania. Można go produkować z mleka różnych ssaków, jednak najczęstszym surowcem jest mleko krowie. Do produkcji jogurtu wymagane jest mleko wysokiej jakości, bez środków hamujących, gdyż bakterie stosowane do produkcji jogurtu są bardzo wrażliwe na ich obecność w surowcu. Po obróbce wstępnej, stosując te same zabiegi, można produkować jogurt wg trzech nitek technologicznych, otrzymując jogurt płynny, mieszany lub stały.

1. normalizacja zawartości suchej masy i tłuszczu - proszek mleczny, cukier, stabilizatory

2. podgrzewanie 63+2C

3. homogenizacja 15+5 MPa

4. pasteryzacja 90+5C 10+1min

5. chłodzenie 43+2C

6. dodatek zakwasu - zakwas roboczy lub

szczepionka DVS

jogurt stały (metoda termostatowa)

(7) dodatek owoców lub substancji smakowych

8. pakowanie

9. dojrzewanie 44+1C 38+4SH

10. chłodzenie 4+1C

11. magazynowanie 4+1C

jogurt mieszany (metoda zbiornikowa)

7. dojrzewanie 44+1C 38+4SH

8. chłodzenie 20+5C

(9) dodatek owoców lub substancji smakowych

10. pakowanie

11. chłodzenie 4+1C

12. magazynowanie 4+1C

Standaryzacja zawartości suchej masy i tłuszczu ma na celu doprowadzenie zawartości ogólnej suchej masy jogurtu do 9-20%, przy czym minimalna zawartość suchej masy beztłuszczowej powinna wynosić 8,2%.

Homogenizacja zapobiega podstojowi tłuszczu, poprawia konsystencję i stabilność skrzepu, korzystnie wpływa na barwę, wygląd i smak produktu końcowego.

Pasteryzacja ma na celu ochronę zdrowia konsumenta, przedłużenie trwałości, poprawia cechy fizyczne jogurtu.

Dodatek zakwasu dodatek czystych kultur ukwaszających mleko.

W czasie dojrzewania oprócz kwasu mlekowego powstają także lotne kwasy tłuszczowe, aldechyd octowy, aceto, etanol i in., wpływające na cechy smakowe jogurtu.

Chłodzenie ma na celu zahamowanie wzrostu bakterii.

27. Parametry i cel czynności technologicznych przy produkcji mleka zagęszczonego niesłodzonego.

Mleko zagęszczone niesłodzone jest produktem otrzymanym w wyniku odparowania części wody. Zawierać powinno 25% suchej masy, w tym 7,5% tłuszczu. Mimo 20-krotnego zagęszczenia surowca musi być poddane utrwaleniu podczas obróbki cieplnej.

1. normalizacja (dodatki smakowe)

2. pasteryzacja 84+1C 15+2s

(3) hartowanie 120+5C kilka sekund

4. chłodzenie 75+5C

5. zagęszczanie próżniowe

6. ogrzewanie 70+5C

7. homogenizacja I 20+1MPa II 5+1MPa

8. chłodzenie 8+2C

9. normalizacja końcowa

(10) krystalizacja 50+10min

(11) chłodzenie 14+1C

12. napełnianie puszek

13. sterylizacja konwencjonalna 120+1C 11+1min

14. chłodzenie 23+2C

12’. sterylizacja UHT 144+1C 2+0,5s

13’. chłodzenie 23+2C

14’. pakowanie aseptyczne

15. przechowywanie 23+2C <10dni

16. etykietowanie

17. magazynowanie <15C

Surowiec powinien charakteryzować się stabilnością cieplną (zdolność mleka do zachowywania koloidalnych właściwości podczas działania wysokiej temperatury).

Hartowanie mleka ma na celu poprawę jego stabilności cieplnej.

Zagęszczanie odbywa się w wielostopniowych wyparkach opadowych.

Homogenizacja ma zapobiec destabilizacji emulsji podczas przechowywania produktu.

Dodatek stabilizatorów ma na celu podwyższenie stabilności cieplnej mleka.

