docent irM.VandenBerghe
studiegebied Biotechniek
bachelor in de Agro-enbiotechnologie
afstudeerrichting agro-industrie
campus Roeselare
2
2.1
2.3.2.1
2.3.3.1
2.3.3.2
2.3.4
2.3.5
2.3.6
2.3.7
3.1
3.1.1
3.1.2
3.1.3
3.1.3.1
3.1.3.2
3.1.3.3
3.1.3.4
3.1.3.5
4.1
4.2
4.2.1
4.2.2
4.3
4.3.1
4.3.2
4.3.2.1
4.3.2.2
4.3.2.3
4.3.2.4
4.3.2.5
4.3.2.6
5.1
5.1.1
5.1.2
5.1.3
5.1.4
5.2
5.2.1
5.2.2
5.2.2.1
5.2.2.4
5.2.2.5
5.2.2.6
5.2.2.7
5.2.2.8
5.2.2.9
5.2.3
5.2.3.1
5.2.3.2
5.2.3.3
5.2.3.4
5.2.3.5
1.Inleiding en opbouw van de cursus
1.
Indit cursusdeel practicum Werkveldverkenning1 (=WVV1) zullen we in de 2 practica enkele zuivelproducten (yoghurt, platte kaas, boter en karnemelk) produceren. Om dit te begrijpen is het noodzakelijk om zeer goed de verschillende bestanddelen van de basisgrondstof melk te kennen. In hoofdstuk 2 worden die hoofdbestanddelen kort besproken, omdat deze later nog uitgebreider aan bod komen in de
. Daarin komt dan vooral de kaasbereiding aan bod. Je leert dit beter begrijpen en de invloed te kunnen inschatten van receptuur- en proceswijzigingen bij de bereiding van zuivelproducten.
1.1 Bereidingvanyoghurt,plattekaasenboter
Er wordt 90 l rauwe melk gepasteuriseerd en verwerkt. Deze bereidingen zijn gespreid over 2 opeenvolgende dagen.
PLAATS: zuivellokaal A 0.8
BENODIGDHEDEN: labojas, propere laarzen, haarnetje
1.2 Veiligheidenhygiëneinhetzuivelokaal
In het zuivellokaal gelden alle veiligheidsvoorschriften die jullie werd bezorgd voor het Bovendien werken we hier met voedingsmiddelen waarbij GEEN ENKEL COMPROMIS wordt toegestaan betreffende de hygiënevoorschriften!
De eerste grote stap naar veiligheid in een praktijklokaal is WERKEN met ORDE, TOEGEWIJD EN GEDISCIPLINEERD !!!!!
Enkele (specifieke) veiligheidsvoorschriften voor de zuivelpractica:
-Draag geen sieraden/juwelen/uurwerk
-Let op voor brandwonden door spatten van heet water
-Na het reinigen van vette materialen kan de vloer glad liggen. Pas dus op!
1.Inleiding en opbouw van de cursus
1.2.1 Basisprincipes van het reinigen
1.Voorspoelen: melkresten en grof vuil verwijderen
2.Hoofdreiniging: verwijderen van het resterend vuil
Hierbij wordt gebruik gemaakt van warm water, reinigingsproduct en mechanische werking gedurende een bepaalde tijd.
3.Tussenspoeling: elk spoor van detergent en vuil verwijderen
4.Desinfectie of ontsmetting: afdoden van de bacteriën.
5.Naspoeling met drinkbaar water: alle desinfectantia verwijderen.
Dit is zeer belangrijk voor de bereiding van gefermenteerde producten!
Daarom wordt in ons lokaal alles STEEDS 2 MAAL NAGESPOELD!
Dit gebeurt een eerste maal met warm water, een tweede maal met koud water.
6.Laten uitlekken en zo mogelijk afdekken.
OPMERKING 1
In ons lokaal wordt vooral gebruik gemaakt van gecombineerde reinigings- en ontsmettingsmiddelen. Hierdoor kunnen de bewerkingen 2, 3. en 4. in éénzelfde stap gebeuren.
