Page 1

ISSN: 2083-0009

technika i technologia w przemyśle spożywczym

Wydanie specjalne CZERWIEC 2019

– TEMAT NUMERU –

MLECZARSTWO


OSM Łowicz wprowadził właśnie na rynek plastry o smaku goudy, na bazie tłuszczów roślinnych i skrobi. Poprosiliśmy o komentarz eksperta branżowego.

reklama

Gorące dyskusje Jacek Gorczyca AAK

Żywność pochodzenia roślinnego, wliczając w to analogi tradycyjnych

produktów mleczarskich na bazie roślin (z angielska plant based dairy), szybko zyskuje na popularności w ostatnich latach. Globalny rynek tej żywności rozwija się w niezwykle szybkim tempie, notując dwu-, a w niektórych segmentach i trzycyfrowe wzrosty rok do roku. Trend ten opiera się na kilku czynnikach, takich jak zmiana stylu życia nowych generacji konsumentów, zainteresowanie alternatywnymi dietami (wegańską, wegetariańską oraz coraz szerszą rzeszą konsumentów należących do grupy flexitarian) oraz względy zdrowotne (nietolerancja laktozy oraz alergie na białka mleka). Nie bez znaczenia pozostaje również rosnąca świadomość konsumentów na temat zrównoważonych sposobów produkcji żywności. Według danych Nielsena zebranych dla Plant Based Foods Association, sprzedaż samych napojów na bazie roślin (będących alternatywą dla mleka i napojów mlecznych) wzrosła o 9% w 2018 roku, podczas gdy sprzedaż mleka krowiego spadła o 6% (napoje na bazie roślin stanowią już 15% całkowitej sprzedaży mleka). Pamiętać jednak należy, że segment napojów roślinnych ma ugruntowaną pozycję na rynku i nie notuje już spektakularnych wzrostów - według Nielsena najbardziej imponujący jest wzrost w segmencie analogów śmietanek na bazie roślinnej (wzrost o 131%). Kolejnym szybko rozwijającym się segmentem są analogi serów na bazie roślinnej (43% wzrostu w 2018 roku). Rosnąca popularność żywności pochodzenia czysto roślinnego, nie zawierającej elementów odzwierzęcych, nie pozostaje bez wpływu na sektor mleczarski. Jako przykład podać można, iż francuski gigant mleczny Danone, który w 2017 przejął wiodącego producenta żywności pochodzenia roślinnego - firmę WhiteWave Foods (właściciela marki Alpro® ), w październiku 2018 roku ogłosił, że do 2025 roku zamierza potroić swój biznes oparty na żywności pochodzenia roślinnego, przyspieszając i rozszerzając ofertę napojów i jogurtów innych niż mleczne. Polscy producenci mleczarscy z duża rezerwą podchodzą do tej pory do produktów pochodzenia czysto roślinnego. Konserwatywne podejście sektora mleczarskiego, w połączeniu z dominującą pozycją własności spółdzielczej, ogranicza skłonność do zamiany surowców mlecznych na surowce czysto roślinne. Dla kontrastu przywołać można przykład sektora mięsnego, którego producenci coraz śmielej zamieniają surowce odzwierzęce na roślinne, podążając za trendami i potrzebami rynku.

2/2019

AGROindustry


REDAKCJA mikrobiologia

spis treści 6

Będzie o nas głośno rozmowa z Peterem Pieprzakiem

10

Z wizytą w Strzałkowie rozmowa z Piotrem Borowskim

ul. Królewska 7 lok. 18 47-400 Racibórz redakcja@bikotech.pl

RADA PROGRAMOWA Bogdan Dróżdż (SGGW) Lech Maryniak Adam Pawełas (Carlsberg) Ireneusz Plichta (ProEko) Janusz Wojdalski (SGGW) Zygmunt Zander (UWM)

12 Mleczarski jubileusz czyli Techmilk po raz dwudziesty fotorelacja 14

Mleko w Kielcach ocenione

16

Napoje fermentowane na bazie serwatki i mleka – perspektywy i możliwości technologiczne dr inż. Katarzyna Skryplonek

26 Mleczarze spotkali się w Kielcach 28 Nowoczesne rozwiązanie. Ograniczenie strat produktu na rynku mleczarskim Sylwia Jenkner, Dawid Ostaszewski 35 Włoszczowa, czyli dobry ser w dużych ilościach 36 Serwatka – charakterystyka i zagospodarowanie mgr inż. Justyna Tarapata, dr hab. inż. Justyna Żulewska, prof. UWM 42

REDAKTOR NACZELNA Aleksandra Wojnarowska, tel. 535 094 517 SEKRETARZ REDAKCJI Anna Koprowska, tel. 32 307 66 91 PROMOCJA I REKLAMA Monika Skrzyszowska, tel. 535 556 506, STUDIO GRAFICZNE, DTP PROGRAFIKA www.prografika.pl DRUK Drukarnia Wydawnictwa NOWINY ul. Olimpijska 20, 41-100 Siemianowice Śl. WYDAWCA Bikotech Sp. z o.o. ul. Królewska 7 lok. 18 47-400 Racibórz www.bikotech.pl www.agroindustry.pl Redakcja nie odpowiada za treść ogłoszeń oraz za treść i poprawność artykułów przygotowanych przez niezależnych autorów. Redakcja nie zwraca materiałów niezamówionych.

polecamy

Kwartalnik. Nakład: do 2 000 egzemplarzy

Napoje fermentowane na bazie serwatki i mleka – perspektywy i możliwości technologiczne, str. 16

Serwatka – charakterystyka i zagospodarowanie, str. 36

GEA zbiera nagrody Z

a innowację: GEA PRO+ innowacyjne rozwiązanie dla przemysłu firma GEA Westfalia Separator Polska Sp. z o.o. otrzymała nagrodę w trzech kategoriach: gospodarka energią, innowacyjne rozwiązania procesowe oraz ochrona środowiska. Gratulujemy! Na zdjęciu: Sylwia Jenkner ze zwycięskim trofeum. Szczegółowy opis technologii na stronie 28.

***** Wydawca jest organizatorem konkursów, ocen i plebiscytów:


Zaopatrz się w śmietanówkę

Ś

mietankówki oleskie w aranżacji weselnej zostały zaprezentowane podczas Targów Ślubnych. Wybór weselnego trunku to zawsze wyzwanie. Śmietankówka oleska poleca się jako poczęstunek oraz upominek dla gości weselnych. Źródło: informacja prasowa SM Olecko

Mleczna mafia

z Chorzel

P

olicjanci wydziału kryminalnego z przasnyskiej komendy rozbili grupę przestępczą, zajmującą się kradzieżą wyrobów mleczarskich z SM Mazowsze w Chorzelach. Łączna wartość skradzionych wyrobów mleczarskich w wyniku działania sprawców ma wynosić ponad 700 tys. złotych.. Policjanci Wydziału Kryminalnego z Komendy Powiatowej Policji w Przasnyszu zajmujący się zwalczaniem przestępczości gospodarczej od dłuższego czasu rozpracowywali grupę przestępczą, której członkowie od około 2 lat mieli trudnić się kradzieżą i obrotem wyrobami mleczarskimi pochodzącymi ze Spółdzielni Mielczarskiej Mazowsze w Chorzelach. 25 kwietnia 2019 roku funkcjonariusze w miejscowości Brzeski Kołaki gm. Chorzele w pow. przasnyskim podczas kontroli samochodu dostawczego ujawnili blisko dwie tony skradzionego sera i około tony masła. Dalsze ustalenia doprowadziły do zatrzymania sześciu mężczyzn mających związek z procederem. Czterech z nich to pracownicy SM Mazowsze. Grozi im kara do 10 lat pozbawienia wolności. Prezes Konrad Smoliński nie zechciał skomentować dla nas tej sytuacji. Sprawa jest w toku a policja prowadzi śledztwo - usłyszeliśmy. Więcej na: http://www.mazowiecka.policja.gov.pl/wpz/aktualnosci/29826,6-zatrzymanych -odzyskano-prawie-2-tony-sera-i-blisko-tone-masla.html 2/2019

AGROindustry

reklama

Bierzesz ślub?


6

rozmowa numeru

Będzie o nas głośno Rozmowa z Peterem Pieprzakiem, twórcą i właścicielem firmy PHIMAR, oferującej kompleksowe wykonawstwo inwestycji w sektorze mleczarskim.

Wasza firma rozpoczęła działalność od sprzedaży komponentów procesowych. Jak to się stało, że jesteście dzisiaj na etapie kompleksowej realizacji inwestycji? Swoją działalność – handel maszynami i urządzeniami do przemysłu spożywczego rozpocząłem w Niemczech pracując jeszcze dla firmy GEA, gdzie kierowałem działem wymienników ciepła. Ze sprzedażą zaczęły wiązać się coraz częstsze pytania natury technologicznej, podłączenia urządzeń, koncepcji technologicznych, drobnych schematów technologicznych itp.

Pracy było dużo i trzeba było podjąć decyzje. Wykorzystując swoje ponad 20-to letnie doświadczenie w branży mleczarskiej (Alfa Laval/Tetra Pak i GEA) postanowiłem stworzyć firmę niezależną koncernowo, elastyczną, o krótkich drogach decyzyjności. Jakie były kamienie milowe w rozwoju firmy? Pierwszym dużym projektem była budowa nowego zakładu mleczarskiego w Grudziądzu (obecnie POLMLEK Grudziądz). Projekt na „zielonej łące”, trwający ponad dwa lata, od 2007 do 2009 roku. W tym roku też rozpoczęła

W niektórych zakładach nie jesteśmy jeszcze znani – ale to zmienimy. Przez najbliższe 2-3 lata zwiększymy znacznie znajomość naszej marki na rynku polskim a także przynajmniej dwukrotnie obrót

swoja działalność PHIMAR Polska Sp. z o.o. z odpowiednią kadrą inżynierską, stanowiącą do dzisiaj trzon firmy. D r u gim ka mie nie m mil ow ym w historii naszej firmy była adaptacja i instalacja używanej linii serowarskiej na bazie Casomatic i przebudowa zakładu SM SPOMLEK w Młynarach w oparciu o kompletnie nowe sterowanie - instalacja włącznie z obróbką i odzyskiem ciepła z serwatki. W ślad za tym poszła następna inwestycja - nowa linia serowarska w SM SPOMLEK w Chojnicach. Związane to było, podobnie jak w innych przypadkach, z przebudową i modernizacją całego zakładu. Wartość realizowanej przez nas części projektu przekroczyła kwotę 5 mln EUR. Jak wygląda wasze portfolio? Do tej pory zainstalowaliśmy w Polsce m.in. 4 linie serowarskie wraz ze związaną z nimi przebudową/

AGROindustry

2/2019


rozmowa numeru

modernizacją całych zakładów – linie o łącznej zdolności przerobowej ponad 1 mln litrów mleka na dobę. Zrealizowaliśmy tez projekty linii produkcyjnych do masła, margaryny, jogurtów, napojów fermentowanych, t warożków, serków termizowanych itp.. Stacje CIP, urządzenia, jednostki do aparatowni czy tez filtracje membranowe są również w naszym zrealizowanym portfolio.

w nową automatykę. Takiej elastyczności w takim kompleksowym zakresie nie oferuje żadna inna firma w Polsce. Czy jesteście najlepsi? Wiemy co robimy. Mamy bardzo duże doświadczenie od strony technologicznej i automatyki procesowej. Zatrudniamy inżynierów i technologów z ponad 20-to letnim doświadczeniem. Oferujemy rozwiązania o pełnej

Zagrożeniem dla rynku mleczarskiego, nie tylko w Polsce, są ostatnie start-upy w branży biotechnologicznej – np. pozyskanie „sztucznego mleka” na bazie fermentacji cukru. W związku z tym będą mogły powstawać nowe spółki niezwiązane zupełnie z typowym rolnictwem – krowy do tego nie będą już potrzebne

Aktualnie jesteśmy w trakcie instalacji piątej linii serowarskiej i zwią zanej z t ym modernizacji i rozbudowy mleczarni z 200 na 600 tysięcy litrów mleka na dobę. Projekt ten jest realizowanyw Rosji.

elastyczności technologicznej i finansowej. Razem z klientem znajdujemy zawsze optimum. Do postawionych nam zadań podchodzimy kompleksowo i bardzo krytycznie szukając optymalnych rozwiązań.

Co możecie zaoferować polskiej mleczarni? Nasz główny fokus leży w kompleksowych rozwiązaniach technologicznych, w modernizacji i przeróbce/ rozbudowie całych zakładów i linii produkcyjnych. Oczywiście nie unikamy mniejszych zadań, włącznie z dostawą tylko komponentów. Mamy również własny prężny dział automatyki procesowej o szerokim zakresie działalności. Oferujemy rozwiązania dostosowane do konkretnych wymogów, nie zawsze opierając się tylko o nowe urządzenia. W celu optymalizacji inwestycji możemy powiązać maszyny nowe z używanymi i wyposażyć całość

Ma pan ambitne plany związane z ekspansją na polskim rynku… Powołałem do zarządu dwóch wieloletnich pracowników, którzy od początku budowali ze mną firmę oraz mojego syna: ustawiliśmy zwrotnice na młodość i przyszłość z ambitnymi celami. Mamy naprawdę wspaniała ekipę, która z pełnym zaangażowaniem poprowadzi firmę ku nowym wyzwaniom. W niektórych zakładach nie jesteśmy jeszcze znani – ale to zmienimy. Przez najbliższe 2-3 lata zwiększymy znacznie znajomość naszej marki na polskim rynku a także, przynajmniej dwukrotnie, obrót. Zachęcam do kontaktu z nami – chętnie porozmawiamy o planach i rozwiązaniach inwestycyjnych.

2/2019

AGROindustry

Mleczarnie kształcą mleczarzy

Firma SM Spomlek zaangażowała się w powstanie nowego kierunku kształcenia w Zespole Szkół Rolniczych w Woli Osowińskiej. Od września jego uczniowie będą mogli kształcić się w zawodzie Technik Przetwórstwa Mleczarskiego. Nowy kierunek ma być odpowiedzią na obecne trendy na rynku pracy. W programie zajęć, poza przedmiotami ogólnokształcącymi, znajdą się również zajęcia dotyczące m.in. technik stosowanych w przetwórstwie spożywczym, podstaw analizy żywności oraz nadzoru produkcji w zakładzie mleczarskim. Uczniowie będą mogli również pogłębiać swoją znajomość języków obcych, w tym słownictwa branżowego.

Równolegle OSM we Włoszczowie podpisała umowę patronacką z Zespołem Szkół Ponadgimnazjalnych numer 3 imienia Stanisława Staszica. Utworzona zostanie klasa, w której będą się kształcić przyszli pracownicy różnych stanowisk w mleczarni. Nabór ruszył w połowie maja, a zgłaszać się mogą uczniowie z całego kraju. Praca w spółdzielni mleczarskiej to wiele różnych stanowisk, począwszy od przyjmowania mleka, przez badania w laboratorium, wyrobu każdego produktu, jak sery, masło, śmietana, po działania promocyjne, marketingowe i handel - powiedział Ryszard Pizior, prezes Okręgowej Spółdzielni Mleczarskiej we Włoszczowie.


8

Ustawiliśmy zwrotnice na młodość i przyszłość z ambitnymi celami. Mamy naprawdę wspaniała ekipę

rozmowa numeru

różnorodność rozwiązań, na krytyczne punkty i ułatwić klientowi wybór właściwego kierunku.