28. Parametry i cel czynności technologicznych przy produkcji mleka zagęszczonego z cukrem.

Mleko zagęszczone słodzone jest produktem powstałym poprzez zagęszczenie mleka i dodatek cukru. Polska Norma określa, że powinno zawierać ono nie mniej niż 44,5% szacharozy i 28% składników mleka, w tym 8% tłuszczu. Jest produktem stosunkowo trwałym dzięki dużemu stężeniu cukrów: sacharozy i laktozy.

1. normalizacja

2. pasteryzacja 84+1C 15+2s

(3) hartowanie 120+5C kilka sekund

4. chłodzenie 75+5C

5. słodzenie (dodatki smakowe)

6. zagęszczanie próżniowe

7. chłodzenie (temp. wg wykresu Hudsona)

8. krystalizacja 50+10min (laktoza)

9. chłodzenie 14+1C

10. napełnianie puszek

11. sterylizacja konwencjonalna 120+2C 11+1min

12. chłodzenie 23+2C

13. przechowywanie 23+2C <10dni

14. etykietowanie

15. magazynowanie <15C

- 7. chłodzenie jest jedną z najważniejszych czynności technologicznych związanych z krystalizacją laktozy. Proces ten decyduje o cechach struktury i konsystencji mleka zagęszczonego słodzonego.

29. Parametry i cel czynności technologicznych przy produkcji pełnego proszku mlecznego.

1. normalizacja (dodatki smakowe, stabilizatory, lecytyna)

2. pasteryzacja na proszek średnio ogrzewany 84+1C 15+2s

3. chłodzenie 8+1C

4. normalizacja końcowa (dodatki smakowe, stabilizatory, lecytyna)

5. pasteryzacja wtórna 94+1C 2+1min

6. chłodzenie 70+5C

7. zagęszczanie próżniowe 46+2% s.m.

8. ogrzewanie 70+5C

9. homogenizacja 15+5MPa

10. suszenie rozpyłowe temp. pow. wlot. 180+10C; temp. pow. wylot. 75+5C

11. chłodzenie <25C

12. pakowanie

13. magazynowanie <15C

W przypadku mleka w proszku bardzo istotny jest dobór parametrów obróbki cieplnej, decyduje on o: stopniu zniszczenia mikroflory obecnej w mleku surowym, stopniu unieczynnienia enzymów rodzimych i pochodzenia mikrobiologicznego, zmianach w układzie wszystkich składników mleka, wzajemnych reakcjach składników mleka, cechach organoleptycznych gotowego produktu, niektórych cechach funkcjonalnych (rozpuszczalność, zwilżalność). Wpływ obróbki cieplnej należy rozpatrywać mając na uwadze pasteryzację, repasteryzację, zagęszczanie i suszenie.

Zagęszczanie wywiera bardzo istotny wpływ na końcowe cechy produktu.

Korzystne oddziaływanie homogenizacji na funkcjonalne cechy mleka w proszku polega na obniżeniu zawartości wolnego tłuszczu.

Suszenie może odbywać się dwiema metodami: walcową i rozpryskową. Celem suszenia rozpryskowego jest jak najszybsze usunięcie wody z mleka zagęszczonego w jak najniższej temperaturze, dzięki czemu minimalizuje się negatywny wpływ wywołany wysoką obróbką cieplną.

Pakowanie powinno zabezpieczać produkt przed oddziaływaniem wilgoci, powietrza, światła i zanieczyszczeniami.

30. Parametry i cel czynności technologicznych przy produkcji proszku mlecznego instant.

Odtwarzanie mleka w proszku jest uciążliwe ze względu na słabą zdolność do zwilżania, rozpraszania i opadania cząstek proszku. Czynnością, która powoduje, że zwilżanie i rozpuszczanie proszku przebiega szybko i samorzutnie, jest aglomeracja. Proces ten polega na połączeniu małych cząstek proszku w większe porowate twory, zwane aglomeratami, o stosunkowo małej wytrzymałości mechanicznej. Proces aglomeracji obejmuje trzy etapy: doprowadzenie pojedynczych cząstek do wzajemnego kontaktu, stworzenie warunków kontrolowanego łączenia cząstek proszku i stabilizowanie utworzonych aglomeratów.