OPMERKING 2
Voorwerpen en materiaal die gereinigd zijn, moeten zoveel mogelijk beschermd worden tegen nieuwe bacteriële besmetting.
1.2.2 Reinigen, een vakapart
Na het maken van zuivelprodukten blijven er in de apparatuur productresten achter. Deze kunnen bederven en de volgende productie besmetten. Ook kan er kalkneerslag ontstaan verwijderd.
De vervuilingen zijn in te delen in 2 groepen:
Organische vervuiling: vetten, eiwitten, suikers
Anorganische vervuiling: kalk-
Het resultaat van de reiniging wordt bepaald door 4 faktoren
1. Mechanische kracht: er is een bepaalde kracht nodig om het vuil los te maken van het oppervlak, bv. borstelen, spuiten, rondpompen
1.Inleiding en opbouw van de cursus
2. Temperatuur: bij een hogere temperatuut wordt het vuil gemakkelijker verwijderd, denk aan het vloeibaar worden van vet
3. Chemicaliën: het juiste middel en de juiste concentratie om de vervuiling op te lossen
4. Tijd: het reinigingsmiddel heeft een bepaalde tijd nodig om zijn werk te doen.
peratuur niet zo hoog is, kan men wat lang
Soorten reinigingsmiddelen
Er zijn 3 soorten reinigingsmiddelen:
1. Neutrale middelen: geschikt voor lichte vervuilingen, vaak voor reiniging met de hand
2. Zure middelen: geschikt voor het verwijderen van kalk-en andere anorganische neerslag, en voor lichte eiwit-en vetvervuiling
3. Alkalische middelen: geschikt voor het verwijderen van organische vervuiling (eiwit, vet,..)
Een groot aantal factoren zal dus bepalen of het uiteindelijke reinigingsresultaat goed zal zijn. Het is dan ook zaak de juiste middelen op de geadvisserde manier te gebruiken.
1.2.3 Reiniging in ons voedings- & zuivellokaal
De algemene principes zijn geldig. In deze tekst wordt nog eens de nadruk gelegd op de risicoplaatsen die gemakkelijk vergeten worden bij het reinigen en waarin de praktijk dikwijls vuilophoping plaats heeft. We maken tevens een paar concrete afspraken!
PASTEUR
We gebruiken een gecombineerd reinigings- en ontsmettingsmiddel. Af en toe vindt een zure reiniging plaats. Waarom?
Het tapgat moet steeds afzonderlijk gedemonteerd wordenen grondig gereinigd worden met speciale borstels.
1.Inleiding en opbouw van de cursus
KARN
De karn wordt gereinigd met ontsmettings- en goed heet water. Het naspoelen gebeurt ook nog eens juist voor men de karn gaat gebruiken en dit met koud water. Het is belangrijkdatdekarngoedkoudheeftvoormenderoomerinbrengt,zekerindezomer.
AFROMER
Na het afromen wordt de afromer volledig gedemonteerd en gereinigd. Op deze manier zie je ook hoe de onderdelen en de werking ervan in elkaar zitten.
KOELTANK
De koeltank, die we gebruiken om de afgeroomde melk wat te koelen en tijdelijk te stockeren, wordt na gebruik ook grondig gereinigd en ontsmet. Vooral het roerwerk en de aftapkraan dienen hierbij speciale aandacht te krijgen. We gaan de kaasvaten uitvoerig spoelen met warm water (+/- 40°C).
2.De melkbestanddelen en deeigenschappen van melk
2.3 Demelkbestanddelen
Hieronder Zuivelverwerking
2.3.1
Het melkvet
Volle melk bevat gemiddeld 4.1 gvet per 100ml. Dit vet heeft een werkelijke voedingswaarde.
Het bevat energie, essentiële vetzuren en vetoplosbare vitaminen(ADEK).
Het melkvet komt voor inde melk als kleine vetdruppeltjes (1/10.000 tot 2/100 millimeter)ook vetbolletjesgenoemd (figuur 3) tot 6miljardvoor.