Nowy produkt, nowy pomysł to dla nas tez niesamowite wyzwanie – wspólnie z klientem wykreować cos nowego, innego, dobrać tak urządzenia i instalacje żeby w efekcie końcowym otrzymać produkt unikalny. Myślę ze to wystarczająca dawka adrenaliny dla każdego technologa i inżyniera

Mam pan w sobie dużo pasji. Czy przetwórstwo mleka może być fascynujące?

produkcyjne. Co powinna zrobić kadra zarządzająca, aby uniknąć takich problemów?

Wystarczy wejść do części nabiałowej każdego marketu: ogromna różnorodność produktów z jednej „białej” bazy. Jest to głównie efekt pomysłowości i kreatywności technologów w zakładach mleczarskich. Nowy produkt, nowy pomysł to dla nas też niesamowite wyzwanie – wspólnie z klientem wykreować cos nowego, innego, dobrać tak urządzenia i instalacje, żeby w efekcie końcowym otrzymać produkt unikalny. Myślę że to wystarczająca dawka adrenaliny dla każdego technologa i inżyniera.

Problemy tego typu wynikają najczęściej z niedomowień przed rozpoczęciem realizacji. Dlatego bardzo ważne są bardzo zgłębione, detaliczne i otwarte rozmowy w fazie projektowej. Unika się dzięki temu często słyszanego później zwrotu „my myśleliśmy że…”. Precyzyjnie sformułowane zadanie to podstawa sukcesu obu stron. Jednoznacznie opisane zadanie to dla kadry zarządzającej łatwiejsza droga wyboru właściwego wykonawcy (porównywalność ofert) pomyślnej realizacji inwestycji. Wszelkie późniejsze zmiany to niepotrzebne dodatkowe koszty, stracony czas i stres. Nasza doświadczona kadra inżynierska stara się podczas rozmów wskazać na

Wcale nie tak rzadko zdarzają się niepoprawnie lub źle zaprojektowane linie

Czy obserwuje pan jakieś zauważalne trendy na polskim rynku mleka? Myślę, że trend konsolidacji polskich spółdzielni, ale tez przejęcia przez prywatne duże zakłady będzie dalej postępował. Jest to trend nieodwracalny, z punktu widzenia gospodarki niekoniecznie negatywny. Obserwujemy to zjawisko od dawna w całej Europie zachodniej. Poza tym wraz ze zmianą pokoleń zmieniają się oczekiwania konsumentów. Ludzie młodzi chcą produktów zdrowych, ekologicznych i tzw. „to-go” – i są też gotowi zapłacić za nie odpowiednio więcej. Ten trend obserwujemy np. w Niemczech i Anglii. Polska raczkuje w tej dziedzinie – produktów ekologicznych jest jeszcze zbyt mało i myślę ze tutaj jest szansa dla mleczarni. Istotne zagrożenia dla sektora? Pewnym zagrożeniem dla rynku mleczarskiego, nie tylko w Polsce, są ostatnie start-upy w branży biotechnologicznej – np. pozyskanie „sztucznego mleka” na bazie fermentacji cukru. W związku z tym będą mogły powstawać nowe spółki niezwiązane zupełnie z typowym rolnictwem – krowy do tego nie będą już potrzebne. Myślę jednak, że nowe produkty tego typu pojawią się na rynku najwcześniej za kilka lat. Na takie radykalne zmiany rynki reagują trochę wolniej ale myślę ze ten proces prędzej czy później nastąpi. Dziękuję za rozmowę Rozmawiała Aleksandra Wojnarowska

AGROindustry

2/2019


10

Z wizytą w Strzałkowie Rozmowa z Piotrem Borowskim, prezesem SM Udziałowców w Strzałkowie

Zaręczyny przy twarogu śmietanowym Do mleczarni w Strzałkowie przychodzi sporo korespondencji od konsumentów. W jednym z listów opisany był przypadek przyjęcia oświadczyn, gdzie zamiast kwiatów, meżczyzna przywiozł ze sobą „śmietankowy ze Strzałkowa”. Kobieta się wzruszyła, oświadczyny zostały przyjęte.

AGROindustry

2/2019


11

z wizytą w zakładzie

2 600 ton twarogu to minimalne tegoroczne założenie produkcyjne Strzałkowa Smak Waszego twarogu jest bardzo ceniony. Jak się robi twaróg w Strzałkowie? Technologia produkcji twarogu jest wszędzie taka sama. Różnice w smaku wynikają z pewnych niuansów technologicznych, których oczywiście nie zdradzę. Nasi pracownicy wkładają całe serce w produkcję, co z pewnością również pomaga uzyskać nam unikalne walory smakowe.

Zatrudniacie 80 osób, czy są kłopoty z pozyskaniem pracowników? Rotacja jest naturalna, nie obserwujemy większych problemów w tym zakresie. Najlepszym absolwentom lokalnej szkoły fundujemy stypendia w zamian za późniejszą pracę u nas. Pod warunkiem, że pójdą na studia na UWM do Olsztyna na Wydział Mleczarstwa i Nauki o Żywności

Jak to się stało, że nikt nie podkradł technologii? Ludzie są dobrze wynagradzani, podpisują również klauzulę poufności. Zresztą połowa naszych twarożkarzy pochodzi z gminy Strzałkowo, to lokalni patrioci. I tu ciekawostka: dwie trzecie zatrudnionych to kobiety.

Czy 80 tysięcy litrów dziennego przerobu mleka przerabianych jest w Strzałkowie na twaróg? Pr ze d e ws z ys tk im. N a s z y m mocnym fundamentem jest twaróg. Dodatkowo produkujemy szereg innych wyrobów tj. masło, śmieta-

2/2019

AGROindustry

ny, napoje fermentowane i mleko. Szczerze polecam. Jaka jest Pańska recepta na zarządzanie małą mleczarnią? Nie nastawiać się na konkurencję z dużymi podmiotami, szukać innej półki. Nie jesteśmy w stanie zaopatrzyć w nabiał wszystkich Polaków. Wystarczą nam Ci, którzy pragną dobrze, zdrowo i smacznie zjeść. 

Dziękuję za rozmowę Rozmawiała Aleksandra Wojnarowska


12

fotorelacja

Techmilk 2019 W edycji 2019 oficjalnie uczestniczyło 300 osób

Mleczarski jubileusz czyli Techmilk po raz dwudziesty Seminarium „Postęp Techniczny

w Przetwórstwie Mleka” odbyło się w dniach 12-15 lutego 2019r. Redakcja AGROindustry jak co roku objęła wydarzenie patronatem medialnym. Ponad 50 firm – dostawców techniki i technologii prezentowało swoją ofertę dla przemysłu mleczarskiego. W seminarium udział wzięły zarówno potężne, międzynarodowe koncerny jak i firmy lokalne, świadczące usługi dla przetwórstwa mleka. Wieloletni partner seminarium – firma AlimaBis świętuje w tym roku trzydziestolecie a firma Trepko – stulecie działalności. Techmilk, jak każde inne spotkanie, jest silne siłą swoich uczestników. Dlatego Jan Limanowski, przewodniczący komitetu organizacyjnego, wręczył pamiątkowe dyplomy za wieloletni wkład w rozwój seminarium. Wyróżnienia otrzymały firmy Zentis, AlimaBis oraz GEA.

300 osób, w tym 94 przedstawicieli zakładów mleczarskich i 192 przedstawicieli dostawców techniki i technologii przyjechało w lutym do Mikołajek, aby wziąć udział w dwudziestej edycji seminarium Techmilk.

Zarząd OSM Czarnków nie opuścił – zdaje się – żadnej edycji Techmilku. Na zdjęciu prezes Helmut Doliwa i wiceprezes Zofia Just podczas pogawędki z Andrzejem Dąbrowskim.

Maciej Więckowski, Sylwia Jenkner oraz Jarosław Trębski - przedstawiciele GEA z dumą prezentują dyplom wręczony przez profesora Limanowskiego.

Silna ekipa firmy Spinex: Sandra Spinkiewicz, Emilia Siemionkowicz i Sławomir Chodarcewicz

Przemysław Leszczyński (Weber) podczas prezentacji o zbiornikach z tworzyw termoplastycznych

AGROindustry

2/2019


Organizatorzy Techmilk 2019

Waldemar Broś

Jan Limanowski

Małgorzata Darewicz

Mirosław Sobolewski, Beata Dziekońska oraz Agnieszka Mierzejewska prezentowali ofertę firmy Agrana Fruit.

Maciej Gierszewski (SealedAir) bardzo ciekawie opowiadał o trendach na rynku opakowań

Jubileuszowy tort dostępny był nawet dla spóźnialskich

Silna i sympatyczna ekipa z AlfaLaval

Janusz Kroll (AlimaBis) przedstawił 30-letnią historię firmy, od początku mocno związaną z mleczarstwem

Adam Biczak (Spomasz Zamość) zachęcał do współpracy przy nowych inwestycjach

Przedstawiciele firmy SMC (po raz pierwszy w Mikołajkach) przekonywali że na sprężonym powietrzu można zaoszczędzić wielkie pieniądze

Można było popróbować aromatów z całego świata. Monika Szafran z Frutarom dzieliła się swoją wiedzą z zakresu specjalistycznych dodatków do przemysłu mleczarskiego. Na pierwszym planie zainteresowany tematem Jacek Buchwald (Prominent). Na drugim planie przedstawiciele firmy Essentia

Bolesław Wysocki i Cezary Sejdak – OSM Łowicz

Stoisko firmy Trepko tętniło życiem


14

Mleko

mleczarstwo

w Kielcach ocenione

Tradycją jest pamiątkowe zdjęcie nagrodzonych laureatów

Po raz kolejny Krajowe Stowarzyszenie Mleczarzy

zorganizowało Krajową Ocenę Mleka Spożywczego i Mlek Fermentowanych. Szacowne grono jurorów w składzie: Chudziński Jacek, Czerniewicz Maria, Dąbrowska Anna, Domińczak Paweł, Graczkowski Paweł, Grudzień Aldona, Kiełczewska Katarzyna, Kłębukowska Lucyna, Kowalik Jarosław, Łobacz Adriana, Nadrowski Tadeusz, Nowak Hanna, Smoczyński Michał, Staniewska Katarzyna, Szołtysik Marek, Tarczyńska Sylwia oraz komisja w składzie: prof. dr hab. Józefa Chrzanowska, prof. dr hab. Jan Pikul, dr hab. Antoni Pluta, prof. SGGW, prof. dr hab. Arnold Reps, mgr inż. Hanna Bogdańska – Zaręba, prof. dr hab. Stefan Ziajka, dr hab Agata Znamirowska, prof. UR dokonało oceny zgłoszonych produktów. Obok prezentujemy wyniki oceny.

AGROindustry

2/2019


15

mleczarstwo

Produkt Mleczny Roku 2019 Statuetkę „Produkt Mleczny Roku 2019” otrzymała SPÓŁDZIELNIA MLECZARSKA BIELUCH w Chełmie za jogurt prebiotyczny typu greckiego z inuliną o podwyższonych walorach prozdrowotnych.

Mleko spożywcze UHT Okręgowa Spółdzielnia Mleczarska WART – MILK w Sieradzu za mleko UHT MU!

Mleko spożywcze wysokopasteryzowane •     Okręgowa Spółdzielnia Mleczarska w Piaskach za mleko naturalne 2% •     Okręgowa Spółdzielnia Mleczarska w Końskich za zestaw mlek spożywczych wysokopasteryzowanych 2% i 3,5% •     Średzka Spółdzielnia Mleczarska JANA w Środzie Wielkopolskiej za mleko spożywcze JERSEY

Mleka fermentowane naturalne – Jogurt naturalny •     Okręgowa Spółdzielnia Mleczarska w Łowiczu za jogurt naturalny bez laktozy •     Okręgowa Spółdzielnia Mleczarska we Włoszczowie za jogurt naturalny

Mleka fermentowane naturalne – Jogurt naturalny typu greckiego •     Okręgowa Spółdzielnia Mleczarska w Siedlcach za jogurt naturalny typu greckiego •     Okręgowa Spółdzielnia Mleczarska w Krasnymstawie za jogurt naturalny typu greckiego

2/2019

AGROindustry

Mleka fermentowane naturalne – Kefir naturalny •     Kujawska Spółdzielnia Mleczarska za kefir z Kujaw i Ziemi Dobrzyńskiej •     Okręgowa Spółdzielnia Mleczarska w Jarocinie za kefir naturalny •     Okręgowa Spółdzielnia Mleczarska w Kole za kefir rodzinny •     S półdzielnia Mleczarska Bieluch w Chełmie za kefir naturalny

Silna ekipa z OSM Łowicz ze zdobytymi medalami

Mleka fermentowane naturalne – Maślanka •     Okręgowa Spółdzielnia Mleczarska we Włoszczowie za maślankę •     Spółdzielnia Mleczarska w Gostyniu za maślankę gostyńską prosto z masielnicy •     Okręgowa Spółdzielnia Mleczarska w Krasnymstawie za maślankę

Mleka fermentowane naturalne – Zsiadłe mleko

Przedstawiciele OSM Włoszczowa, również bardzo dumni z wygranej

•     Okręgowa Spółdzielnia Mleczarska w Piaskach za zsiadłe mleko Piaseckie jak dawniej •     Okręgowa Spółdzielnia Mleczarska w Krasnymstawie za zsiadłe mleko

Smakowe mleka fermentowane •     Okręgowa Spółdzielnia Mleczarska w Łowiczu za zestaw jogurtów pitnych LAVITA: marchwiowo-pomarańczowy, jabłko – burak ćwikłowy, wieloowocowy ze zbożami •     Spółdzielnia Mleczarska MLEKPOL w Grajewie za zestaw jogurtów pitnych owocowo -warzywnych ACTI VEGE z błonnikiem: kiwi - jarmuż, marchew – mango, czarna porzeczka – burak.

Sylwia Tarczyńska w trakcie kolacji przedstawiła wyniki oceny

Mleko spożywcze i mleka fermentowane objęte programem dla szkół •     Okręgowa Spółdzielnia Mleczarska w Jarocinie za mleko spożywcze pasteryzowane.


16

napoje na bazie mleka

Napoje fermentowane na bazie serwatki i mleka

– perspektywy i możliwości technologiczne dr inż. Katarzyna Skryplonek Zakład Technologii Mleczarskiej i Przechowalnictwa Żywności Wydział Nauk o Żywności i Rybactwa Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wzrastający popyt na mleczne napoje fermentowane oraz zwiększające się zainteresowanie żywnością funkcjonalną sprawia, że pożądanym kierunkiem przetwórstwa serwatki może być jej wykorzystanie do produkcji napojów fermentowanych, w tym napojów zawierających szczepy bakterii probiotycznych.

mysłu mleczarskiego powstający w ogromnych ilościach głównie podczas produkcji serów podpuszczkowych oraz twarogowych. Objętość serwatki stanowi 85 ÷ 90 % objętości mleka użytego w procesie produkcji. Serwatka składa się w ok. 93% z wody, a głównym składnikiem suchej masy serwatki jest laktoza, której obecność sprawia, że serwatka może być poddana fermentacji z udziałem bakterii kwasu mlekowego. Serwatka zawiera ponadto cenne białka serwatkowe, znaczne ilości związków mineralnych, w  tym głównie wapnia i fosforu, a także witaminy z grupy B. Wykazano, że serwatka wywiera korzystny wpływ na funkcjonowanie organizmu m.in. poprzez działanie przeciwdrobnoustrojowe, zapobieganie rozwojowi osteoporozy, przeciwdziałanie niektórym nowotworom oraz wspomaganie odchudzania. Przetwórstwo serwatki polega w głównej mierze na stosowaniu

procesów membranowych, takich jak: odwrócona osmoza, nanofiltracja i ultrafiltracja oraz procesów suszenia w celu otrzymania koncentratów oraz izolatów białek serwatkowych, a także serwatki w proszku, znajdujących zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu spożywczego. Z kolei zainteresowanie wykorzystaniem płynnej serwatki do produkcji żywności jest niewielkie. Stosuje się ją przede wszystkim do wytwarzania serów serwatkowych, takich jak włoska ricotta. Na rynku krajowym brakuje natomiast napojów z  serwatki. Wzrastający popyt na mleczne napoje fermentowane oraz zwiększające się zainteresowanie żywnością funkcjonalną sprawia, że pożądanym kierunkiem przetwórstwa serwatki może być jej wykorzystanie do produkcji napojów fermentowanych, w tym napojów zawierających szczepy bakterii probiotycznych. Proces fermentacji wpływa na zwiększenie walorów serwatki poprzez zmniejszenie

rivella.com/ch/en/home

Serwatka to produkt uboczny prze-

AGROindustry

2/2019


17

napoje na bazie mleka

zawartości laktozy oraz zmniejszenie alergenności białek serwatkowych. Zastosowanie w procesie fermentacji szczepów bakterii probiotycznych umożliwia uzyskanie produktu o cechach żywności funkcjonalnej.