1. Metoda pośrednia 2 - fazowa

a) nawilżenie zwykłego proszku

b) ponowne wysuszenie

2. metoda bezpośrednia 1 - fazowa

proszek wychodzący z cyklonu suszarki rozpyłowej aglomeruje się kropelkami rozpylonego mleka, po zawróceniu do wieży suszarniczej (jedno urządzenie, gorszy produkt)

31. Parametry i cel czynności technologicznych przy produkcji masła.

Masło jest produktem wysokotłuszczowym otrzymywanym w wyniku zmaślania wydzielonej z mleka i odpowiednio przygotowanej śmietanki.

Pasteryzacja śmietanki ze względu na małą przewodność cieplną tłuszczu zmusza do zastosowania rygorystycznych parametrów pasteryzacji.

Odgazowanie śmietanki ma wpływ na poprawę cech organoleptycznych. Usuwa się w tym procesie lotne substancje o nieprzyjemnym zapachu pochodzenia paszowego, produktów działalności szkodliwej mikroflory.

Dojrzewanie fizyczne na wpływ na przebieg procesu zmaślania i cechy produktu końcowego. Uzyskuje się właściwe cechy reologiczne i przyczynia się do właściwego stopnia wykrystalizowania tłuszczu mlekowego. Ich wynikiem jest uzyskanie właściwego wyglądu, gładkości, sprężystości i cech smakowo-dotykowych masła.

Dojrzewanie biologiczne ma na celu nadanie masłu korzystnych cech organoleptycznych - orzeźwiającego smaku i orzechowego aromatu.

Zmaślanie to przemiana fazowa emulsji typu olej w wodzie w emulsję typu woda w oleju. Warunkiem tej przemiany jest uszkodzenie mechaniczne kuleczek tłuszczowych.

Płukanie masła ma na celu usunięcie maślanki międzyziarnowej oraz obniżenie zawartości składników nietłuszczowych.

Wygniatanie ma na celu połączenie ziaren masła w jednolitą bryłę, usunięcie z masła nadmiaru wody, podniesienie trwałości masła, nadanie mu właściwej struktury i konsystencji.

Solenie wpływa na zmianę smaku.

32. Parametry i cel czynności technologicznych przy produkcji sera podpuszczkowego.

1. standaryzacja mleka

2. podgrzewanie mleka

3. zaprawianie mleka - enzym koagulujący

4. krzepnięcie 28-35C

5. obróbka skrzepu

6. formowanie

7. prasowanie

8. solenie

9. dojrzewanie od kilkunastu dni do dwóch miesięcy - sery miękkie, 2-6 miesięcy sery twarde, 1-2 lata sery bardzo twarde

10. pakowanie

11. magazynowanie

Parametry pasteryzacji mleka powinny zapewniać innaktywacja niepożądanej mikroflory i minimalnie zmieniać składniki mleka (73+2C 13+2s). Przed pasteryzacją odbywa się wirowanie i normalizacja zawartości tłuszczu i białka. Mleko przeznaczone do wyroby serów dojrzewających nie homogenizuje się (z wyjątkiem śmietanki do produkcji serów pleśniowych i typu fetta).

33.Parametry i cel czynności technologicznych przy produkcji sera podpuszczkowego typu holenderskiego - ser edamski.

Temperatura zaprawiania 30-32C

krzepnięcie 30min

obróbka skrzepu 4-6mm, mieszanie 5-10min

dogrzewanie skrzepu 36-38C

dosuszanie skrzepu 15-20min

prasowanie 15-20min 1N/kg

formowanie i prasowanie 5h 200N/kg

solenie 2-4dni

dojrzewanie 8-10tyg 10-14C wilg. 80-85%

34. Parametry i cel czynności technologicznych przy produkcji twarogu kwasowego prasowanego.

Sery twarogowe to bardzo liczna i zróżnicowana grupa produktów. Wśród nich popularne są sery twarogowe kwasowe prasowane, tzw. krajanka lub klinki o różnej zawartości tłuszczu (pełnotłuste, tłuste lub chude).