Figuur 2: Vetbolletjes in de melk
Een vetbolletje bestaat uit vetkern omringd door een emulgerend membraan.
Melk is dus een emulsie.
Functie van het membraan : zorgen dat de vetbolletjes niet samenvloeien
Dat membraan wordt ook wel hetlipoproteïne- (of fosfolipide-) membraan genoemd.
lipo = vet vetoplosbaar ligt naar het centrum van het vetbolletje proteïnen = eiwit wateroplosbaar ligt naar de buitenkant vanhet vetbolletje
Hetoppervlaktelaagjebeschermthetvettegenhetenzymlipase.Ditenzymdat van nature in de melk aanwezig is kan het vet splitsen (figuur 4). Er ontstaan dan vrije vetzuren. Vrije vetzuren geven de melk een afwijkende smaak. We noemen dit ransvan geur en smaak.
2.De melkbestanddelen en deeigenschappen van melk
Figuur 4: Lipase-activiteit
Vet is lichter dan water, dat betekent dat de trossen vetbolletjes vrij snel naar boven drijven. Dit proces wordt opromen genoemd. Doe maar eens een paar litermelkversvandekoeineenemmerenlaatheteendagstaan.Devolgende dag is er bovenop de melk een vetlaagje ontstaan. Dit vetlaagje ontstaat doordat de vetbolletjes, die heel licht zijn, bovenop de melk gaan drijven. In de fabriek maken ze hier ook gebruik van door de melk te centrifugeren of af te romen, zowordt het veten de restvande melk gescheiden.
De overblijvende mageremelk of ook ondermelkgenaamd bevat ca. 0,05% vet
Room melk met extra veelvetbolletjes;vetgehalte tot 40 %
Melk zonder vetbolletjes : plasma ofserum
2.3.2 Melkeiwit
2.3.2.1 Devoedingswaardevanhetmelkeiwit
Melk levert eiwitten (= verbindingen van aminozuren) met een uitstekende biologische waarde.
Melkeiwitten zijn zeer belangrijk voor groei en onderhoud van het lichaam van mens en dier, doordat:
- alle noodzakelijke aminozuren in optimaleverhouding
- melkeiwitis geschikt als aanvullend eiwit als er te weinigeiwit of een te eenzijdig samengesteld eiwit aanwezigis, bv in ontwikkelingslanden als aanvulling op graaneiwit.
2.3.2.2
2.De melkbestanddelen en deeigenschappen van melk
Samenstellingmelkeiwit
Melkeiwit ± 80% caseïne (kaasstof/kaaseiwit) ± 20 % serumeiwit of wei-eiwit
Dekaasstof = caseïne
belangrijk voor de kaasbereiding. Zegaanover in de kaas. komt voor als een deel van een caseïnemicel
Kaaseiwit en vorm van voorkomen
melk iseen colloïdaleoplossing
De caseïnemicellen zinkennormaal niet. Zelfs bij centrifugatie van melk worden zevrijwel niet uit de melk verwijderd.
De groottevan het caseïnecomplex ligttussen 3/100.000ste tot 3/10.000ste van een millimeter.
De caseïnemicellen bevattendus ook vrij veel kalk (voor het "metselen").
komt voor als kalkzouten.
De caseïnemicellen kunnen schiftenofonoplosbaar worden
Dit kan veroorzaakt worden door:
-verzuring spontaan of toevoegen van melkzuurbacteriën -toevoeging van alcohol -toevoeging van stremsel
Spontane verzuring
Als de melk zuur wordt, verandert de colloïdale toestand van de melk. De kalk (hetcalciumfosfaat)gaatuitdemicellenengaatdusinoplossingendecaseïne slaat neer. Dit kan nagebootst worden door aan de melk een zwak zuur toe te voegen, b.v. verdund zoutzuur
calcium-caseïnaat-calciumfosfaatcomplex + 2HCI CaCl2 + calciumfosfaat + caseïnemoleculen
-Als dit snel gebeurt, zienwe dat de melk schift.
-Gaat het geleidelijk dan wordt de melk gelijkmatig dik.