Skład oraz właściwości serwatki Serwatka stanowi główny produkt uboczny przemysłu mleczarskiego otrzymywany podczas produkcji serów oraz kazeiny. Ilość otrzymywanej serwatki stanowi około 85-90% ilości mleka przerobowego. Szacuje się, że 37% mleka przetwarzanego w Unii Europejskiej jest wykorzystywanych w serowarstwie (Eurostat, 2017). Pod względem cech organoleptycznych, serwatka zupełnie nie przypomina mleka i stanowi wodnistą, przejrzystą ciecz o żółto-zielonkawej barwie, orzeźwiającym, słonawym smaku i charakterystycznym zapachu. Pomimo tego, że serwatka jest produktem ubocznym, w swoim składzie zawiera aż około 50% składników suchej masy mleka (tab. 1). Zawartość tłuszczu w serwatce jest niewielka, również ilość kazeiny, która formuje skrzep sera, jest śladowa. Podczas produkcji serów do serwatki przechodzi natomiast większość białek serwatkowych, laktozy oraz związków mineralnych. Całkowita zawartość suchej masy w serwatce wynosi około 6,7%.

Składnik

Ze względu na sposób koagulacji, czyli tworzenia skrzepu z mleka, wyróżnia się serwatkę podpuszczkową (słodką) o pH 6-7 otrzymywaną podczas produkcji serów podpuszczkowych oraz serwatkę kwasową (pH<5) będącą produktem ubocznym produkcji serów twarogowych. Poza odczynem serwatki różnią się nieco składem. Serwatka kwasowa zawiera mniejszą ilość białek serwatkowych, większą zawartość związków mineralnych, a także znajduje się w niej prawie cała ilość zawartego

Zawartość [%] mleko

serwatka

2,8

<0,1

kazeina białka serwatkowe

0,7

0,6 – 1,0

tłuszcz

3,7

0,0 – 0,5

laktoza

4,9

4,5 – 5,0

składniki mineralne

0,7

0,5 – 0,7

sucha masa

12,8

6,3 – 7,0

2/2019

AGROindustry

Tabela 1. Porównanie składu mleka i serwatki

w mleku wapnia. Ponadto serwatka podpuszczkowa zawiera powstający w wyniku działania podpuszczki glikomakropeptyd. Mniejsza zawartość białka, wyższy udział soli mineralnych oraz obecność kwasu mlekowego powoduje, że serwatka kwasowa w mniejszym stopniu niż podpuszczkowa nadaje się do przetwórstwa. Mimo iż serwatka jest produktem ubocznym, traktowanym dawniej jako uciążliwy odpad, charakteryzuje się ona cennymi właściwościami oraz szerokimi możliwościami zastosowań. Składniki serwatki są łatwo przyswajalne, mają wysoką wartość odżywczą oraz wykazują korzystny wpływ na funkcjonowanie organizmu. Główny składnik serwatki, czyli laktoza, ułatwia wchłanianie związków mineralnych oraz sprzyja lepszemu wykorzystaniu witaminy D, a także stanowi źródło energii dla pożytecznych bakterii zasiedlających jelita. Szczególnie


18

napoje na bazie mleka

wartościowym składnikiem serwatki są białka serwatkowe, do których należą laktoglobulina-β i laktoalbumina-α, stanowiące 75% wszystkich białek serwatkowych, albumina serum krwi bydlęcej (BSA – bovine serum albumin) immunoglobuliny, a także takie białka jak glikomakropeptyd, laktoferyna i laktoperoksydaza oraz proteozy i peptony. Białka te mają najwyższą wartość biologiczną spośród wszystkich białek występujących w żywności. Spożycie 14 g białka serwatkowego pokrywa dzienne zapotrzebowanie na aminokwasy osoby o masie ciała 70 kg, co odpowiada 23 g kazeiny lub 17 g białka jaja kurzego. Potwierdzono także, że białka serwatki wykazują działanie prozdrowotne (antyoksydacyjne, przeciwdrobnoustrojowe, przeciwno-

wotworowe), stymulują regenerację i rozwój tkanki mięśniowej oraz ułatwiają kontrolę wagi poprzez zwiększanie uczucia sytości i hamowanie akumulacji tłuszczu w tkance tłuszczowej. Ponadto białka te są źródłem bioaktywnych peptydów, które mogą wykazywać między innymi działanie obniżające ciśnienie krwi, redukujące poziom cholesterolu, uspokajające oraz przeciwbólowe. Białka serwatkowe stanowią bogate źródło niezbędnych w diecie aminokwasów egzogennych. Szczególnie obficie występują w nich kluczowe dla prawidłowego rozwoju mięśni aminokwasy rozgałęzione, czyli leucyna, izoleucyna i walina, które stanowią ok. 26% wszystkich reszt aminokwasowych. Białka serwatki są bogate także w inne aminokwasy: cysteinę niezbędną do syntezy glutationu, głównego składnika nieenzymatycznego układu antyoksydacyjnego w organizmie oraz glutaminę odgrywającą kluczową rolę w metabolizmie azotu. Ponadto są one bogate w tryptofan, prekursor do syntezy hormonu serotoniny. O dużej wartości i przydatności do przetwórstwa białek serwatkowych świadczą także ich cenne właściwości funkcjonalne (wysoka rozpuszczalność, lepkość, wodochłonność, żelowanie, zdolność do tworzenia pian oraz właściwości emulgujące), dzięki którym znalazły one zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu spożywczego. Oprócz białek, serwatka jest bogatym źródłem związków mineralnych (wapń, fosfor, sód, potas, chlor, żelazo, miedź, cynk, magnez), a także witamin z grupy B oraz witaminy A. Obecność ryboflawiny (witaminy B2) nadaje serwatce charakterystyczną żółto-zielonkawą barwę. Wymienione właściwości prozdrowotne serwatki i zawartych w niej białek serwatkowych przemawiają za jej stosowaniem w produkcji żywności funkcjonalnej, której rynek dynamicznie się rozwija. Jest to spowodowane

zwiększającą się świadomością konsumentów dotyczącą znaczenia diety dla prawidłowego funkcjonowania organizmu i idącą za tym zmianą przyzwyczajeń żywieniowych. Ważną pozycję w na rynku żywności funkcjonalnej zajmują produkty mleczarskie, a szczególnie mleczne napoje fermentowane. Obecnie ciągle opracowywane są nowe produkty funkcjonalne, z których wiele zawiera preparaty serwatkowe, co zwiększa opłacalność przetwórstwa serwatki i wpływa na rozwój stosowanych technologii.

Wykorzystanie serwatki do produkcji napojów Obecnie serwatka wykorzystywana jest głównie do produkcji serwatki w proszku, koncentratów białek serwatkowych oraz laktozy, które znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu spożywczego. Przemysłowe zastosowanie płynnej serwatki jest ograniczone przede wszystkim ze względu na niską zawartość suchej masy, a także zmienność składu chemicznego. W przemyśle spożywczym serwatka płynna znajduje zastosowanie jako dodatek do wypieku chleba oraz innych produktów piekarniczych i ciastkarskich, może być także wykorzystana w przemyśle mięsnym do produkcji wyrobów rozdrobnionych. W przemyśle mleczarskim płynna serwatka tradycyjnie stosowana jest do wyrobu serów serwatkowych (zwarowych) takich jak włoska Ricotta, norweski Mysost czy grecki Manouri. Jednakże należy pamiętać, że wykorzystując serwatkę do produkcji serów, otrzymujemy kolejny produkt uboczny w postaci „serwatki z serwatki”. Innym rozwiązaniem jest wykorzystanie płynnej serwatki do produkcji napojów. Wykorzystanie serwatki jako napoju spożywanego szczególnie w celach terapeutycznych było znane już w czasach starożytnych

AGROindustry

2/2019


20

napoje na bazie mleka

za sprawą Hipokratesa. Ze względu na charakterystyczny smak, serwatka w formie nieprzetworzonej nie stanowi atrakcyjnego produktu, może być jednak surowcem do produkcji szerokiej gamy produktów do picia. Dotychczas opracowano szeroką gamę tego typu napojów, wyróżnia się między innymi napoje z dodatkiem soków owocowych i innych dodatków smakowych, napoje dietetyczne, napoje wysokobiałkowe oraz napoje serwatkowe w proszku. Napoje serwatkowe można podzielić na napoje niepoddane oraz poddane procesowi fermentacji. Oprócz napojów, w których serwatka stanowi główny lub jeden z głównych surowców, wyróżnia się także napoje z dodatkiem preparatów otrzymanych na bazie serwatki, głównie z białkami serwatkowymi, jak np. napoje dla sportowców czy rekonwalescentów. Napoje z sokiem owocowym mogą być wytwarzane na bazie serwatki kwasowej, której kwaśny smak współgra z kwaśnym smakiem owoców. Napoje te mogą być dodatkowo wzbogacane w witaminy i składniki mineralne. Opracowano m.in. napoje serwatkowe z dodatkiem bananów, mango czy owoców acai. Oprócz owoców, napoje serwatkowe mogą być łączone z warzywami lub też mogą zawierać takie dodatki jak miód, wanilia czy kakao. Ciekawym rozwiązaniem są napoje na bazie serwatki z dodatkiem otrąb zbożowych (owsianych, ryżowych lub jęczmiennych), które są źródłem błonnika pokarmowego oraz białek. Kolejną grupą napojów na bazie serwatki są niefermentowane napoje typu mlecznego zbliżone w swoich właściwościach do mleka. Produkty te mogą stanowić mieszankę płynnej lub suszonej serwatki z takimi składnikami jak pełnotłuste lub odtłuszczone mleko, maślanka, oleje roślinne, hydrokoloidy czy emulgatory. Napoje gaszące pragnienie są zwykle wytwarzane na bazie deproteinizowanej

Literatura wskazuje na lepsze cechy smakowo-zapachowe napojów otrzymanych na bazie słodkiej serwatki otrzymywanej podczas produkcji serów podpuszczkowych, jednakże badania przeprowadzone w naszym ośrodku wskazały na równie korzystne cechy sensoryczne napoju na bazie serwatki kwasowej pochodzącej z produkcji twarogów

serwatki. Przykładem jest tutaj szwajcarska Rivella, piwo serwatkowe czy szampan serwatkowy. Rivella to napój opracowany i wprowadzony na rynek w Szwajcarii w latach 50-tych XX wieku. Jest to - jak dotąd - największy sukces komercyjny wśród produkowanych na szeroką skalę napojów serwatkowych. Napój ten składa się z wody, serwatki (35%), cukru, kwasu mlekowego, karmelu oraz naturalnych aromatów. Dodatkowo produkt ten jest nasycony ditlenkiem węgla. Obecnie dostępnych jest kilka wersji smakowych tego napoju, a także wariant niskokaloryczny bez dodatku cukru (http://www.rivella.com/ ch/en/home/). Dużą grupę produktów

stanowią także serwatkowe napoje w proszku typu instant przeznaczone do przyrządzenia poprzez rozpuszczenie w wodzie, które oprócz suszonej serwatki, zwykle poddanej procesowi aglomeracji w celu poprawy rozpuszczalności, mogą zawierać substancje smakowe oraz słodzące, a także mogą być wzbogacone w witaminy i minerały. Serwatka stanowi dobre środowisko do rozwoju bakterii kwasu mlekowego, dlatego też przeprowadzono szereg badań nad produkcją fermentowanych napojów serwatkowych. Fermentowane napoje mleczne są postrzegane przez konsumentów jako tzw. zdrowa żywność, a więc produkty niskokaloryczne,

AGROindustry

2/2019


21

napoje na bazie mleka

o wysokiej wartości odżywczej, sprzyjające utrzymaniu dobrej kondycji i zachowaniu zdrowia. Fermentowane napoje serwatkowe to napoje, przy produkcji których serwatka zostaje poddana procesowi fermentacji z wykorzystaniem bakterii fermentacji mlekowej w tym także bakterii probiotycznych, których przeżywalność w produkcie powinna być zwiększona dzięki ochronnym właściwościom składników serwatki, lub też procesowi fermentacji mieszanej mlekowo-alkoholowej w przypadku zastosowania kultur kefirowych. Technologia produkcji fermentowanych napojów serwatkowych jest zwykle mniej skomplikowana niż produkcja napojów niefermentowanych, która często zawiera takie etapy jak poddanie serwatki procesom membranowym czy też modyfikacja białek serwatkowych. Fermentowane napoje serwatkowe

cechują się orzeźwiającym smakiem i zapachem, za który odpowiedzialny jest powstający w czasie fermentacji kwas mlekowy. Ponadto bakterie kwasu mlekowego oraz niskie pH napojów fermentowanych przeciwdziałają rozwojowi mikroorganizmów odpowiedzialnych za psucie, co wydatnie wydłuża trwałość produktów. Co więcej, podczas fermentacji mikroorganizmy wytwarzają szereg związków kształtujących bogaty aromat wyrobów o profilu zbliżonym do aromatu mlecznych napojów fermentowanych. Dodatkowo wykazano, że wiele szczepów bakterii fermentacji mlekowej jest zdolnych do zmniejszenia alergenności laktoglobuliny-β, głównego białka serwatki. Probiotyczne napoje serwatkowe oprócz tego, że stanowią źródło wysokowartościowego i łatwo przyswajalnego białka a także minerałów i witamin, są źródłem

bakterii probiotycznych o korzystnym oddziaływaniu na organizm człowieka. Wykazano, że probiotyczne napoje serwatkowe wspomagają układ odpornościowy, obniżają ciśnienie tętnicze krwi, obniżają poziom cholesterolu oraz wykazują działanie przeciwnowotworowe. Przykładem wytwarzanego na skalę komercyjną probiotycznego napoju serwatkowego jest produkowany w Finlandii „Gefilus” zawierający szczep Lactobacillus rhamnosus. Produkt ten jest wytwarzany na bazie serwatki demineralizowanej, w której laktoza została poddana hydrolizie enzymatycznej. Napój w swoim składzie zawiera także sok lub aromat owocowy oraz środki słodzące. Wysoka zawartość laktozy sprawia, że serwatka stanowi dobry surowiec do produkcji napojów alkoholowych. Napoje mogą być wzbogacane w środki reklama


22

napoje na bazie mleka

słodzące oraz substancje smakowo-zapachowe. Przykładem tego rodzaju napoju jest opracowany w Polsce szampan serwatkowy „Serwovit”. Serwatka może być również wykorzystana do produkcji piwa. Może ona być łączona z brzeczką w różnych proporcjach lub też może być poddana fermentacji samodzielnie, bez dodatku brzeczki. Przykładem piwa serwatkowego jest angielskie „The Blue Brew”, w którym część brzeczki jest zastąpiona serwatką pochodzącą z produkcji sera Stilton (http://www.belvoirbrewery.co.uk/ bottled-beer/). Z serwatki można także otrzymać tzw. wino serwatkowe. Jest ono wytwarzane z demineralizowanej i odbiałczanej serwatki. Produkt finalny ma właściwości organoleptyczne zbliżone do białego wina. Po procesie fermentacji alkoholowej serwatka może być poddana procesowi destylacji w celu otrzymania alkoholu etylowego przeznaczonego do produkcji wódek.