1. normalizowanie surowca

2. pasteryzacja 85+1C 10+5s

3. chłodzenie 23+3C (32+2C)

4. dodatek zakwasu 2+1,5% (5+0,1%)

5. koagulacja 12+2h (6+2h)

6. krojenie skrzepu 3+2cm

7. dogrzewanie 35+5C 60+30min

8. płukanie 32,5+2.5C (-serwatka)

9. ociekanie 45+15min

10. prasowanie 2+1kG/kg 90+30min

11. formowanie w bloki

12. pakowanie

13. chłodzenie 6+2C

14. magazynowanie

Zaprawienie i krzepnięcie mleka oraz obróbka skrzepu odbywa się w specjalnych wannach lub tankach koagulacyjnych. Dojrzały skrzep kwasowy ma konsystencję delikatnej galarety. Jego obróbka polega na pokrojeniu na prostopadłościany, delikatnym mieszaniu i w konsekwencji rozdrobnieniu na ziarno wielkości 1-5cm. Jednocześnie podgrzewa się wannę aby nie powodować rozpylenia skrzepu. W wyniku tego procesu następuje osuszenie ziarna.

35. Parametry i cel czynności technologicznych przy produkcji twarogu ziarnistego.

Serek twarogowy cottage cheese jest miękkim serem niedojrzewającym o kwasowo-podpuszczkowej koagulacji, z ziarnistymi cząstkami o regularnych, jednolitych rozmiarach pokrytymi warstwą śmietanki.

1. czyszczenie i odtłuszczenie mleka

2. pasteryzacja 72C 15-20s

3. koagulacja dodatek zakwasu 0,5-6%, temp. 22-32C

4. krojenie skrzepu - ziarna o wielkości orzecha laskowego

5. osuszanie ziarna - mieszanie i ogrzewanie 47-56C 1-3h

6. płukanie ziarna - 3-krotne woda o temp. 30. 16, 4 C

7.dodatek silnie spasteryzowanej śmietanki i 0,5% soli kuchennej

36. Podstawy wirówkowej metody twarożku homogenizowanego.

37. Parametry i cel czynności technologicznych przy produkcji sera topionego.

1. dobór i przygotowanie surowca

2. mielenie serów

3. komponowanie mieszanki (2-4% w stosunku do masy mieszaniny topnika)

4. topienie sera w systemie stacjonarnym 71-95C 15 min.; w systemie ciągłym 130-145C 2-3s

5. formowanie i pakowanie

6. chłodzenie 4C

7. magazynowanie

Surowcem są sery podpuszczkowe dojrzewające, sery twarogowe, masło, mleko w proszku odtłuszczone, serwatka w proszku, koncentrat białek serwatkowych. Dodaje się także topniki, farbę serowarską, dodatki smakowo-zapachowe, sól i inne surowce i produkty spożywcze takie jak szynka, grzyby, szczypiorek. Sery przeznaczone do topienia nie powinny wykazywać wad smaku i zapachy. Mogą to być zaś sery z wadami kształtu, konsystencji.

Przyjmuje się, że topnikami powinny być sole słabych kwasów i silnych zasad. Pod wpływem topnika i energii cieplnej następuje hydratacja białek i nie dochodzi do rozwarstwienia składników masy serowej, tj. wody, tłuszczu i białka.

Bezpośrednio po topieniu przechodzi się do formowania masy serowej i pakowania.

38. Parametry i cel czynności technologicznych przy produkcji lodów.

Lody to napowietrzona i zamrożona mieszanina śmietanki i mleka lub soku owocowego, a także węglowodanów, substancji stabilizujących i emulgatorów oraz licznych dodatków smakowo-zapachowych.

1. łączenie składników, normalizacja

2. ogrzewanie 50+10C

3. mieszanie (dodatki smakowe)

4. filtracja średnica oczek 1+0,5mm

5. homogenizacja 20+5MPa

6. pasteryzacja 83+2C 20+5s

7. chłodzenie 3+1C

8. dojrzewanie (stabilizatory poch. roślinnego 2+0,5h; poch. zierzęcego 18+2h)

9. zamrażanie -4+2C (powietrze)

10. formowanie i pakowanie

11. hartowanie -23+2C

12. magazynowanie

Filtrowanie zabezpiecza wymiennik płytowy i homogenizator przed trudno rozpuszczalnymi zanieczyszczeniami. Homogenizacja mieszanki zapobiega wydzieleniu się wolnego tłuszczu, poprawia teksturę lodów, zwiększa zdolność do napowietrzania, intensyfikuje działanie emulgatorów.