2.De melkbestanddelen en deeigenschappen van melk
Het schiften treedt bij hogere temperaturen eerder op dan bij lagere. Vandaar dat de melk die "aan de zure kant is" bij koken schift. Bij het spontaan zuur worden van melk op de boerderij, is er door de melkzuurbacteriën (van nature aanwezig in de melk) melkzuurgevormd uit melksuiker Dit melkzuur wordtgeleidelijk gevormd, de kaasstof valt uiteen ende melk wordt dik.
Toevoeging van zuurselcultuur
In de zuivelindustrie wordt met opzet gebruikt gemaakt van de werking van de melkzuurbacteriën. Bij yoghurtbereiding wordt door bepaalde soorten melkzuurbacteriënmelkzuurgevormd,waardoorhetteverklarenis,datyoghurt dikker is dan melk. Ook in karnemelk en aangezuurde ondermelk zijn melkzuurbacteriën werkzaam geweest, waardoor de caseïne is neergeslagen.
Toevoeging van stremsel
Erzijn4verschillendesoorten - - - -caseïne.Demeeste caseïne moleculen bestaan uit relatief veel waterafstotende aminozuren. Caseïne is daardoor slecht oplosbaar in melk. Maar doordat er complexen worden gevormd van caseïnes waarbij het relatief goed oplosbare -caseïne aandebuitenkantvanhetcomplexaanwezigis,zijndezecomplexenalsgeheel wel in melk oplosbaar. Stremsel heeft een heel specifieke werkingop kaasstof. Het in de vloeistof aanwezige lebenzym chymosine splitst caseïnaat in paracaseïnaat en weiproteose (verdere uitleg: zie kaasbereiding in ).
1. Een normaal caseïne micel, 2. Een aanval van het enzym chymosine op de micel, 3. Een caseine micel waarvan de haren zijn afgeknipt
2.De melkbestanddelen en deeigenschappen van melk
De serumeiwitten
Serumeiwitten en hunvorm van voorkomen
Deserumeiwittenverschillenvancaseïnedoordatzenietalsdeeltjesvoorkomen in melk maar als opgeloste eiwitmoleculen. Met stremsel slaan ze niet neer. Bij het kaasmaken komen ze dus ook in de wei net als de weiproteose. Ook bij aanzuren van de melk blijvenze opgelost.
Serumeiwitten zijnwarmtegevoelig!
Afhankelijk van de verhittingsgraad zullen de serumeiwitten minder of meer denatureren.
Conclusie: serumeiwit inkaas is tevermijden!
Serumeiwit en antistoffen
Vroeger sprak men wel van "albumine" en "globuline", later bleek deze tweedeling niet correct, er komen wel vijf componentenvoor in deze eiwitten. De globulinen komen in melk inzeer geringe hoeveelheden voor, maar ze zijn wel erg belangrijk doordat ze de dragers zijn van de afweerstoffentegen ziekten (immunoglobulines).
Immuunstoffen
zijn eiwitten, vooral globulinen komen met een hoog gehalte voor in biestmelk. bieden bescherming tegen ziekteverwekkendemicro-organismen
Biest heeft een hoog gehalte aan serumeiwitten, veel meer dan het vijfde deel van het eiwitgehalte vanmelk. Dit verklaart waardoor biest het koken nietkan verdragen.
2.3.3 De melksuiker =lactose
2.3.3.1 Lactoseenvormvanvoorkomen
Molecuulstructuur van lactose
2.De melkbestanddelen en deeigenschappen van melk
Onder invloed van het enzym lactase wordt de disacharide lactose afgebroken in enkelvoudige suikers.
Melksuiker heeft een zoetend vermogendat veel lager is dan dat van saccharose =biet- ofrietsuiker
In wei komt de "zoetesmaak" nog beter naar voor, door de afwezigheid van het vet eneiwit.
2.3.3.2 Lactose intolerantie
Lactose kan niet door iedereen verteerd worden. Deze mensen hebben een tekort aan lactase. Dit is een enzym in de darm normaal aanwezig dat lactose splitst in enkelvoudige suikers nl. glucose + galactose
Deze gaan dan viadedarmwand naar de bloedbaan.