Technologia produkcji napojów na bazie serwatki i mleka Wadą napojów fermentowanych otrzymanych z ser watki jest ich wodnista konsystencja wynikająca z niskiej zawartości składników suchej masy, a przede wszystkim ze śladowej zawartości kazeiny. Wzrastający popyt na mleczne napoje fermentowane, przede wszystkim na jogurty, w tym jogurty probiotyczne, powoduje, że obiecującymi produktami mogą być napoje fermentowane na bazie serwatki połączonej z mlekiem. Wzbogacenie serwatki w mleko ma na celu zwiększenie zawartości suchej masy oraz nadanie napojom cech sensorycznych mlecznych napojów fermentowanych. W badaniach własnych podjęto próbę opracowania technologii produkcji takich napojów, które miały charakteryzować się dobrymi cechami

jakościowymi oraz wysoką stabilnością przechowalniczą. Wytwarzanie tego typu napojów fermentowanych ma się opierać na wykorzystaniu świeżej, pochodzącej bezpośrednio z linii produkcyjnej serwatki, nie poddawanej takim procesom technologicznym jak zagęszczanie czy suszenie, a jedynie łagodnej pasteryzacji, co w dobie wzrostu popytu na jak najmniej przetworzoną, naturalną żywność, stanowi dodatkowy atut produktu. Odpowiedni dobór składu recepturowego oraz parametrów produkcji serwatkowych napojów fermentowanych pozwoli na otrzymanie produktu zbliżonego w swych właściwościach, zarówno fizyko-chemicznych, jak i organoleptycznych, do jogurtu, najchętniej spożywanego mlecznego napoju fermentowanego w Polsce. Badania własne wskazały, że na cechy jakościowe napojów znaczny wpływ ma pochodzenie serwatki. Literatura wskazuje na lepsze cechy smakowo-zapachowe napojów otrzymanych na bazie słodkiej serwatki otrzymywanej podczas produkcji serów podpuszczkowych, jednakże badania przeprowadzone w naszym ośrodku wskazały na równie korzystne cechy sensoryczne napoju na bazie serwatki kwasowej pochodzącej z produkcji twarogów. Atutem napojów na bazie kwaśnej serwatki jest znacznie wyższa zawartość wapnia w porównaniu do napojów na bazie serwatki słodkiej. Przeprowadzone badania wskazały, że najbardziej optymalna proporcja pomiędzy serwatką a mlekiem to 1:1. Wyższy dodatek serwatki prowadził do otrzymania produktów o zbyt luźnej, bardzo podatnej na synerezę konsystencji. Wyższy dodatek mleka prowadził z kolei to otrzymania napojów typowo mlecznych, ze słabo wyczuwalnym smakiem i zapachem serwatki. Stwierdzono, że 50% zawartość serwatki w mieszance to maksymalna ilość, pozwalająca

otrzymać typową konsystencję jogurtu oraz zachować serwatkowy charakter wyrobu. Nadanie produktom bardziej kremowej, zbliżonej do jogurtu greckiego konsystencji jest możliwe poprzez wprowadzenie do mieszanki serwatki i proszku mlecznego w ilości 5%. Innym sposobem jest wprowadzenie mleka zagęszczonego (25% suchej masy) w takiej ilości, aby otrzymać mieszankę serwatki, mleka i mleka zagęszczonego o proporcji 2:1:1. Oprócz dodatku mleka i koncentratów mlecznych, poprawę konsystencji oraz znaczny efekt stabilizujący można uzyskać poprzez wprowadzenie fruktooligosacharydów w postaci inuliny lub oligofruktozy. Związki te izolowane z takich roślin jak cykoria, por czy czosnek, są zaliczane do źródeł błonnika pokarmowego. Ich cenną właściwością jest poprawa składu jakościowego mikroflory jelitowej poprzez stymulowanie rozwoju korzystnych bakterii probiotycznych (efekt prebiotyczny), dlatego też związki te są zaliczane to tzw. prebiotyków. W przypadku napojów serwatkowo-mlecznych, 2% dodatek inuliny i taki sam dodatek oligofruktozy wykazały znaczny efekt stabilizujący strukturę napojów i zapobiegający synerezie. Ponadto nie tłumiły one jogurtowo-serwatkowego zapachu i smaku napojów oraz nadawały im przyjemny słodkawy posmak, korzystnie wpływając na jakość produktów. Kolejnym prozdrowotnym dodatkiem, który oprócz poprawy walorów żywieniowych może polepszać konsystencję mlecznych napojów fermentowanych, są koncentraty białek serwatkowych WPC (Whey Protein Concentrates). Wykazano, że napoje z serwatki i mleka można wzbogacać w 1% dodatek koncentratu WPC 35 lub 0,5% dodatek WPC 80. Wprowadzenie białek serwatkowych w formie koncentratów zwiększa ich zawartość w napojach, przez co zwiększa się ich wartość proz-

AGROindustry

2/2019


23

napoje na bazie mleka

drowotna. Ponadto poprzez wodochłonne właściwości, białka te polepszają konsystencję produktu. Jeszcze lepszy efekt stabilizujący można uzyskać poprzez połączenie dodatku inuliny lub oligofruktozy z dodatkiem koncentratu białek serwatkowych. Serwatka jako płynny, bogaty w związki odżywcze surowiec, stanowi produkt wysoce nietrwały, podatny na rozwój mikroorganizmów. Badania mikrobiologiczne wykazały, że ilość bakterii w świeżej serwatce kształtuje się na poziomie 107 jtk/ml. Obecne w serwatce drobnoustroje mogą zakłócać działanie bakterii zakwasu oraz wpływać na skrócenie trwałości i pogorszenie jakości gotowego produktu, dlatego też jej przetwórstwo zwykle poprzedzone jest krótkotrwałą pasteryzacją oraz schłodzeniem (Bednarski, 2001). Opracowując napoje starano się określić najbardziej optymalne parametry pasteryzacji serwatki. Wykazano, że z uwagi na kwaśny charakter serwatki, aby uniknąć wytrącenia się kazeiny z mieszanki, wskazana jest osobna pasteryzacja serwatki oraz mleka. W przypadki serwatki powinno się zastosować łagodne warunki obróbki

termicznej, które nie wywołają denaturacji cieplnej białek serwatkowych. Wykazano, że obróbka w 72°C przez 10 minut zredukowała liczbę drobnoustrojów do poziomu 101 jtk/ml, to jest redukcję o 6 cykli logarytmicznych, nie wykazując przy tym negatywnego wpływu na właściwości napojów. Na rycinie przedstawiono schemat produkcji serwatkowo-mlecznych napojów fermentowanych. Jak widać, technologia jest zbliżona do produkcji jogurtów, nie wymaga więc wysokich nakładów inwestycyjnych. Podstawowe etapy to pasteryzacja surowców, przygotowanie mieszanki serwatki, mleka oraz dodatków, zaszczepienie kulturą bakteryjną, inkubacja oraz schodzenie i przechowywanie. Napoje te mogą być otrzymywanie zarówno poprzez fermentację metodą zbiornikową (w tanku fermentacyjnym) oraz termostatową (w opakowaniach jednostkowych), przy czym fermentacja w opakowaniach skutkuje otrzymaniem produktu o bardziej stałej konsystencji. W przypadku zastosowania kultury jogurtowej czas fermentacji wynosił 3-4 godziny. Stosując kulturę jogurtową połączoną z probiotykami czas fermentacji wynosił

4-5 godzin, natomiast stosując wyłącznie kultury probiotyczne okres fermentacji wynosił 5-8 godzin. Napoje te można produkować w wersji naturalnej (bez dodatków smakowych) lub mogą one być wzbogacone w owoce i cukier. W badaniach własnych otrzymano napoje z musem owocowym, który umieszczany był na dnie pojemnika jednostkowego, a następnie dozowano mieszankę serwatkowo-mleczną i napój poddawano fermentacji metoda termostatową. Opracowane napoje wykazują właściwości sensoryczne zbliżone do tradycyjnych mlecznych napojów fermentowanych. Odznaczają się delikatnym skrzepem, gładką konsystencją oraz serwatkowo-mlecznym smakiem i aromatem. Ich cechy sensoryczne w znacznej mierze uwarunkowane są zastosowanymi dodatkami oraz rodzajem użytej mikroflory. Wszystkie produkty zachowały zadowalające właściwości w ciągu 3-tygodniowego okresu badań. Przeprowadzona ocena konsumencka wykazała, ze produkty te były akceptowalne oraz większość ankietowanych wyraziła chęć do zakupu najbardziej im odpowiadających wariantów napojów.

Ser watka Paster y zacja (temperatura 72°C pr zez 10 minut) Ł ączenie z mlekiem paster y zowanym w proporcji 1:1 Ewentualny dodatek mleka zagęszczonego lub mleka w proszku Ewentualne prowadzenie dodatków w zbogacających (inulina, oligofruk toza, białka ser watkowe) Doprowadzenie mieszanki do temperatur y 42°C Wprowadzenie kultur star terow ych ( jogur tow ych, probiot ycznych lub jogur towo -probiot ycznych) Rozlew do pojemników jednostkow ych Fermentacja metodą termostatową do pH 4,6±0,1 (42±1°C) Schłodzenie ora z pr zechow y wanie w warunkach chłodnicz ych (temperatura 5±1°C)

2/2019

AGROindustry

Ryc. 1. Schemat produkcji napojów fermentowanych na bazie serwatki i mleka


24

napoje na bazie mleka

Znaczne zwiększenie właściwości prozdrowotnych napojów z serwatki i mleka oraz nadanie im cech żywności funkcjonalnej można uzyskać poprzez wykorzystanie do ich produkcji kultur bakterii probiotycznych. W badaniach własnych opracowane napoje ukwaszano z wykorzystaniem dwóch kultur probiotycznych: Lactobacillus acidophilus oraz Bifidobacterium animalis. Wykazano, że napoje te stanowią dobre środowisko do rozwoju bakterii probiotycznych. Bakterie te, stosowane zarówno w postaci monokultur, jak i w połączeniu z  kulturą jogurtową, w ykazy wał y przeży walność na poziomie 108 jtk/ml w ciągu 3-tygodniowego okresu przechowywania. Pozwala to przypuszczać, że spożywanie tych napojów będzie wywierać korzystny wpływ na zdrowie konsumentów, ponieważ wymagany przez FAO/WHO minimalny poziom

bakterii probiotycznych w produkcie to 106 jtk/ml. Łączenie serwatki z mlekiem może pozwolić na otrzymanie innowatorskiego napoju fermentowanego, łączącego właściwości tradycyjnych, cenionych przez konsumentów mlecznych napojów fermentowanych, z walorami odżywczymi i prozdrowotnymi serwatki. Produkty te mogą być skierowane zarówno do osób przykładających wagę do zdrowego stylu życia i dobrej kondycji fizycznej, jak również do konsumentów ceniących sobie dawne smaki, dla których napoje na bazie serwatki mogą kojarzyć się z tym jak dawniej spożywano na wsi świeżą serwatkę powstającą podczas domowej produkcji serów. Przedstawiona technologia produkcji napojów na bazie serwatki i mleka wydaje się być godnym uwagi sposobem na zagospodarowanie tego cennego surowca ubocznego.

Literatura 1. Bednarski W. 2008. Zagospodarowanie produktów ubocznych [w: Mleczarstwo] red. S. Ziajka. Wydawnictwo Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego, Olsztyn, 319-345. 2. Brodziak A., Król J., Litwińczuk Z. 2012. Białka serwatkowe właściwości funkcjonalne i zastosowanie. Przemysł Spożywczy 3(66), 35-37. 3. Chavan R. S., Shraddha R. C., Kumar A., Nalawade T. 2015b. Whey Based Beverage: Its Functionality, Formulations, Health Benefits and Applications. Food Processing & Technology 6(10), 1-8. 4. Eurostat. 2017. Milk products, UE-28, 2017, https://ec.europa.eu/eurostat/statisticsexplained/index.php/Milk_and_milk_product_statistics#Milk_products (20/03/2019). 5. FAO/WHO: 2001. Report of a Joint FAO/WHO Expert Consultation on Evaluation of Health and Nutritional Properties of Probiotics in Food Including Powder Milk with Live Lactic Acid Bacteria. Amerian Córdoba Park Hotel, Córdoba, Argentina, 1-4 October. 6. Food And Agriculture Organization Of The United Nations. 2013: Milk and dairy products in human nutrition. Rome. 7. Gallardo-Escamilla F. J., Kelly A. L., Delahunty C. M. 2005b. Sensory characteristics and related volatile flavor compound profiles of different types of whey. Journal of Dairy Science 88, 2689-2699. 8. Ha E., Zemel M. B. 2003. Functional properties of whey, whey components, and essential amino acids: mechanisms underlying health benefits for active people (Review). Journal of Nutritional Biochemistry 14, 251-258. 9. Hernandez-Mendoza A., Robles V. J., Angulo J. O., De La Cruz J., Garcia H. S. 2007. Preparation of a Whey-Based Probiotic Product with Lactobacillus reuteri and Bifidobacterium bifidum. Food Technology and Biotechnology 45, 27-31. 10. Hoffman J. R., Falo M. J. 2004. Protein – which is best? Journal of Sports Science and Medicine 3, 118-130. 11. Jasińska M., Skryplonek K. 2014. Wartość żywieniowa i prozdrowotna serwatki oraz jej wykorzystanie. Towaroznawcze Problemy Jakości, 2(39), 76-84.

ogłoszenie

12. Jeličić I., Božanić R., Tratnik L. 2008. Whey-based beverages – a new generation of dairy products. Mljekarstvo 58 (3), 257-274. Korhonen H. 2009. Milk-derived bioactive peptides: From science to applications. Journal of Functional Foods 1, 177-187. 13. Misra A. K. 2008. Whey Management In Dairying. Dairy Year Book-2008, 125-128. 14. Özer B. H., Kirmaci H. A. 2010. Functional milks and dairy beverages. International Journal of Dairy Technology 63, 1-15.

he Verein Bayern e.V. ist Träger des Milchwirtschaftlichen Zentrums Bayern in landwirtschaftlichen Betrieb Spitalhof suchen wir zum nächstmöglichen Der Milchwirtschaftliche Verein Bayern e.V. ist Träger des Milchwirtschaftlichen Zentrums Bayern in Kempten. Für unseren landwirtschaftlichen Betrieb Spitalhof suchen wir zum nächstmöglichen

etriebsleiter/in Zeitpunkt eine/n

(m/w/d) - Vollzeit.