Pasteryzacja wpływa także na właściwości produktu końcowego.

Dojrzewanie ma na celu spęcznienie stabilizatorów, wytworzenie delikatnej tekstury, polepszenie puszystości, uwodnienie białek mleka, krystalizację tłuszczu, zwiększenie odporności lodów na topnienie, ujednolicenie cech organoleptycznych. Zamrażanie powinno być tak przeprowadzone, aby kryształki lodu miały średnicę 40um. Jednoczesne napowietrzanie ma na celu nadanie odpowiednich właściwości lodom.

Hartowanie ma na celu podwyższenie odporności lodów na przechowywanie, po hartowaniu utrzymują one swoje właściwości reologiczne nawet kilka miesięcy.

39. Przedstawić podstawy klasyfikacji serów podpuszczkowych wg różnych kryteriów.

Obecnie produkuje się na świecie około 4000 rodzajów serów o różnych nazwach. Często różnice między nimi bywają nieznaczne i dotyczą tylko kształtu i wielkości.

Można je klasyfikować wg następujących kryteriów:

1. rodzaju użytego mleka - sery z mleka koziego, krowiego, owczego, owczo-krowiego, otrzymywane z maślanki lub serwatki

2. rodzaju skrzepu mleka - podpuszczkowe, podpuszczkowo-kwasowe, kwasowe, lub uzyskane z mleka skoagulowanego w inny sposób

3. zawartości tłuszczu w suchej masie - sery kremowe (>60% tłuszczu), pełnotłuste (>45%), tłuste (>40%), półtłuste (>20%), ćwierć tłuste (>10%), chude (<10%)

4. techniki obróbki skrzepu - sery miękkie, półtwarde, twarde

5. sposobu dojrzewania - tlenowe, beztlenowe, mieszane.

Sery podpuszczkowe dzieli się na dwie zasadnicze grupy:

1. sery miękkie

- z porostem pleśniowym

- z przerostem pleśni

- maziowe

- pomazankowe

2. sery twarde

- typu szwajcarskiego

- typu włoskiego

- typu holenderskiego

- typu szwajcarsko-holenderskiego

- typu angielskiego

- z masy parzonej

40. Cel dodatku chlorku wapniowego, saletry , zakwasu i podpuszczki do mleka serowarskiego.

Jednym z etapów technologii serów podpuszczkowych jest wprowadzanie dodatków i zaprawianie podpuszczką. Temperatura zaprawiania mleka wynosi 30-33C. W czasie podgrzewania wprowadza się do mleka: farbę, chlorek wapniowy, zakwas z czystych kultur i ewentualnie saletrę.

W Polsce prawie wcale nie dodaje się farby do mleka serowarskiego. Sole wapniowe w postaci chlorku wapniowego dodaje się w celu przywrócenia równowagi soli mineralnych, zachwianej po procesie pasteryzacji. Ilość soli określa się w zależności od zdolności mleka do krzepnięcia pod wpływem podpuszczki i jego kwasowości.

Saletry potasowej dodaje się w przypadku, kiedy zachodzi obawa wzdęć serów wywołanych przez bakterie fermentacji masłowej i bakterii z grupy coli. Saletry nie należy dodawać do żadnych serów krótko dojrzewających.

Wprowadzenie zakwasu z czystych kultur ma na celu zapoczątkowanie procesu fermentacji mlekowej. Ilość dodawanego zakwasu powinna być taka, aby kwasowość mleka przed zaprawieniem podpuszczką wzrosła do ok. 8SH, aby uzyskać prawidłowy przyrost kwasowości w ziarnie i w serwatce podczas obróbki gęstwy serowej.

Pod wpływem podpuszczki następuje krzepnięcie mleka. Szybkość krzepnięcia mleka zależy od jego temperatury, kwasowości, zawartości wapnia, ilości i mocy dodanej podpuszczki.

41. Charakterystyczne różnice w technologii sera typu holenderskiego i szwajcarskiego rzutujące na cechy organoleptyczne tych serów.

