Spracovanie mlieka: Produkcia, preberanie a metódy ošetrenia

Produkcia mlieka

Mlieko sa tvorí v mliečnej žľaze dojníc, ktorá je jednou z najdôležitejších žliaz kože. Je tvorená zo štyroch samostatne produkujúcich súborov – štvrtiek. Súbor pozostáva z tzv. mliečnych jednotiek. Dojnica má v každom súbore vyvinutú len jednu mliečnu jednotku. Tá je tvorená mliečnymi alveolami, mliekovodnými kanálikmi, cisternou a ceckom. Z hľadiska tvorby mlieka sú aktívnou funkčnou časťou mliečnej jednotky mliečnej alveoly s priemerom 0,1 – 0,3 mm. Tvorbu mlieka zabezpečuje jednovrstvový sekrečný epitel z mliekovodných (sekrečných) buniek, ktorý vystiela mliečnu alveolu. Významnou časťou alveoly sú hladkosvalové tzv. košíčkovité bunky, ktoré sa nachádzajú okolo sekrečného epitelu v stene mliečnych alveol a majú význam pri vyprázdňovaní mlieka z vemena. Mliečne alveoly sú obklopené bohatou sieťou krvných kapilár, ktorých funkcia je rôznorodá.

Všetky základné zložky, ktoré sú potrebné na tvorbu mlieka, odoberajú bunky sekrečného epitelu z krvi. Sekrécia mlieka nastáva v sekrečnom epiteli mliečnych alveol. Sekrečný epitel z krvi preberá niektoré zložky mlieka už hotové (voda, minerálne látky, vitamíny), ostatné zložky vznikajú činnosťou sekrečných buniek z dodaných stavebných materiálov. Pri syntéze tuku sú prekurzorom jeho tvorby nízkomolekulové mastné kyseliny, najmä kyselina octová, ktorá vzniká v dostatočnom množstve pri fermentačných procesoch v bachore. Kazeín sa syntetizuje z glykoproteínových frakcií globulínov a čiastočne z doplňujúcich aminokyselín a kyseliny fosforečnej. Laktóza sa syntetizuje v sekrečnom epiteli mliečnej žľazy z glukózy a galaktózy, pričom hlavným prekurzorom je glukóza, ktorá vzniká z octanov, propionátov a butyrátov, produkovaných v bachore prežúvavcov.

Tvorba mlieka v mliečnej žľaze dojníc je riadená zložitou neurohormonálnou sústavou. Začiatok produkcie mlieka vo vemene dojnice súvisí s ukončením gravidity a odchodom lôžka z organizmu, čím je umožnený začiatok laktácie následkom stáleho pôsobenia hormónu prolaktínu (hormón predného laloku hypofýzy). Prolaktín podnecuje činnosť mliečnych alveol. Tvorí sa už počas teľnosti, ale uvoľňuje sa až po otelení, keď prestáva činnosť progesterónu a estrogénu. Okrem toho sa pri tvorbe mlieka a činnosti hypofýzy zúčastňuje aj štítna žľaza, a to prostredníctvom hormónu tyroxínu. Na tvorbe mlieka sa čiastočne podieľa aj hormón nadobličiek.

Preberanie a hodnotenie kvality mlieka

Mlieko sa získava z vemena dojnice dojením. Dojenie je konečný pracovný úkon pri produkcii surového kravského mlieka. V súčasnosti sa vo veľkovýrobných podmienkach z dôvodu vysokej pracnosti a nízkej hygieny získaného mlieka ručne doja iba kravy choré, pred zasušením, mastitídne a pod.

Strojovým dojením sa uľahčuje namáhavá práca, zvyšuje sa produktivita práce a získava sa čistejšie a hygienicky kvalitnejšie mlieko. Konštrukčné riešenie dojacích zariadení je rôzne, pričom hlavnou funkciou dojacieho zariadenia je prekonať uzavieracie napätie zvierača pôsobením podtlaku na vonkajšie vyústenie ceckového kanálika. Strojovo sa dojí buď priamo v maštali dojacím zariadením, alebo sa dojí dojacími automatmi v centrálnych dojárňach, do ktorých sa dojnice vodia na dojenie.

Spôsoby dojenia dojacím zariadením:

• Kanvové dojacie zariadenia
• Potrubné dojacie zariadenia
• Mobilné dojacie zariadenia
• Centrálne dojárne
  • Ide o samostatné objekty určené na dojenie. Stavebne sú oddelené od maštalí, alebo sú v samostatnej budove. Dojenie v dojárni dojacími automatmi je progresívnou technológiou získavania mlieka, ktorá odstraňuje nedostatky dojacích strojov s kanvami aj potrubných dojacích zariadení, pri použití ktorých sa ťažšie zabezpečuje hygiena dojenia a bezchybnosť mlieka, predlžuje sa rozvodné potrubie a dosahuje sa nízky produktivita práce. Dojárne uľahčujú dojenie, získané mlieko je čisté, pracovné prostredie príjemné a produktivita práce je vysoká.