Betriebsleiter/in

(m/w/d) - Vollzeit.

schaftlichen Hof in allen Bereichen und arbeiten mit staatlichen Sie leiten den landwirtschaftlichen Hof in allen Bereichen und arbeiten mit staatlichenStellen, Stellen, mit dem LVFZ (Melkerschule/Grünlandversuche), zusammen. Milchviehbetrieb hat hat LVFZinsbesondere (Melkerschule/Grünlandversuche), zusammen. Der Der Milchviehbetrieb einen Tierbestand von 250 Tieren inclusive Nachzucht mit 95 ha Grünland. 250 Tieren inclusive Nachzucht mit 95 ha Grünland.

Ihr Profil: - Sie sind Landwirtschaftsmeister oder –techniker oder Agraringenieur. - Sie haben schon Erfahrung in der Mitarbeit und Leitung eines landwirtschaftlichen Betriebes. aftsmeister –techniker oder Agraringenieur. - Sie habenoder bereichsübergreifendes Denken und wollen den Betrieb motiviert zukunftsträchtig mitgestalten. hrungnachhaltig in der Mitarbeit und Leitung eines landwirtschaftlichen Betriebes. - Sie sind belastbar und arbeiten gerne mit Menschen, Tieren und in der Natur. ergreifendes und wollen den Betrieb motiviert zukunftsträchtig - BereitschaftDenken zur Wochenendarbeit.

en. Unser Angebot: d arbeiten gerne mit Menschen, Tieren undvor inOrt der Natur. - eine leistungsgerechte Bezahlung mit einer Wohnung - berufliche Sicherheit, Raum für Ihre individuelle Entwicklung u. v. m. henendarbeit.

15. Skryplonek K. 2018. The use of acid whey for the production of yogurt-type fermented beverages. Mljekarstvo 68(2), 139-149. 16. Skryplonek K., Jasińska M. 2015. Fermented probiotic beverages based on acid whey. Acta Scientiarum Polonorum Technologia Alimentaria 14(4), 397-405. 17. Skryplonek K., Jasińska M. 2016. Jakość fermentowanych napojów probiotycznych otrzymanych z mrożonej serwatki kwasowej i mleka w czasie chłodniczego przechowywania. ŻYWNOŚĆ. Nauka. Technologia. Jakość, 1 (104), 32-44. 18. Skryplonek K., Jasińska M. 2017. Development of fermented beverages based on acid whey. Folia Pomeranae Universitatis Technologiae Stetinensis Agricultura, Alimentaria, Piscaria et Zootechnica, 338(44)4, 191-204. 19. Skryplonek K., Jasińska M. 2017. Processing technology and the industrial application of whey. Folia Pomeranae Universitatis Technologiae Stetinensis Agricultura, Alimentaria, Piscaria et Zootechnica, 336(43)3, 145–156. 20. Skryplonek K., Jasińska M. 2017. Whey-based beverages. Electronic Journal of Polish Agricultural Universities, 20(4), #09. 21. Smithers G. W. 2008. Whey and whey proteins – From ‘gutter-to-gold’. International Dairy Journal 18, 155-165. 22. Zmarlicki S. 2009. Wartość odżywcza białek mleka, tłuszczu mlekowego, laktozy. Przemysł Spożywczy 11(63), 33-37.

Bei Interesse senden Sie Ihre Bewerbung bitte schriftlich oder per E-Mail an: Milchwirtschaftlicher Verein Bayern e.V., Ignaz-Kiechle-Str. 87437 Kempten, vor Ort Bezahlung mit 22, einer Wohnung E-Mail: Bewerbung-mvb@muva.de

e Raum für Ihre individuelle Entwicklung u. v. m.

AGROindustry

2/2019


26

pod naszym patronatem

Mleczarze spotkali się w Kielcach Dwunasta edycja Euroforum Polskiego Mleczarstwa odbyła się w Kielcach. Bardzo bogaty program merytoryczny sprawia, że jest to chyba jedno z ważniejszych spotkań branży. Dr inż. Klemens Ciesielski, prezes Krajowego Stowarzyszenia Mleczarzy jest jak wino – im starszy, tym lepszy. Krajowe Stowarzyszenie Mleczarzy bardzo skutecznie też pozyskuje środki z Funduszu Promocji Mleka na organizację wydarzenia – w 2018 roku było to prawie 400 tysięcy złotych.

Euroforum jest okazją do dyskusji na

najbardziej aktualne tematy branżowe. Szereg niezwykle interesujących prelekcji dotyczących rynku, prawodawstwa oraz zdrowia przyciągnął do Kielc część aktywnych uczestników. Również tradycja przyjazdu na sympozjum ze współmałżonkiem jest na Euroforum niezwykle popularna, szczególnie u bardziej doświadczonych mleczarzy. Suma summarum: jest z kim i o kim porozmawiać. Silnie reprezentowana grupa polskich naukowców z różnych ośrodków, zajmujących się przetwórstwem mleka sprawia, że jest to okazja do formalnej i nieformalnej wymiany myśli i doświadczeń.

Grupowe zdjęcie uczestników wycieczki do OSM Włoszczowa

Aktualne i perspektywiczne problemy polskiego mleczarstwa wynikające z realizacji planowanej po roku 2020 Wspólnej Polityki Rolnej były tematem wystąpienia prof. dr hab. Andrzeja Babuchowskiego, prezesa Instytutu Innowacji Przemysłu Mleczarskiego

Dla prawników zaczyna się raj a dla nas – droga krzyżowa Andrzej Babuchowski o pakiecie mlecznym, artykuł 148

Szansami i zagrożeniami w polskim sektorze mleka zajął się prof. dr hab. Andrzej Kowalski, dyrektor Instytutu Ekonomiki Rolnictwa i Gospodarki Żywnościowej – Państwowy Instytut Badawczy

AGROindustry

2/2019


27

pod naszym patronatem

Tylko 6% polskich dzieci do pierwszego półrocza życia jest karmionych wyłącznie piersią Halina Weker

Aktualna problematyka europejskiego mleczarstwa w świetle obrad konferencji, komitetów i zarządów EDA była tematem wystąpienia dr hab. Jarosława Kowalika, prof. UWM, Uniwersytet Warmińsko - Mazurski

Czesław Cieślak, Anna Klimczyńska oraz Edmund Borawski „złapani” pomiędzy wykładami

dr. hab. Antoni Pluta (SGGW) w pełnym emocji wykładzie apelował o zwiększenie spożycia mleka. Bomba atomowa nie miała takiej antyreklamy jak mleko – podsumował

Rzeczywistość staje na głowie: wymagania dla osób chorych traktuje się jako standard dla zdrowych. Mam tu na myśli produkty bezlaktozowe

Hélène Simonin-Rosenheime, Jarosław Kowalik oraz Zygmunt Zander w trakcie przerwy na maślankę

Antoni Pluta

70 procent konsumentów patrzy dziś na żywność jako na sposób utrzymania zdrowia Jan Rybka Marek Szczepanik, pełnomocnik ds. jakości (po prawej) z prawdziwą dumą oprowadzał szanownych gości po zakładzie produkcyjnym OSM Włoszczowa

O znaczeniu składników mleka w żywieniu dzieci, młodzieży oraz kobiet w ciąży i laktacji mówiła prof. dr hab. Halina Weker - Kierownik Zakładu Żywienia Instytutu Matki i Dziecka w Warszawie

Sylwia Jenkner (GEA Westfalia) z dumą prezentuje nagrodę za GEA PRO+ innowacyjne rozwiązanie dla przemysłu mleczarskiego, pozwalające na oszczędność białka

Uczestnicy wycieczki technicznej musieli wybierać zakres tematyczny zwiedzania: pomiędzy lewicą (serownia) a prawicą (galanteria). Zdania, jak to w polskim społeczeństwie, były mocno podzielone.

O przyszłości rozwoju produktów spożywczych referował prof. dr hab. Andrzej Lenart z SGGW w Warszawie

dr inż. Jan Rybka z Instytutu Innowacji Przemysłu Mleczarskiego zaprezentował referat pt. „Funkcjonalne produkty mleczarskie - niezbędne w podtrzymaniu zdrowia”

W niedalekiej przyszłości 75% żywności będzie przygotowywana w dużych zakładach gastronomicznych Andrzej Lenart

2/2019

AGROindustry


28

artykuł sponsorowany

nowe technologie

Nowoczesne rozwiązanie Ograniczenie strat produktu na rynku mleczarskim Sylwia Jenkner, Dawid Ostaszewski GEA Westfalia

Rynek mleczarski intensywnie się rozwija. By uzyskać najlepsze wyniki, wyróżnić się na runku i odnieść sukces, przedsiębiorcy coraz chętniej wybierają innowacyjne technologie, zwiększające efektywność produkcji.

AGROindustry

2/2019


29

nowe technologie Składniki mleka

nologii, które pozwolą na dostarczenie produktów najwyższej jakości, wytwarzanych w bezpieczny, zrównoważony i możliwie ekonomiczny sposób. Kluczowe staje się więc m.in. zagospodarowanie odpadów poprodukcyjnych, minimalizujące wpływ na środowisko i ograniczające koszty ich utylizacji; ograniczanie zużycia wody i energii oraz zmniejszenie emisji zanieczyszczeń w czasie produkcji, magazynowania i transportu. Problem zarządzania odpadami jest obecnie dużym wyzwaniem dla firm przemysłowych. Każdy zakład jest zobligowany utylizować je w sposób bezpieczny i zgodny z licznymi regulacjami prawnymi. Obowiązek ten przyczynia się do generowania znaczących kosztów ponoszonych przez producentów. Rozwiązaniem problemu dla wielu zakładów może być wirówka, która pozwala na lepszy odzysk białka podczas separacji mleka, a także znaczną redukcję objętości odrzucanego szlamu mlecznego oraz mniejsze zużycie wody. Korzyści takie można osiągnąć stosując nasze wirówki odtłuszczające lub też wirówki do usuwania bakterii, mające system PRO+ (ang. protein plus separation). Urządzenia z PRO+ cieszą się ogromnym zainteresowaniem zarówno małych, jak i dużych producentów mleka, nie tylko w Polsce, ale i na całym świecie. Za pomocą nowego systemu odzysku białka można osiągnąć nawet do 70 proc. wydajności białkowej, dzięki ograniczeniu strat oraz zmniejszeniu poboru wody do minimum.

Ukierunkowanie na białko Dotychczasowy rozwój w technologii separacji mleka skupiał się przede wszystkim na efektywności odtłuszczania i zwiększaniu ilości pozyskiwanej

2/2019

AGROindustry

cennej Śmietanki. Koncepcja nowego systemu koncentruje się głównie na składnikach mleka, które dotychczas, mniej lub bardziej świadomie, były tracone w trakcie procesu wirowania. Faza stała, powstająca w większości instalacji mlecznych, jest często uważana za odpad, a zatem usuwana wraz ze ściekami. Zawiera jednak skoncentrowane związki, takie jak białko i laktoza, które mogą zostać wykorzystane w dalszych procesach. Dlatego odzyskanie jak największej ilości takich substancji ma swoje uzasadnienie finansowe (rys. 1). Skład usuwanej suchej masy mlecznej zależy od kilku czynników, począwszy od udoju krów, przez odbiór mleka surowego przez cysternę, aż po warunki technologii przetwarzania mleka. Ponadto jakość mleka zależy również od okresu laktacji. Ogólny termin „osad” dotyczy wszystkiego, co jest usuwane z wirówki podczas częściowego lub całkowitego opróżniania bąka. W czasie, gdy bąk pozostaje zamknięty, osad gromadzi się przy ściance bębna w komorze osadu. Przestrzeń ta ma ograniczoną pojemność i dlatego ważne jest, aby ustalić optymalny moment usunięcia zgromadzonego osadu.

Rys. 1. Składniki mleka

4,3% śmietanka

śmietanka

86,7% woda 4,7% laktoza 0,7% minerały

mleko

Zakłady mleczarskie poszukują tech-

3,5% białko 0,1% NMS

niemleczne części stałe

Z jednej strony należy uniknąć usunięcia wraz z osadem pełnowartościowego mleka (gdy komora nie jest w pełni wypełniona osadem) z drugiej strony zbyt późne otwarcie bębna doprowadzi do przepełnienia komory osadu co może powodować zaklejenie przestrzeni miedzytalerzowej a w efekcie zmniejszenie efektywności wirowania. Now y system odzysku białka umożliwia wyższą koncentrację osadu i dłuższy okres pomiędzy cyklami opróżniania bąka bez negatywnego wpływu na proces wirowania, jakość końcową lub ilość pozyskiwanego produktu. System PRO+ oparty jest na specjalnie zaprojektowanym talerzu separującym, który powoduje mocniejsze zagęszczenie osadu i izoluje osad od pakietu talerzy (rys. 2).

Rys. 2. Nowa konstrukcja Pro+ Specjalnie zaprojektowany talerz


30

nowe technologie

Bardziej zagęszczony osad pozwala zredukować liczbę cykli opróżniania a dłuższy czas pomiędzy cyklami pozwala na pozyskanie większej ilości białka płynącego wraz z odtłuszczonym mlekiem. Ponadto mniejsza liczba cykli opróżniania zmniejsza również ilość osadu zawierającego białko, który inaczej zostałby usunięty wraz z opróżnianiem bąka.

Odtłuszczanie mleka Surowe mleko zawiera od 2,7% do 5,5% tłuszczu i około 3,4% białka (dane w oparciu o wartości pozyskane podczas testów prowadzonych w mleczarniach). Siły odśrodkowe wytwarzane w wirówce zapewniają skuteczną separację tłuszczu z mleka i jego dalszą koncentrację w postaci śmietanki mlecznej. Ponadto siła odśrodkowa jest odpowiedzialna za usuwanie zestaleń niemlecznych takich jak: zanieczyszczenia, drożdże i komórki somatyczne. W rezultacie można wyodrębnić trzy różne fazy wydzielane na wirówce: 1. mleko odtłuszczone (ze śladową ilością tłuszczu), 2. śmietankę (najczęściej koncentrowana do ok. 40%), 3. wszystkie ciała stałe niemleczne tworzące osad. Separacja tych trzech faz odbywa się w obrębie pakietu talerzy, do

których mleko doprowadzane jest przez kanały wznoszące znajdujące się w wewnętrznej części pakietu talerzy, w pobliżu osi obrotu. Z kanałów wznoszących mleko rozprowadzane jest równomiernie w całym pakiecie do przestrzeni miedzytalerzowych. Konstrukcja ta zapewnia takie same warunki przepływu i taką samą skuteczność separacji niezależnie od tego, czy produkt znajduje się na górze czy na dole pakietu talerzy w bąku. Pakiet talerzy tworzy podstawową strefę rozdziału, w której różnice gęstości oraz siła odśrodkowa zapewniają separację produktu. Śmietanka kieruje się ku osi bębna, natomiast długa droga mleka chudego w pakiecie talerzy gwarantuje skuteczne odtłuszczanie i oddzielanie fazy stałej. Wydzielona faza stała kieruje się do komory osadu, skąd jest regularnie usuwana. Główna różnica pomiędzy standardową wirówką a wirówką Pro+ jest widoczna w obszarze talerza znajdującego się na górze pakietu. Cięższe cząsteczki Zanieczyszczenia i komórki somatyczne wymion krów opuszczają przestrzeń pakietu talerzy i przepływają do strefy przetrzymywania. Tam, w polu działania olbrzymiej siły odśrodkowej, następuje separacja zanieczyszczeń od mleka. W zależności od jakości mleka i warunków procesu, częściowe opróżnianie generowane jest przez układ sterowania w różnych

odstępach czasu. Następnie odtłuszczone mleko jest wypompowywane przez pompę dośrodkową znajdującą się w górnej części bębna. Przepływ odtłuszczonego mleka w bąku z systemem odzysku białka został zmodyfikowany w stosunku do standardowego rozwiązania. Dzięki wydłużonemu i specjalnie zaprojektowanemu talerzowi separacyjnemu warstwa odtłuszczonego i oczyszczonego mleka opuszczająca przestrzeń przetrzymywania osadu jest znacznie grubsza. W rezultacie szerszy strumień oddziela pakiet talerzy od osadu i zapobiega mieszaniu warstwy osadu z wypływającym z talerzy oczyszczonym mlekiem (rys. 3). Żebra Coriolisa, które są integralną częścią górnego talerza separującego, dodatkowo zmniejszają rotację osadu w obszarze przetrzymywania. W ten sposób zmodyfikowany talerz separujący zmniejsza turbulencje i umożliwia większą kompresję zanieczyszczeń. Dzięki temu objętość bąka jest optymalnie wykorzystana a separacja jest bardziej skuteczna. Efekt: większa ilość białka pozostającego w odtłuszczonym mleku. Ten system umożliwia mleczarniom znaczne zwiększenie ilości pozyskiwanego cennego białka, jednocześnie niższe zużycie wody oraz mniejszą ilość odprowadzanych ścieków, co oznacza obniżenie kosztów jednostkowych produkcji.