Sery typu szwajcarskiego należą do typu serów twardych, wysokodogrzewanych, długo dojrzewających. Sery typu holenderskiego zaś są zaliczane do grupy serów twardych lecz niskodogrzewanych. Cechy charakterystyczne procesów technologicznych tej grupy serów to delikatny skrzep, rozdrabniany następnie na dość drobne ziarna, niska temperatura dogrzewania oraz łagodne prasowanie.

42. Przemiany zachodzące podczas dojrzewania sera i ich wpływ na cechy organoleptyczne sera i jego wartość odżywczą.

Bezpośrednio po wyrobie sery nie mają typowych cech organoleptycznych. Kształtują się one podczas dojrzewania. Ser nabiera wówczas także właściwą strukturę i konsystencję.

Dojrzewanie to zespół ukierunkowanych procesów biochemicznych przebiegających w kontrolowanych warunkach temperatury, wilgotności, doprowadzających do określonych przemian węglowodanów, białek, tłuszczów i soli mineralnych oraz wytwarzania substancji kształtujących cechy organoleptyczne serów. Głównymi czynnikami dojrzewania serów są enzymy pochodzące z mikroflory zakwasu, enzymów koagulujących, enzymów rodzimych mleka, mikroflory dodawanej oprócz zakwasu, drugiego zakwasu. Podczas heterofermentacji, tj. rozkładowi laktozy do kwasu mlekowego, towarzyszy powstawanie CO2, kwasu octowego, aldehydu octowego, i innych związków, które powodują powstawanie oczkowania i nadanie pożądanych cech smakowych sera. Procesem mającym istotny wpływ na smak i teksturę sera jest proteoliza. Ze wzrostem stopnia jej zaawansowania zwiększa się ilość prostych związków rozpuszczalnych w wodzie, mających wpływ na swoiste cechy sera. Produkty rozkładu aminokwasów (amoniak, aldehydy, ketony) nadają ostry i pikantny smak serom miękkim. Podczas dojrzewania zachodzą także zmiany lipolityczne, które jednak mają mniejsze znaczenie. Związkami powstającymi z tłuszczów podczas dojrzewania sera są; kwasy tłuszczowe, ketony, laktony, aldehydy.

43. Czynniki warunkujące trwałość masła.

Masło standardowe zawiera 16% wody i nie mniej niż 82,5% tłuszczu. Resztę stanowią składniki suchej masy beztłuszczowej.

44. Czynniki warunkujące trwałość pełnego proszku mlecznego.

45. Czynniki warunkujące trwałość mleka spożywczego.

46. Czynniki warunkujące trwałość twarogu i sera podpuszczkowego.

47. Rola bakterii i pleśni w technologii serów.

Czyste kultury serowarskie są podstawowymi materiałami pomocniczymi przy produkcji serów. Zadaniem zakwasu dodawanego do mleka serowarskiego jest prawidłowe ukierunkowanie procesów fermentacyjnych podczas obróbki gęstwy serowej i w czasie dojrzewania serów. Dzięki fermentacji wzrasta kwasowość środowiska. Sprzyja ona tworzeniu się skrzepu, powoduje kurczenie się skrzepu i wydzielenie serwatki, hamuje rozwój niepożądanej mikroflory, wpływa na charakter i zakres zmian enzymatycznych w czasie dojrzewania. Kultury bakterii fermentacji mlekowej powodują określone przemiany podstawowych składników mleka. Od sposobu w jaki zachodzą te zmiany zależą cechy organoleptyczne gotowego wyrobu. W zależności od tego uzyskujemy różne typy sera. Dodatkowa stosuje się różne rodzaje mikroflory towarzyszącej: bakterie propionowe, pleśnie szlachetne, bakterie o silnych właściwościach proteolitycznych. Dokonują się przemiany gazotwórcze, aromatotwórcze, proteolityczne.

48. Uzasadnić celowość humanizacji mleka krowiego na tle różnic w składzie chemicznym mleka ludzkiego i krowiego.

49. Charakterystyka i zastosowania procesów membranowych w mleczarstwie.

W mleczarstwie wykorzystywać można odwróconą osmozę, ultrafiltrację oraz mikrofiltrację.