Lactase wordt gevormddoor de darmvan jongezoogdieren enzuigelingen en in de darm van mensen die regelmatig melkproducten consumeren. Daardoor wordt het lactosetijdens de spijsvertering omgezet in glucose en galactose.
2.3.4
De melkzouten =mineralen
Ze komen voor als carbonaten, fosfaten, chloriden en citraten (neg. geladen)
Ze omvattenmineralen, vooral Ca en P, en sporenelementen, vooral Mg en
2.3.5 De vitaminen
Vitaminen zijn organische stoffen die in geringe concentratie in plantaardige en dierlijke bestanddelen aanwezig zijn. Ze zijn onmisbaar en onvervangbaar voor het normaal verloop van de levensprocessen. Ze zijn immers nodig voor groei, ontwikkeling en functie van het lichaam. Vaak is een vitamine een onderdeel van een bepaald enzym. Een tekort aan een vitamine kan een bepaalde ziekte veroorzaken.
De verschillende vitaminen worden aangeduid met een hoofdletter.
Ze kunnen ingedeeld worden in 2 groepen:
- de in water oplosbare vitaminen: Ben C
- de in vet oplosbarevitaminen: A, D, E en K =>zie verder bij de boterbereiding
Ook het pro- -caroteen) is opgelost in devetfase van de melk.
2.De melkbestanddelen en deeigenschappen van melk
Bij het karnen van room gaat het oranje-gele caroteen in de boterkorrels en geeft daardoor aan boter de typische gele kleur. In de winter ontvangt de koe in het voeder minder caroteen dan in de zomer. Om deze reden is zomerboter van naturegeler dan winterboter.
Volle melk is rijk aan vitaminen A & D.
2.3.6 De melkenzymen
Enzymen zijn een bijzondere groep van eiwitten die door levende organismen gevormd worden. Ze regelen de scheikundige reacties, die van het grootste belang zijn voor de levensverrichtingen. Ze worden tijdens deze omzettingen zelf niet verbruikt. Ze nemen deel aan de reactie en kunnen de reactie sneller laten verlopen. Als de omzettingen gedaan zijn, worden ze terug vrijgesteld. Daarom noemt men enzymenook: biologischekatalysatoren.
Dit kan men visueel voorstellen als volgt:
Figuur 5: werking van een enzym
Enzymen zijnwarmtegevoelig = zijn thermolabiel
De melk bevat tweesoorten enzymen: originele melkenzymen geproduceerd met behulpvan melkcellen door de koe zelf: koe-eigen bacteriële melkenzymen afkomstig van bacteriën die in de melk voorkomen koevreemde melkenzymen geproduceerd door de kiemen in de melk
De belangrijkste melkenzymen zijn : peroxidase, catalase, fosfatase,lipase en proteïnase. De meestemelkenzymenkunnen ook door bepaalde bacteriën gevormd worden.
2.De melkbestanddelen en deeigenschappen van melk
2.3.7 Overige componenten
LUCHT
Op een microscopischbeeld van melk ziet men duidelijk de aanwezigheid van luchtbellen. Ze zijn belangrijk voor de oogvorming (CO2) in kaas.
LICHAAMSCELLEN
Ze zijn verantwoordelijkvoor het celgetal van de melk.
in melk vrij veel ; het celgetal kan variëren tussen 5.000 20.000 tot 1 miljoen. De normis max. 400.000 cellen/ml melk heeft echter een celgetalvan max. 250.000. afkomstig uit uierweefsel o.a. witte bloedlichaampjes maar ook uiercellen van het kanalensysteem
In de loop van de lactatieperiode stijgt het aantalcellen. Een verhoogd celgetal kan ook wijzen op het voorkomen van een uierontsteking of mastitis. Het celgetal is hier een belangrijke kwaliteitsfactor.
CITROENZUUR
Dit organischzuur wordt gedurendede biologische rijping van room omgezet in diacetyl. Het is verantwoordelijk voor de typische smaak vanzure boter.