Rys. 3. Zmodyfikowany przepływ odtłuszczonego mleka w bąku Pro+ (z systemem odzysku białka)

AGROindustry

2/2019


31

nowe technologie

Dotychczas klasyczne wirówki odtłuszczające oraz ich rozwój ukierunkowany był na maksymalną efektywność odtłuszczania mleka. Liczyły się głównie zyski z produktów końcowych takich jak śmietanka i odtłuszczone mleko. Wyjątkowa konstrukcja wirówki z systemem odzysku białka nie tylko zapewnia dotychczasowe korzyści, lecz oferuje znacznie więcej. Standardowe wirówki odtłuszczające są opróżniane co 20-30 minut – wyrzucany osad zawiera stosunkowo dużo białka; wirówka z odzyskiem białka wydłuża czas miedzy cyklami opróżniania do 90 minut. Dzięki dłuższym cyklom opróżniania oraz wyeliminowaniu turbulencji w systemie odzysku, białka wirówki oferują wydajne rozwiązanie, zapewniające długotrwałą redukcję strat białka w usuwanym osadzie. System nie tylko umożliwia nawet trzykrotne zmniejszenie częstotliwości cyklów opróżniania, lecz ponadto oferuje dodatkowe korzyści w postaci oszczędności zużycia wody i kosztów utylizacji. Dodatkowo zmniejsza się zapotrzebowanie na moc, co jest kolejną, ważną korzyścią dla środowiska. Niemniej jednak najważniejszym, pozytywnym czynnikiem pozostaje zwiększona ilość pozyskiwanego białka oraz dodatkowe dochody.

Oczyszczanie mleka z bakterii Separacja w wirówkach opiera się na różnicy w gęstości składników mieszaniny. Dlatego też wirówka świetnie sprawdza się do usuwania bakterii, które maja znacznie większą gęstość od mleka. Wirówki usuwające bakterie wyglądają i działają podobnie jak wirówki odtłuszczające. Wirówka do usuwania bakterii jest również wyposażona w specjalne żebra, będące przedłużeniem talerza separującego.

2/2019

AGROindustry

Jednak jej przeznaczenie jest inne. Dlatego bąk jest zaprojektowany w taki sposób, aby przede wszystkim skutecznie oddzielać komórki bakterii od mleka. Bakterie są wydzielane podczas przepływu mleka w przestrzeniach pomiędzy talerzami. Siła odśrodkowa kieruje cięższe komórki na spodnią powierzchnię talerza, po której komórki dalej spychane są na zewnątrz talerza i po opuszczeniu przestrzeni miedzy talerzami siła spycha je do komory osadu na wewnętrznej ścianie bębna. Wraz z zanieczyszczeniami w strefę tą kierowany jest koncentrat białkowy - aby zapobiec jego utracie jest on recyrkulowany do wejścia wirówki. Oczyszczone mleko, czyli lżejsza frakcja, opuszcza pakiet talerzy w kierunku środka bąka, a następnie jest odpompowywane przez pompę dośrodkową. Wirówki do usuwania bakterii mogą zostać również wyposażone w system Pro+. Takie rozwiązanie zapewnia jeszcze większe zyski od tych uzyskiwanych przez zastosowanie wirówek separujących. Zmniejszenie ilości opróżnień bębna umożliwia znaczne zwiększenie

koncentracji zanieczyszczeń i ograniczenie strat białka. Zawartość białka pozostającego w osadach usuwanych z bębna zależy w głównej mierze od jakości mleka. Natomiast jakość mleka jest uzależniona od regionu i pory roku odbioru mleka, od sposobu zarządzania procesem oraz obowiązujących przepisów. Rysunek 4 przedstawia schemat wirówki do usuwania bakterii z systemem odzyskiwania białka. Koncentrat białkowy powraca do surowego mleka aby nie został wyrzucony wraz z zanieczyszczeniami. Wyjątkowa struktura przepływu w przestrzeni pomiędzy talerzami gwarantuje separację komórek bakteryjnych od białka, które w większości pozostaje w mleku. Zastosowanie tego systemu gwarantuje większą ilość pozyskiwanego białka. Ponadto system zapewnia znaczne zmniejszenie kosztów procesu, ilości wody ściekowej oraz zużycia energii.

Badania i korzyści W ostatnich latach przetestowano działanie aplikacji z systemem odzysku białka w wielu mleczarniach w celu zwrócenia ich większej uwagi Rys. 4. Przepływ w wirówce do usuwania bakterii


32

nowe technologie

na problem odpadów produkcyjnych. W odniesieniu do otrzymanych rezultatów, po zastosowaniu systemu PRO+ i maksymalnym wydłużeniu okresów miedzy odszlamianiami, stwierdzono znaczne korzyści we wszystkich odwiedzonych zakładach mleczarskich. W oparciu o badania jakie zostały przeprowadzone w wybranych mleczarniach w Polsce można stwierdzić, że wydłużenie czasu pomiędzy „wystrzałami” z osadem generuje wiele korzyści. rezultaty zostały zauważone już po pierwszych krokach zwiększających czas miedzy odstrzałami. Już tylko dwa razy dłuższy czas między „wystrzałami” powodował widoczne różnice w strukturze szlamu. Jak widać na fotografii 1, im dłużej osad pozostaje wewnątrz bąka, tym bardziej uwidaczniają się różnice w jego składzie i strukturze. Osad usuwany po upływie 30 minut nadal zawiera znaczną ilość mleka. Ciecz ma biały kolor i stosunkowo niską gęstość, co oznacza, że jest nadal rozcieńczona i nie jest wystarczająco stężona. Osad w pojemniku po prawej stronie na fotografii 1 pochodzi z odstrzału po upływie 60 minut. Ma żółtawy kolor oraz znacznie gęstszą i bardziej skompresowaną strukturę. Duża ilość cząstek stałych sprawia, że włożony próbnik laboratoryjny pozostaje w pozycji pionowej. Skład próbek pobranych o różnym Osad po 30 minutach (po lewej) i po 90 minutach (po prawej)

czasie (co 30 minut i co 60 minut) był badany w laboratorium przy użyciu laboratoryjnej maszyny pomiarowej. Wyniki wyraźnie pokazały, że próbki pobrane po wydłużonym odstępie pomiędzy cyklami opróżniania bąka zawierały bardziej skoncentrowane białko oraz znacznie większą ilość suchej masy niemlecznej – jest to bezpośredni i widoczny dowód na zalety systemu odzyskiwania białka.

Jak oszczędzane jest białko? Ze względu na wydłużone okresy pomiędzy cyklami opróżniania wirówki osad pozostaje dłużej w obracającym się bąku. W czasie pomiędzy dwoma częściowymi cyklami opróżniania zwiększa się ilość oddzielanej suchej masy w osadzie usuwanym z bębna. Im dłuższy czas przebywania na obszarze przetrzymywania, tym większe stężenie suchej masy (w tym białka) w tym obszarze. W związku z tym nasuwa się następujące pytanie: w jaki sposób można zaoszczędzić białko, jeżeli w usuwanym osadzie również znajduje się większa ilość białka? W wirówkach standardowych każda partia usuwanego osadu mlecznego zawiera stosunkowo dużą ilość białka. Wydłużenie czasu pomiędzy częściowymi cyklami opróżniania powoduje, że podczas produkcji występuje mniej „strzałów”. W efekcie do odpływu jest

odprowadzana mniejsza ilość ścieków. Na podstawie danych uzyskanych w odwiedzonych mleczarniach można stwierdzić, że wraz ze zwiększaniem czasu między odstrzałami koncentracja białka w usuwanym osadzie wzrasta, jednak zmniejsza się ilość odstrzałów, co powoduje zmniejszenie ilości masowej traconego białka. Wykres 1 pokazuje, że w każdym przypadku wydłużenie czasu pomiędzy częściowymi cyklami opróżniania wirówki powodowało zwiększenie koncentracji białka w usuwanym osadzie. Nie istnieje jednak liniowa zależność pomiędzy czasem a koncentracją białka. Ostateczny skład osadu zależy od lokalnej jakości mleka, która w każdej mleczarni jest różna. Tak samo różnią się warunki technologiczne oraz używane instalacje. Dlatego ostateczny skład zależy w dużej mierze od technologii przetwarzania mleka przed separacją. Wydłużenie okresu czasu między wyrzutami szlamu powoduje zmniejszenie ich ilości podczas całego cyklu produkcji co powoduje spadek objętości generowanych odpadów. Dla prostego przykładu: już dwa razy dłuższy okres wyrzutowy generuje dwa razy mniejszą ilość wyrzucanego szlamu. Każda wyrzucana porcja zawiera również, poza oddzielonymi cząstkami niemlecznymi, relatywnie dużą ilość białka. W związku z tym, poprzez zmniejszoną objętość szlamu odrzucanego do drenażu, znacznie więcej białka pozostaje w mleczarni. Bardzo szybko okazało się, że odzyskiwanie białka jest skuteczne już od pierwszego dnia produkcji i rocznie dostarcza obiecujących i znacznych korzyści. Co więcej, bez względu na to jak długie jest wydłużenie okresu wyrzutowego, wirówka z systemem odzysku białka zawsze

AGROindustry

2/2019


33

nowe technologie

Wykres 1. Zwiększanie zawartości białka w stosunku do częstotliwości opróżniania

Usuwana ilość [kg] Usuwana ilość na godzinę [kg] Koncentracja białka Utracone białko Pozyskane białko

30 min

60 min Pro+

25 50 9,19% 4,60 kg/h

25 25 12,77% 3,19 kg/h

Tab. 1. Porównanie różnego cyklu wyrzucania osadu [1]

1,41 kg/h

Ilość pozyskiwanego białka na rok

Wydłużenie czasów opróżniania z 30 do 60 minut może zapewnić przyrost ponad 10 ton białka rocznie

generuje dodatkowe oszczędności finansowe. Porównanie ilości utraconego białka pomiędzy standardowymi czasami opróżniania a wydłużonymi czasami opróżniania z zastosowaniem systemu odzysku białka pokazuje jednoznacznie, że nowe rozwiązanie znacznie zmniejsza ilość traconego cennego białka i otwiera nowe możliwości procesu separacji. System odzysku białka umożliwia pozyskanie znacznie większej ilości tego cennego składnika bez negatywnego wpływu na skuteczność odtłuszczania i oczyszczania mleka. W odniesieniu do rocznej liczby godzin produkcji ukazuje jeszcze więcej korzyści. Wydłużenie czasów opróżniania z 30 do 60 minut może zapewnić przyrost ponad 10 ton białka rocznie. Jak widać na wykresie 2 wraz z upływem czasu ilość pozyskiwanego białka wzrasta. System odzysku białka umożliwia natychmiastową oszczędność tego składnika – nawet przy minimalnych zmianach. Natomiast dłuższe okresy pomiędzy cyklami opróżniania zapewniają dodatkowy zysk. W odniesieniu do wszystkich odwiedzonych mleczarni, najlepsze rezultaty odnotowano w jednym z polskich zakładów mleczarskich, gdzie roczne „korzyści białkowe” w związku ze stosowaniem systemu odzysku i wydłużeniem interwałów wyrzutowych z 30 minut do 60 minut, wygenerowały ponad 10 ton oszczędności białka rocznie. Tak, więc zastosowanie tej innowacji generuje do 75% oszczędzonego mleka, które musiałoby zostać odrzucone wraz z wodą odpływową.

Niższe ChZT Chemiczne zapotrzebowanie na tlen (ChZT) jest parametrem stosowanym w oczyszczalniach ścieków. Wskazuje poziom zanieczyszczeń

2/2019

AGROindustry


34

nowe technologie

w wodzie ściekowej, która musi zostać oczyszczona oraz jest wskaźnikiem bezpieczeństwa partii wody ściekowej przywracanej do środowiska. To kryterium pośrednio ujawnia ilość związków organicznych rozproszonych w wodzie oraz umożliwia oszacowanie jakości wody. Chemiczne zapotrzebowanie na tlen jest wyrażane w miligramach na litr [mg/l]. oznacza masę zużycia tlenu na litr ścieku. Jak wspomniano powyżej, osad zawiera stosunkowo duże ilości białka regularnie usuwanego wraz z odprowadzaną wodą. Dzięki systemowi odzysku białka zastosowanego w wirówkach oraz możliwości zmniejszenia liczby cyklów opróżniania, do odpływu jest odprowadzana mniejsza ilość tego związku.

Niższe zużycie wody z systemem odzysku białka (Pro+)

Korzyści z systemu odzyskiwania białka na przestrzeni lat

Ma to bezpośredni wpł y w na zanieczyszczenie ścieków doprowadzanych do oczyszczalni ścieków. W ten sposób woda jest zanieczyszczona w mniejszym stopniu, a jej dalsze oczyszczanie jest mniej uciążliwe. Ma to bezpośredni wpływ na koszty końcowe, które z reguły pokrywa mleczarnia. Widać więc, że system odzysku białka nie tylko zapewnia wspomnianą dodatkową ilość pozyskiwanego białka, lecz ponadto gwarantuje dodatkowe zyski, ponieważ redukuje ilość związków organicznych przeznaczonych do usunięcia.