Procesy te służą do frakcjonowania lub koncentracji roztworów zawierających koloidy oraz związki wysokocząsteczkowe przy użyciu selektywnych membran. Kiedy membrana zatrzymuje jony i cząsteczki o masie cząsteczkowej mniejszej niż 500kDa, proces nazywa się odwróconą osmozą. Kiedy cząsteczki o masie 500kDa są przepuszczalne przez membranę mamy do czynienia z ultrafiltracją. Siłą napędową w tych procesach jest różnica ciśnień między dwoma stronami membrany, musi ona być wyższa od różnic ciśnień osmotycznych w roztworach. W mikrofiltracji pory membran mają wielkość 0,1-2,0um. Proces odwróconej osmozy służy głównie do zagęszczania roztworów, przez membranę przechodzi woda, część soli mineralnych i niebiałkowe związki azotowe. Przez membranę w procesie ultrafiltracji przechodzą kwasy, sole, laktoza, peptydy niskocząsteczkowe. Proces mikrofiltracji służy przede wszystkim do usuwania bakterii z mleka, serwatki, solanki.

Procesy membranowe znalazły zastosowanie w przetwórstwie serwatki, produkcji sera, preparatów białkowych, napojów fermentowanych, lodu oraz normalizacji białka w mleku przerobowym.

Zastosowanie odwróconej osmozy i ultrafiltracji w przetwórstwie serwatki pozwala na odzyskanie z niej białek i laktozy. Odwrócona osmoza znalazła także zastosowanie w produkcji lodów. Ultrafiltracja znalazła szczególnie zastosowanie w produkcji serów miękkich, twarogów homogenizowanych, deserów twarogowych, mleka o podwyższonej zawartości białka, produkcji proszku mlecznego o standaryzowanej zawartości białka, produkcji mlecznych napojów fermentowanych.

50. Przedstawić schemat bąka wirówki odtłuszczającej i scharakteryzować czynniki warunkujące zawartość tłuszczu w mleku chudym.

Mleko jest ukladem niejednorodnym, który może być poddawany różnym procesom mechanicznym prowadzącym do wydzielenia poszczególnych składników. Z praktycznego punktu widzenia największe znaczenie ma fakt, że poszczególne składniki mleka mają różną gęstość. Dzięki temu można je rozdzielać w polu przyśpieszenia odśrodkowego. Najczęściej stosuje się wirowanie mleka w celu wydzielenia tłuszczu. Otrzymuje się śmietankę i mleka odtłuszczone. Bęben wirówki mleczarskiej zawiera pakiet talerzy o kształcie ściętego stożka. Talerze te dzielą strumień na wiele warstw zapewniając laminarny przepływ mleka i skrócenie drogi osadzania cząstek.

Czynniki:

- liczba obrotów bąka

- średnica bąka

- gromadzenie się szlamu - zmniejsza średnicę robocza bąka

- czas przebywania mleka w bąku - im dłuższy tym dokładniejsze odtłuszczenie

- temperatura wirowanego mleka - ogrzewanie mleka przed wirowaniem ułatwia oddzielanie tłuszczu

- ilość dopływającego mleka

51. Podać zasadę działania aparatów Milkoscan, Fossomatic, Bactoscan stosowanych do badania mleka.

Bactoscan jest aparatem do automatycznego liczenia bakterii. Zasada działania opiera się na technice badania fluorescencyjnego. Mleko podgrzewane jest do temperatury 40C, podawane na wirówkę szybkoobrotową, gdzie następuje oddzielenie bakterii. Po wirowaniu i przejściu przez filtr mleko poddane jest 3-minutowej inkubacji w temperaturze 40C. Następnie roztwór zostaje zabarwiony barwnikiem fluorescencyjnym (oranż akrydynowy), skąd podawany jest na obracający się dysk mikroskopu fluorescencyjnego. Tu bakterie są automatycznie liczone jako impulsy świetlne. Wynik podawany jest na monitorze.

Przy pomocy aparaty Fossomatic określa się jakość cytologiczną mleka. Oznaczenie polega na elektronicznym liczeniu impulsów fotooptycznych, które pochodzą z fluoryzujących kompleksów DNA z komórek somatycznych i stosowanego barwnika - etylobromek.

Milcoscan