Surové kravské mlieko musí byť po nadojení ošetrené, zbavené mechanických nečistôt (cedenie, filtrácia, odstreďovanie) a schladené do 150 minút od začiatku dojenia. Ďalšou podmienkou je jeho uchovávanie až do dovozu do mliekarne pri teplote 4 – 6 °C. Pri úschove mlieka v chladiacich zariadeniach sa mlieko mieša, aby sa zabránilo jeho namŕzaniu na steny chladiaceho zariadenia.

Mlieko sa z poľnohospodárskych podnikov zváža špeciálnymi chladenými cisternami. Pri každom odbere pracovník mliekarne kontroluje základné senzorické a fyzikálne parametre, najmä teplotu, kyslosť a pach mlieka.

Podrobnú analýzu surového mlieka a jeho kvalitatívne zaradenie vykonávajú nezávislé certifikované laboratóriá. Kvalita sa posudzuje podľa aktuálne platnej legislatívy SR a EÚ, pričom sa sledujú kľúčové hygienické a zložkové parametre.

Kľúčové parametre kvality mlieka

• Celkový počet mikroorganizmov (CPM): Základný ukazovateľ mikrobiologickej čistoty a hygieny prostredia.
• Počet somatických buniek (PSB): Indikátor zdravotného stavu mliečnej žľazy dojníc. Vysoký počet PSB signalizuje zápalové procesy (mastitídy).
• Inhibičné látky: Prítomnosť rezíduí liečiv (napr. antibiotík), ktoré by mohli brzdiť mliekarenské kultúry. Výsledok skúšky musí byť vždy negatívny.
• Bod mrznutia: Používa sa na odhalenie cudzej vody v mlieku (tzv. falšovanie).
• Obsah tuku a bielkovín: Rozhodujúce zložky pre ekonomické zhodnotenie mlieka.
• Aktívna kyslosť (pH): Udáva koncentráciu vodíkových iónov.
• Celková (titračná) kyslosť: Udáva spotrebu hydroxidu sodného pri titrácii. Vyjadruje celkový kyslý charakter mlieka vrátane prítomných solí a bielkovín.

Technologické ošetrenie a úprava mlieka

Prevažná časť konzumného mlieka sa vyrába mliekarenským ošetrením surového kravského mlieka, ktoré tvorí súbor technologických postupov ako je čistenie, odstreďovanie, tepelné ošetrenie (pasterizácia, vysoká pasterizácia, alebo UHT ohrev), homogenizácia, chladenie a balenie.

Tepelné ošetrenie mlieka

Tepelné ošetrenie mlieka je jedna z najdôležitejších technologických operácií pri výrobe mliečnych výrobkov. Čerstvo nadojené mlieko, ktoré pochádza od zdravých dojníc a je získané dodržaním správnej hygienickej praxe obsahuje relatívne malé množstvo mikroorganizmov. Z preventívnych dôvodov sa surové mlieko tepelne ošetruje za účelom eliminovania alimentárnych nákaz, ako aj na zabezpečenie technologickej vhodnosti pri výrobe väčšiny výrobkov z mlieka niektorým z týchto spôsobov:

Pasterizácia

je zahriatie mlieka pri vysokej teplote na krátky čas, najmenej 71,7°C počas 15 sekúnd. Pri tomto tepelnom ošetrení mlieka sa docieli zdravotná bezpečnosť mlieka ale súčasne sa musia čo najviac zachovať pôvodné fyzikálne, chemické a biologické vlastnosti mlieka a výrobkov, ktoré sa vyrábajú z pasterizovaného mlieka. Takto ošetrené konzumné mlieko sa označuje ako pasterizované mlieko. Spravidla sa ale používa zahriatie mlieka na teplotu 85°C počas pár sekúnd a takéto konzumné mlieko sa označuje ako vysokopasterizované mlieko.

Ultravysokotepelný ohrev (UHT)

je kontinuálne zahriatie mlieka na vysokú teplotu na krátky čas, a to na teplotu najmenej 135°C v trvaní najmenej 1 sekundy, aby sa zničili všetky mikroorganizmy spôsobujúce kazenie mlieka a ich spóry, ale aby chemické a fyzikálne zmeny mlieka boli minimálne.

Termosterilizácia

je proces tepelného ošetrenia mlieka alebo výrobku z mlieka pri teplote nad 100 °C a pri určenom trvaní ohrevu, pri ktorom sa ničia všetky mikroorganizmy alebo sa tak poškodzujú, že nie sú schopné sa pomnožovať v sterilizovanom mlieku alebo v sterilizovanom výrobku z mlieka. Sterilizované mlieko alebo sterilizovaný výrobok z mlieka je mlieko, alebo výrobok z mlieka, ktorý je termosterilizovaný po ich naplnení a hermetickom uzatvorení v obaloch.