Redukcja zużycia wody – dodatkowa korzyść Zakłady mleczarskie konsumują ogromną ilość wody. W całym

przemyśle spożywczym 33% wody konsumowane jest przez zakłady mleczarskie. Według opublikowanych wyników badań większość zakładów mleczarskich zużywa od 1,2 do 4,7 m3 wody na każdy m 3 przetworzonego mleka [2]. Dlatego zmniejszenie zużycia wody jest kluczowe dla obniżenia kosztów produkcji. System odzysku białka znacznie redukuje zużycie wody w procesie separacji mleka. Jest to istotna wiadomość z punku widzenia dbałości o środowisko naturalne czy dla wielu krajów z deficytem wodnym. W związku z wydłużonymi okresami czasu pomiędzy wyrzutami w systemie odzysku białka zapotrzebowanie na wodę znacznie maleje. Separacja, jak również inne procesy zużywają określoną ilość wody. Obracający się bąk wymaga ciągłego płukania wodą, aby w ten sposób zapobiec przywieraniu białka do powierzchni zewnętrznej. Ponadto woda wspiera schładzanie bąka co pozwala utrzymać stałą i bezpieczną temperaturę roboczą, a hydrauliczny system opróżniania wykorzystuje wodę w celu dociśnięcia dna bąka i utrzymania go na zamkniętej pozycji pomiędzy cyklami opróżniania. Woda technologiczna jest potrzebna do rozcieńczenia osadu i wspomaga także proces usuwania osadów oraz zapobiega powstawaniu potencjalnych zatorów. Cykle płukania bąka oraz dociskania go w celu zamknięcia są sterowane czasowo i są realizowane niezależnie od tego, czy cykl opróżniania miał miejsce czy też nie. Natomiast woda rozcieńczająca osad jest używana w dużej objętości tylko podczas cyklu opróżniania. Zużycie wody podczas produkcji w dużym stopniu zależy od ilości usuwanego osadu. Dlatego zmniejszenie ilości osadu skutkuje zmniejszeniem ilości zużywanej wody. System odzysku

AGROindustry

2/2019


nowe technologie

białka umożliwia znaczną oszczędność wody i ma duży wpływ na ochronę środowiska. Wykres 3 przedstawia optymalną ilość wody zużywanej podczas produkcji: •     woda do płukania bąka: 80 l/h, •     woda zamykająca: 20 l/h, •     woda technologiczna na cykl opróżnienia: 20 litrów. Wydłużenie odstępów czasowych pomiędzy cyklami opróżniania powoduje odpowiednie zmniejszenie zużycia wody. Badania oszczę dności wody w odwiedzanych zakładach mleczarskich przeprowadzono w cyklach opróżniania wirówki 20 i 90 min. Wydłużenie czasu z 20 min do 90 min redukuje konsumpcję wody do 47 l/h. To oznacza 28% oszczędności wody w porównaniu ze standardowym rozwiązaniem. Inaczej mówiąc, wydłużając okres między odstarzałami, z systemem odzysku białka z 20 minut do 90 minut oszczędza 291 m3 wody rocznie. Przeprowadzone badania wykazały, że stosowanie rozwiązania z systemem odzysku białka i wydłużenie interwału czasowego pomiędzy wyrzutami z 30 minut na 60 minut jest w stanie wygenerować ponad 100 000 euro oszczędności każdego roku, bez negatywnego wpływu na efektywność całego procesu.

•     r ozwiązanie bardzo przyjazne środowisku. Potwierdzono, że stosowanie wirówek z systemem odzysku białka pozwala osiągnąć korzyści finansowe z bardzo szybkim zwrotem inwestycji. Co więcej, dzięki zmniejszonemu zapotrzebowaniu na media i dużo mniejszej ilości odpadów, rozwiązanie to jest bardziej przyjazne środowisku. Szczególnie ważną cechą systemu odzyskiwania białka jest z jednej strony zminimalizowanie ilości odpadu powirówkowego, a z drugiej korzyści z większych ilości odzyskiwanego białka. System wyznacza całkowicie nowe granice w wydłużaniu czasu miedzy odstrzałami, zapewniając przy tym bezpieczeństwo i efektywność produkcji. Zastosowanie wirówek z systemem odzyskiwania białka owocuje finansowymi korzyściami, które oparte są na dodatkowej ilości uzyskanego białka i oszczędności wody. Każde wydłużenie okresu czasu wyrzutowego w tym systemie, w porównaniu do standardowej separacji, generuje oszczędności.

Naturalnie, przed zastosowaniem nowego systemu w zakładzie, wszystkie szczegóły odnośnie indywidualnych uwarunkowań procesu są omawiane i analizowane. Pozwala to na optymalizację parametrów, które będą dopasowane do poszczególnych zakładów Warto zapamiętać mleczarskich i wygenerują dla nich Wśród zalet wynikających z zasto- maksymalne korzyści. sowania wirówek z systemem odzysku Literatura białka możemy wymienić: •     mniejsza ilość wyrzutów, 1. Pro+ - innowacyjne rozwiązanie •     około 75% zaoszczędzonego mleka, oszczędności białka na rynku mleczarskim, •     około 28% zaoszczędzonej wody, 2018 r. •     zminimalizowana ilość odpadów, 2. Steinhoff-Wrześniewska A., Rajmund A., •     brak jakichkolwiek zmian w założoGodzwon J., Zużycie wody w wybranych nej wydajności procesowej, branżach przemysłu spożywczego, Inżynieria •     korzyści ekonomiczne, ekologiczna nr 32, 2013.

2/2019

AGROindustry

35

Włoszczowa, czyli dobry ser w dużych ilościach O SM Włoszczowa jest największym producentem

branży spożywczej w województwie świętokrzyskim. Łącznie z dwoma oddziałami: w Pawłowicach i Lublińcu skupuje rocznie 221 milionów litrów mleka. 25% produkcji idzie na eksport.

Ryszard Pizior, prezes OSM Włoszczowa: Nasza nowa linia serowarska pracuje już na sto procent mocy. Teraz przyszedł czas na linię do konfekcjonowania: zamierzamy konfekcjonować jak najwięcej – rośnie sprzedaż plastrów, sprzedajemy coraz więcej wiórków. We Włoszczowie przerabia się dziennie blisko 700 tysięcy litrów mleka, z czego 500 tysięcy od razu wędruje na warzelnię serową. W 2016 roku, kosztem 28 milionów złotych, powstała tu nowoczesna linia do produkcji sera. Historia włoszczowskiej mleczarni liczy ponad 80 lat. Zakład powstał w 1936 roku, zaś celem założycieli była ochrona ich interesów przed wyzyskiem.

Tradycyjna maselnica w trakcie pracy to chyba najbardziej fotogeniczna część zakładu. Tutejsze masło ma swoich wiernych fanów, przy okazji powstaje również ekskluzywny produkt: maślanka prosto z maselnicy.


36

przetwórstwo mleka

Serwatka

– charakterystyka i zagospodarowanie mgr inż. Justyna Tarapata, dr hab. inż. Justyna Żulewska, prof. UWM

Prognozowany wzrost produkcji ser-

watki w Polsce i na świecie stwarza konieczność badania kierunków jej zagospodarowania. Wielokierunkowe przetwarzanie serwatki w zakładach przemysłu mleczarskiego czyni te przedsiębiorstwa bardziej konkurencyjnymi. Najcenniejszym składnikiem ser watki są białka ser watkowe. W związku z tym główny nacisk kładzie się na ich odzysk w procesach separacji membranowej. Frakcjonowanie białek wiąże się również z produkcją permeatu, którego zagospodarowanie, ze względu na skład jak i ilość, stanowi wyzwanie dla przemysłu mleczarskiego. Jednak interdyscyplinarne podejście do przetwórstwa serwatki rozwiązuje problem jego zagospodarowania. Zakłady mają możliwość przekształcania permeatu w biogaz (produkcja energii), czerpiąc tym samym zyski z odpadów przez nie generowanych. Zapotrzebowanie na różnego rodzaju preparaty serwatkowe w sektorze żywnościowym wzrasta a prognozy wskazują, że trend ten będzie się pogłębiał. Szereg biologicznych funkcji białek serwatkowych ukierunkowuje jej przerób na produkcję biologicznie aktywnych składników, wykorzystywanych w żywieniu sportowców czy niemowląt. Tym samym serwatka nie jest już uciążliwym odpadem, a surowcem do wytwarzania produktów z wartością

Tab. 1. Skład chemiczny mleka i serwatki (Fox i in., 2000, Smith, 2014) bd - brak danych

dodaną, przynoszącym zyski zakładom mleczarskim. Serwatka jest produktem ubocznym otrzymywanym podczas przetwórstwa mleka. Jest to tak zwany odciek, który pozostaje po reakcji strącania kazeiny. Stanowi materiał oddzielony od skrzepu podczas produkcji serów dojrzewających, serów twarogowych lub preparatów białek mleka. Powstaje także w procesie mikrofiltracji odtłuszczonego mleka czy przy produkcji jogurtu typu greckiego (Lagrange i in. 2015). W zależności od metody wytrącania białek oraz technologii produkcji zakłady mleczarskie wytwarzają dwa rodzaje serwatki: •     słodką (podpuszczkową) powstałą w wyniku ścięcia białek mleka przy użyciu preparatu enzymatycznego, najczęściej podpuszczki (produkcja serów podpuszczkowych i kazeiny podpuszczkowej)

Składnik

Mleko

Serwatka słodka

Sucha masa (%) Białko (%) Laktoza (%) Tłuszcz (%) Związki mineralne (%) Kwas mlekowy (%) Wapń (mg/100 g) Fosforany (mg/100 g)

12,5 3,5 4,8 3,5 0,7 bd 120 200

6,3 0,8 4,8 0,3 0,5 0,1 45 50

•     k waśną (kwasową) uzyskiwaną w wyniku przeprowadzenia kwasowej koagulacji mleka (m.in. przy produkcji twarogów, jogurtu greckiego, cottage cheese, kazeiny kwasowej wytrącanej kwasem solnym, siarkowym lub mlekowym) (Żulewska, 2018). Zawartość poszczególnych składników w serwatce zależy od takich czynników jak: pora roku, okres laktacji zwierzęcia, metoda koagulacji oraz technologia produkcji serów lub preparatów białkowych (Trusek-Hołownia i in., 2014; Żulewska, 2018). Skład chemiczny serwatki w zależności od metody koagulacji i technologii produkcji został przedstawiony w tabeli 1. Serwatka kwaśna może zawierać nawet 16 razy więcej kwasu mlekowego niż serwatka słodka (Benitez i Ortero, 2012). Jest to skutkiem działalności bakterii fermentacji mlekowej polegającej na

Serwatka kwaśna po produkcji jogurtu kazeiny twarogu greckiego kwasowej 6,4 0,5 4,4 0,3 0,6 0,5 103 200

5,7 0,3 4,2 bd 0,9 bd 123 bd

AGROindustry

6,3 0,6 4,7 0,3 0,8 bd 140 200

2/2019


Produkcja jogurtu typu greckiego znacznie zwiększa ilość otrzymanej serwatki kwaśnej ogółem, gdyż na jeden kilogram jogurtu przypada ok. 2 - 3 kg serwatki

konwersji laktozy do kwasu mlekowego (Jelen, 2011). W związku z tym kwasowość czynna serwatki kwaśnej mieści się w  przedziale od 4,2 (pH serwatki po produkcji jogurtu greckiego) do 4,7 (pH serwatki po produkcji twarogu lub kazeiny kwasowej) Natomiast serwatka słodka charakteryzuje się kwasowością czynną w zakresie pH 6,2 – 6,6 (Fox i in., 2000; Smith, 2014). Kolejną różnicą w składzie obu serwatek jest obecność glikomakropeptydu (GMP) występującego w serwatce słodkiej (do ok. 20% białka). GMP nie występuje w serwatce kwasowej, chyba że w procesie produkcyjnym zastosowano dodatek podpuszczki (Fox i in., 2004). Zawartość laktozy w serwatce słodkiej i kwasowej jest porównywalna. Serwatka kwasowa po produkcji jogurtu greckiego zawiera mniej białka niż serwatka słodka lub kwasowa po produkcji twarogu (tabela 1).

Biologiczne właściwości białek serwatkowych Ze względu na obecność białka i laktozy serwatkę uznaje się za wartościowy produkt uboczny. Powszechnie wiadomo, że ma wysoką wartość odżywczą i jej spożycie pozytywnie wpływa na funkcje organizmu (Khan i in., 2015). Do białek obecnych w serwatce zalicza się: β-laktoglobulinę (β-Lg), α-laktoalbuminę (α-La), albuminę serum krwi (BSA – Bovine Serum Albumin), immunoglobuliny (Ig), proteozy i peptony, laktoferynę i laktoperoksydazę. Białka serwatkowe stanowią cenne i bogate źródło aminokwasów niezbędnych w diecie człowieka (Szczurek, 2008). Zawartość lizyny, treoniny, tryptofanu, izoleucyny i leucyny kształtuje się w białku serwatkowym na poziomie zdecydowanie wyższym niż stwierdzony w białku pszenicy lub soi (tabela 2). W porów-

naniu z białkami jaja kurzego, białka serwatkowe charakteryzują się wyższą wartością biologiczną (Szczurek, 2008). Zawarte w nich aminokwasy egzogenne: leucyna, izoleucyna i walina pełnią rolę regulatorów metabolizmu białek, glukozy i lipidów, przez co wspomagają kontrolę wagi. Istotna jest także zawartość aminokwasów siarkowych – metioniny i cysteiny. Wykazują one działanie antyoksydacyjne i są prekursorami syntezy glutationu. Frakcja białek serwatkowych jaką stanowią immunoglobuliny pełni ważną funkcję w zwalczaniu infekcji i odbudowie systemu odpornościowego. Uważa się, że białka serwatkowe mają właściwości antykancerogenne. Badania prowadzone na szczurach wykazały, że dieta bogata w białka serwatkowe zmniejsza częstotliwość występowania nowotworów okrężnicy (Smithers, 2008).

Aminokwas

Białka serwatki

Białka sojowe

Białka pszenicy

metionina + cysteina lizyna treonina tryptofan arginina izoleucyna leucyna walina

4,4 9,1 7,3 2,2 2,5 6,0 10,5 5,8

2,8 6,3 4,1 1,3 6,1 4,8 7,9 5,2

4,3 1,6 2,6 1,0 4,0 4,4 7,8 4,4

2/2019

AGROindustry

Tab. 2. Porównanie składu aminokwasowego (g/100 g białka) koncentratów białek serwatkowych, soi i pszenicy (Tomkins i in., 1994)


38

przetwórstwo mleka

Serwatka – uciążliwy ekologicznie odpad czy potencjalny surowiec w produkcji energii?

Tab. 3. Charakterystyka wybranych substratów mleczarskich wraz z potencjałem produkcji biogazu (Cukrowski i in., 2009). s.m.o. – sucha masa organiczna.

Z drugiej jednak strony zawartość białek i laktozy powoduje, że serwatka jest odpadem uciążliwym ekologicznie. Traktowana jako ściek stanowi potencjalne zagrożenie dla środowiska naturalnego. Wskaźnik BZT5 takiego odpadu wynosi 30 000  – 50 000 g O2/l, podczas gdy ścieki mleczarskie charakteryzują się średnim BZT5 pomiędzy 800 a 2000 g O2/l (Zieliński i in., 2007). Kwestia utylizacji serwatki ciągle stanowi pewnego rodzaju wyzwanie dla zakładów przemysłu mleczarskiego. Skala jej produkcji stale się powiększa i jednocześnie wymagania legislacyjne dotyczące ekologicznego aspektu gospodarki odpadami stają się coraz bardziej restrykcyjne (Trusek-Hołownia i in., 2014). W ostatnim czasie firmy zajęły się promocją ekologicznej logistyki (tzw. „zielonej”). Dotyczy ona sposobu zagospodarowania odpadów. Podstawą tej koncepcji jest małe zużycie energii i niewielka emisja zanieczyszczeń podczas procesów produkcyjnych, magazynowania i transportu. Wiąże się z obniżeniem kosztów ponoszonych przez klientów i ochroną środowiska (Nowak, 2014). Przedsiębiorstwa mogą zwiększyć swoją konkurencyjność, poprzez czerpanie zysków z odpadów. Technologie biogazowe umożliwiają wykorzystanie odpadów organicznych jako substratu w produkcji biogazu (Nowak, 2014). Biogaz powstały z odpadów mleczarskich takich jak permeat po membranowych procesach

Nazwa substratu serwatka odpady z produkcji serów

zagęszczania serwatki stanowi alternatywne źródło energii i może być spalany w większości kotłowni gazowych (Zieliński i in., 2007). Charakterystykę stosowanych w procesie fermentacji metanowej odpadów mleczarskich wraz z potencjałem produkcji biogazu przedstawiono w tabeli 3.