Na predĺženie trvanlivosti sa tepelne ošetrujú aj niektoré mliečne výrobky. V označení týchto výrobkov (napr. dezertov, krémov, tvarohov a tvarohových výrobkov) sa musí uviesť spôsob tepelného ošetrenia.

• Termizácia je ohrev týchto výrobkov po skončení ich štandardného výrobného procesu na teplotu 50 °C až 75 °C v trvaní najmenej 20 sekúnd.
• Pasterizácia je ohrev týchto výrobkov po skončení ich štandardného výrobného procesu na teplotu 85 °C až 95 °C.

Tepelné ošetrenie mlieka je aj rozhodujúcim predpokladom trvanlivosti mlieka a mliečnych výrobkov. Termizované, pasterizované a vysokopasterizované mliečne výrobky je ale nevyhnutné uchovávať pri teplote 6°C, najviac 8°C. Len UHT výrobky je možné skladovať pri vyšších teplotách, spravidla 24°C.

Homogenizácia mlieka

Homogenizácia mlieka je mechanické rozdrobenie tukových guľôčok v mlieku. Mliečny tuk je v surovom mlieku rozptýlený vo forme tukových guľôčok, najčastejšie o veľkosti 0,1 až 10 µm, v priemere 3 µm. Guľôčky s väčším priemerom majú tendenciu vystupovať na povrch mlieka a vytvárať vrstvu smotany. Hlavným cieľom homogenizácie je zmenšenie tukových guľôčok. Všeobecne sa požaduje, aby priemer tukových guľôčok po homogenizácii nepresahoval 2 µm. Takto rozdrobené kvapôčky tuku nevytvárajú na povrchu mlieka, alebo ani na obale mlieka vrstvu smotany. Zariadenia slúžiace na tento účel sa nazývajú homogenizátory. Pri mliekarenskom spracovaní mlieka princíp homogenizácie spravidla spočíva v pôsobení vysokého tlaku na mlieko zahriate na teplotu 55 až 65°C.

Homogenizácia mlieka sa používa nielen pri výrobe konzumného mlieka, ale aj pri výrobe jogurtov, zakysaných mliek a mrazených smotanových a mliečnych krémov, či syrov. Homogenizácia mlieka je v modernej technológii spracovania mlieka bežným postupom, zlepšuje kvalitatívne vlastnosti mlieka a mliečnych výrobkov a má pozitívny vplyv na stráviteľnosť mliečneho tuku.

Odstreďovanie mlieka

Odstreďovanie mlieka je veľmi dôležitá operácia pri základnom ošetrení surového kravského mlieka. Odstreďovanie surového mlieka má dve funkcie:

• Odtučňovanie mlieka – rozdelenie mlieka na smotanu a odtučnené mlieko
• Čistenie mlieka - odstránenie prípadných nečistôt

Princíp odstreďovania mlieka sa zakladá na rozdielnej hustote mliečneho tuku a mliečnej plazmy. Pôsobením odstredivej sily, ktorá vzniká otáčaním bubna odstredivky okolo zvislej osi, sa mlieko na tanieroch odstredivky rozdelí na smotanu a odtučnené mlieko. Množstvo tuku v odtučnenom mlieku závisí od parametru nazývaného „ostrosť odstreďovania“ a býva spravidla 0,03 %.

Zavedenie odstrediviek sa stalo základom priemyselného spracovania mlieka a znamenalo zásadný obrat pri priemyselnej výrobe masla. Významne sa zlepšila kvalita mliečnych výrobkov a hospodárnosť výroby.

Odstreďovanie mlieka má tieto výhody:

• Smotana sa od odtučneného mlieka oddeľuje plynulo a veľmi rýchlo.
• Kyslosť smotany a mlieka zostáva nezmenená, mlieko a smotana sa môžu bez rizika tepelne ošetriť.
• Množstvo tuku v smotane sa môže v priebehu odstreďovania upraviť podľa potreby, napríklad na konzumnú smotanu, smotanu na šľahanie, smotanu na výrobu masla.
• V odtučnenom mlieku zostanú len stopy tuku.
• Odstredením sa odstránia aj nečistoty z mlieka.
• Miešaním odtučneného mlieka so smotanou za odstredivkou v požadovanom pomere možno priamo upravovať množstvo tuku v mliečnych zmesiach (mlieko s rôznym množstvom tuku), ktoré sa používajú na výrobu mliečnych výrobkov.

Úprava množstva tuku v mlieku a mliečnych výrobkoch sa označuje ako štandardizácia, alebo egalizácia množstva tuku.