Wzrostowy trend produkcji serwatki Światowa produkcja ser watki wynosi ok. 190 mln ton, z czego 70% przypada na Unię Europejską i Stany Zjednoczone Ameryki (Affertsholt 2009, Mollea i in., 2013). Zwiększenie światowej produkcji serwatki związane jest ze zwiększeniem produkcji serów. Według danych FAO (2017) światowa produkcja sera w okresie od 2017 do 2026 roku zanotuje wzrost o ok. 1,4% w skali roku. Oznacza to, że w 2026 roku szacunkowa ilość wyprodukowanego na świecie sera ogółem będzie wynosić ok. 26,2 mln ton, co przekłada się na ok. 236 mln ton odczerpanej serwatki. Biorąc pod uwagę krajowy poziom produkcji serów twarogowych i dojrzewających, który w 2017 r. wyniósł odpowiednio 459,5 i 337,8 tys. ton, produkcję serwatki w Polsce można szacować na ponad 6 mln ton, przy nieco większym udziale serwatki kwaśnej (tabela 3). Innym źródłem serwatki kwaśnej jest zwiększająca się w Polsce produkcja jogurtu typu greckiego (Górska, 2016). Ten kierunek przetwórstwa mleka znacznie zwiększa ilość otrzymanej serwatki kwaśnej ogółem, gdyż na jeden kilogram jogurtu przypada ok. 2 - 3 kg serwatki.

Kierunki zagospodarowania serwatki Ze względu na wysoką wartość odżywczą i biologiczne właściwości serwatki, jest ona przetwarzana w celu produkcji białkowych preparatów stosowanych w żywieniu człowieka (spożywanych m.in. przez kulturystów i atletów) (Lagrange i in., 2015). Do głównych trudności związanych z przetwarzaniem serwatki należą: •     sezonowe zmiany składu mleka, •     p odatność serwatki na zepsucie i zakażenie bakteriofagami, •     wysokie koszty transportu serwatki i budowy instalacji do jej przerobu •     oraz w przypadku serwatki kwasowej, duża zawartości kwasu mlekowego i minerałów, które wpływają na wysoką higroskopijność proszku powodując znaczne problemy w prawidłowym suszeniu kwaśnej serwatki (Żulewska, 2018). A k tualnie nie ma wię ksz ych problemów technicznych czy technologicznych w przerobie serwatki słodkiej. Pozwala to na odzyskanie z niej najważniejszych składników – przede wszystkim białek serwatkowych, które w czasie przetwarzania płynnej serwatki nie ulegają denaturacji (Szczurek, 2008). Obecnie efektywnie przetwarza się ok. 50% wyprodukowanej serwatki. Z czego 45% wykorzystuje się bezpośrednio w ciekłej postaci, 30% zagospodarowuje jako proszek serwatkowy, 15% stanowi odzyskana laktoza i bezlaktozowe produkty uboczne a 10% preparaty białek serwatkowych (Bednarski, 2001). Główne kierunki

Procentowa zawartość suchej masy w t substratu

Procentowa zawartość suchej masy organicznej w zawartości suchej masy

Produkcja metanu z 1 t s.m.o.

[% wsadu]

[% s.m.o.]

[m3/t s.m.o.]

5,4 79,3

86,0 94,0

383,3 610,2

AGROindustry

2/2019


40

przetwórstwo mleka

Rok Wyszczególnienie Sery ogółem w tym sery twarogowe sery dojrzewające

2007 (tys. ton)

2012 (tys. ton)

2017 (tys. ton)

2018 (tys. ton)

669,9 329,6 252,6

793,6 385,8 312,6

888,9 459,5 337,8

bd 462 bd

zagospodarowania serwatki i stosowane techniki zostały przedstawione na rysunku 1.Podczas przerobu serwatki najczęściej wykorzystywanymi technikami są zagęszczanie, frakcjonowanie i modyfikacje (np. hydrolityczne, chemiczne). Nowoczesne osiągnięcia w dziedzinie biochemii, mikrobiologii i zaawansowanych technologii przyczyniają się do rozwoju przetwórstwa serwatki i produkcji wysokojakościowych preparatów o zagwarantowanym stopniu bezpieczeństwa zdrowotnego (Żulewska i in., 2015). Dzięki zastosowaniu odpowiedniej technologii można otrzymać szereg produktów na bazie serwatki: serwatkę w proszku,

demineralizowaną serwatkę w proszku (o różnym stopniu demineralizacji 25, 50 i 90%) (DWP – Demineralized Whey Powder), serwatkę o zredukowanej zawartości laktozy, koncentraty białek serwatkowych (WPC – Whey Protein Concentrates) o zawartości białka 34-80%, izolaty białek serwatkowych (WPI – Whey Protein Isolates) o zawartości białka >90%, hydrolizaty laktozy, hydrolizaty białek (WPH – Whey Protein Hydrolysates), laktozę spożywczą i farmaceutyczną, indywidualne frakcje białek (α-laktoalbumina, β-laktoglobulina, immunoglobuliny, laktoferyna, laktoperoksydaza, glikomakropeptyd), permeat serwatkowy

Dynamika produkcji (%) 32,7 (2007-2017) 40,2 (2007-2018) 33,7 (2007-2017)

Tab. 3. Produkcja sera w Polsce (GUS, 2017; GUS, 2018) bd – brak danych

i składniki mineralne (Żulewska, 2018; Smith 2008).

Serwatka – surowiec w produkcji biologicznie aktywnych składników Jednym z kierunków przetwar zania ser watki jest produkcja biologicznie aktywnych peptydów. Peptydy zidentyfikowane w białkach mleka charakteryzują się m.in. aktywnością: przeciwnadciśnieniową, przeciwkrzepliwą, antymikrobiologiczną, antyoksydacyjną, opioidową, wiążącą metale i mikroelementy, przeciwnowotworową (Darewicz

Rys. 1. Podstawowe kierunki przerobu serwatki (Smith 2008)

Produkcję serwatki w Polsce można szacować na ponad 6 mln ton, przy nieco większym udziale serwatki kwaśnej

AGROindustry

2/2019


41

przetwórstwo mleka

i in., 2014). Produkcja bioaktywnych peptydów polega na przeprowadzeniu hydrolizy enzymatycznej białek serwatkowych. Hydrolizaty białek serwatkowych są otrzymywane z koncentratów białek serwatkowych z wykorzystaniem enzymów takich jak trypsyna czy chymotrypsyna. Skład i właściwości hydrolizatów zależą od specyfiki użytych enzymów, kolejności ich stosowania oraz temperatury i czasu procesu hydrolizy (Smith 2008). Trusek-Hołownia i in. (2014) na przykładzie trzech dostępnych handlowo proteaz (termolizyny, subtylolizyny A i trypsyny) wykazali, że z serwatki można w łatwy i szybki sposób pozyskać peptydy o masach cząsteczkowych od 0,5 do 10 kDa. Peptydy o najmniejszych masach cząsteczkowych uzyskuje się w przypadku stosowania trypsyny (40% stanowią peptydy <1 kDa). Wśród tych peptydów można wyróżnić białka o właściwościach leczniczych. Ważne jest, aby zapobiec dalszemu przereagowania pożądanych peptydów. W tym celu korzystne jest zintegrowanie bioreaktora enzymatycznego dla procesu hydrolizy z węzłem separacji membranowej (nanofiltracja) (Trusek-Hołownia i in., 2014). Przykładowym produktem handlowym z bioaktywnymi peptydami jest hydrolizat białek serwatkowych „BioZate”(USA), zawierający fragmenty pochodzące z laktoglobuliny-β (β-LG). Znalazł on zastosowane w żywieniu sportowców, produkcji przekąsek, napojów dietetycznych i preparatów dla niemowląt. Producent podkreśla, że w technologii stosuje białka serwatkowe oczyszczone w procesie wymiany jonowej. Wymiana jonowa daje najwyższe możliwe naturalne poziomy aminokwasów rozgałęzionych (BCAA - Branched-Chain Amino Acid), w tym leucyny, pełniącej funkcję stymulacji syntezy białek mięśniowych.

2/2019

AGROindustry

Literatura • „Produkcja ważniejszych wyrobów przemysłowych w grudniu 2018”, GUS. • „Produkcja wyrobów przemysłowych w 2017 roku tablice”, GUS. • Affertsholt T. 2009. International whey market overview. ADPI/ABI Annual Conference. • Bednarski W. 2001. Biotechnologia żywności. WNT, Warszawa. • Benitez R.M., G.M. Ortero. 2012. Whey: types, composition and health implications, Hauppauge, New York: Nova Science Publishers. • Cukrowski A., Mroczkowski P. OniszkPopławska A., Wiśniewski G. 2009. Biogaz rolniczy-produkcja i wykorzystanie. Mazowiecka Agencja Energetyczna Sp. z o.o. Warszawa, grudzień s. 22. https://ieo. pl/pl/raporty/26-biogaz-rolniczy-produkcja-iwykorzystanie/file (dostęp 12.05.2019) • Darewicz M., Iwaniak A., Minkiewicz P. 2014. Biologicznie aktywne peptydy pochodzące z białek mleka. Med. Weter. 70, s. 348-352. • Fox P.F., Guinee T.P., Cogan T.M., McSweeney P.L.H. 2000. Fundamentals of cheese science. Aspen Publishers Inc., Gaithersburg, USA. • Fox P.F., McSweeney P.L.H., Cogan T.M., Guinee T.P. 2004. Cheese – chemistry, physics and microbiology. Elsevier Academic Press, London. • Górska J. 2016. „Jogurty typu greckiego: Greckie innowacje”. Forum Mleczarskie Handel 1/2016 (74) https://www. forummleczarskie.pl/RAPORTY/528/jogurtytypu-greckiego/ (dostęp: 26.01.2019). • https://www.agropuringredients.com/ nutrition-solutions/ingredients/manufactured/ biozate/ (dostęp 12.05.2019). • Jelen P. 2011. Whey processing. W J. W. Fuquay (red.), P. F. Fox (red.), P. L. H. McSweeney (red.), Encyclopaedia of dairy sciences 2nd ed. vol 4, 731-743. London, UK: Academic Press. • Khan S., N. Amin, Z. Ansari, D.R. Majumder. 2015. „Whey: Waste to health and wealth”. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences Special Issue-2: 245-253. • Lagrange V., Whitsett D., Burris C. 2015. Global Market for Dairy Proteins. Journal of Food Science 80, S1, s. 16-22. • Mollea C., Marmo L., Bosco F. 2013.

• •

Valorisation of cheese whey, a by-product from the dairy industry. W: Food industry. Red. I. Muzzalupo. CC BY 3.0 license. Open access. Nowak M.M. 2014. Wykorzystanie odpadów z przemysłu mleczarskiego jako element ekologistyki. Logistyka 6, s. 13612-13617. OECD/FAO. 2017. „OECD-FAO Agricultural Outlook 2017-2026”. OECD Publishing, Paris. http://dx.doi.org/10.1787/agr_outlook2017-en. Smith K. 2008. Dried dairy ingredients. Wisconsin Centre for Dairy Research. Smith K. 2014. Current and future processing of whey ingredients. http://oregondairy.org/wp-content/ uploads/2014/04/4-2014-ODI.pdf (dostęp 12.05.2019). Smithers, G.W., 2008. Whey and whey proteins—From ‘gutter-to-gold’. International Dairy Journal 18, 695– 704. Szczurek W. 2008. Produkty przetwarzania serwatki i ich zastosowanie w paszy dla kurcząt brojlerów – aspekt żywieniowy i fizjologiczny. Wiadomości Zootechniczne, R. XLVI, 4, s. 41-52. Tomkins T., Sowinski J., Drackley J.K. 1994. New developments in milk replacers for preruminants. Proc. 55th Minnesota Nutrition Conference, University of Minnesota, St. Paul, USA, s. 71−90. Trusek-Hołownia A., Przybył A., Noworyta A. 2014. Zagospodarowanie odpadowej serwatki w kierunku aktywnych peptydów. Inż. Ap. Chem. 53, s.314-315. Zieliński M., M. Dębowski, M. Krzemieniewski. 2007. „Możliwość beztlenowej biodegradacji zanieczyszczeń zawartych w permeacie po nanofiltracji serwatki kwaśnej”. Rocznik Ochrona Środowiska 9: 199-210. Żulewska J., Kowalik J., Łobacz A., Dec B. 2015. SERWATKA – przyszłością polskiego mleczarstwa. Agro Industry 4, s.36-38. Żulewska J. 2018. Serwatka i kierunki jej wykorzystania. Rozdział w Produkty mleczne. Technologia i rola w żywieniu człowieka. Pod red. Jana Gawęckiego i Jana Pikula. XVII tomik Biblioteczki Olimpiady Wiedzy o Żywności i Żywieniu. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu. ISBN 978-83-7160-893-3 i ISBN 978-837160-894-0. S. 155-164.


42 4

3

5

1

2

6

1 Bez deka mleka

5 Mascarpone

2 Ekologiczny ser

6 Pik-Nik KIDS

Plastry o smaku goudy produkcji OSM Łowicz. Produkt bezmleczny, na bazie tłuszczu kokosowego oraz skrobi.

z Gór BIO

Ekologiczny ser z Gór BIO bez GMO marki Mlekovita to produkt z Certyfikatem Bio. Produkt spełnia normy unijne dotyczące żywności ekologicznej.

3 Bieluch

Jogurt 10% typu greckiego bez mleka w proszku produkcji SM Bieluch

4 Magija

Batonik twarogowy Magija firmy Žemaitijos pienas to przekąska dla osób żyjących w pośpiechu czy też pragnących chwili relaksu przy filiżance kawy. Produkowany ze świeżego twarogu, zawiera mnóstwo wartościowego białka mlecznego. Oblany prawdziwą czekoladą. Produkowany bez dodatku konserwantów i zagęszczaczy.

7

Mlekpol rozszerza swoją ofertę produktową o ser Mascarpone z naturalnej śmietanki.

Serowe paluszki do rwania Pik- Nik firmy Žemaitijos pienas to przekąska produkowana na bazie świeżego sera Mozarella. To bardzo wygodna przekąska, którą możesz zabrać na letnie podróże i biwaki. Jeden paluszek serowy to tyle co 1 szklanka mleka. Produkowane bez konserwantów, barwników i wzmacniaczy.

7 Rjażenka

Pieczone mleko. Produkt nabiałowy popularny u naszych wschodnich sąsiadów tzw. “pieczone mleko”. OSM Prudnik oferuje produkt fermentacji mleka pod wpływem naturalnych bakterii kwasu mlekowego, poddany obróbce w piecu. Podobny w konsystencji do domowych jogurtów. Rjażenka wytwarzana jest wyłącznie z naturalnych składników.

AGROindustry

2/2019


Profile for PROGRAFIKA

AGRO industry 2019/2 Mleczarstwo  

Skład publikacji dla firmy Bikotech. DTP Prografika - www.prografika.pl

AGRO industry 2019/2 Mleczarstwo  

Skład publikacji dla firmy Bikotech. DTP Prografika - www.prografika.pl

Advertisement