VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA STRUKOVNIH STUDIJA

-Tehnološki odsek-

Odabrana poglavlja tehnologije fermentisanjih proizvoda

PROIZVODNJA JOGURTA

-SEMINARSKI RAD -

Ivan Ranisavljević Mentor:

13/11-T Dr Mirjana Radišć

Zrenjanin, 2012

Seminarski rad

SADRŽAJ

4.1 Prijem mleka i izbor sirovine..............................................................................9

4.2 Prečišćavanje....................................................................................................10

4.2Hlađenje.............................................................................................................13

4.3 Skladištenje sirovog mleka...............................................................................14

4.4 Predgrevanje mleka u izmjenjivaču toplote na 50-60oC...................................15

4.5 Standardizacija mlečne masti............................................................................15

4.6 Podeševanje suve materije................................................................................17

4.7 Homogenizacija................................................................................................18

4.8 Dezodorizacija..................................................................................................22

4.9 Pasterizacija......................................................................................................22

4.10 Hlađenje..........................................................................................................28

4.11 Inokulacija mleka............................................................................................28

4.12. Hlađenje i pakovanje proizvoda....................................................................31

4.13 Čuvanje proizvoda (skladištenje)....................................................................32

5.ZAKLJUČAK......................................................................................33

6.LITERATURA.....................................................................................34

2

1.UVOD....................................................................................................

2. MLEKO.................................................................................................

3. MLEČNOKISELINSKA FERMENTACIJA.......................................

4. TEHNOLOŠKI PROCES PROIZVODNJE JOGURTA......................

Seminarski rad

1.UVOD

Jogurt je jedan od najpopularnijih mlečnih proizvoda trenutno i ujedno,

najbrže rastuća kategorija u industriji mleka i mlečnih proizvoda. Bilo da je

dodatak obrocima ili obrok sam zasebe, jogurt je navika sa kojom rastemo. Od

malih nogu uživamo u njegovom bogatom ukusu i rastemo uz ovaj kvalitetan i

zdrav mlečni napitak, a naš organizam koristi sve prednosti ovog izuzetnog

mlečnog proizvoda. Što je još važnije, jogurt kakav mi pijemo je redak u drugim

zemljama i obično ga nalazimo u formi kefira ili nečega što je najpribližnije

našem kiselom mleku. Jogurt koji nas vraća u dane detinjstva i koji je ostao

večiti prijatelj naših porodica je gotovo pa zaštitni srpski proizvod.

Postoje dokazi da se neke vrste mlečnih kultura proizvode i koriste kao

hrana već 4.500 godina. Pravi jogurt se verovatno spontano fermentisao od

divlje bakterije koja se nalazi na torbama, napravljenim od kozje kože, a koje su

nosili Bulgari, nomadski narod koji je migrirao u Evropu u drugom veku pre

nove ere i nastanio se na današnjem Balkanu na kraju sedmog veka. Stari Turci

su koristili jogurt, što je dokumentovano i u knjizi Mahmuda Kašgarija i Jusufa

Has Haiba iz 11.veka. Prvi zvanični dodir Evropljana sa jogurtom je zabeležen u

francuskoj kliničkoj istoriji.

Jogurt je prvi „industrijalizovao“ jevrejski preduzetnik Isak Karaso. U

1919.godini Karasao je započeo sa proizvodnjom jogurta u Barseloni.

3

Seminarski rad

2. MLEKO

Pod mlekom u užem smislu reči, podrazumevamo nepromenjen skerlet

mlečne žlezde , dobijen neprekidnom i potpunom mužom zdravih, normalno

hranjenih i redovno muženih krava najmanje 15 dana pre i 8 dana posle teljenja,

kome se ništa ne sme dodati niti oduzeti – kravlje mleko.

U fizičkom smislu mleko je emulzija masti i vodenog rastvora belančevina,

mlečnog šećera i mineralne soli.

Prosečan sastav mleka je:

voda 87,3 %,

suva materija 12,7 %,

mast 3,8 %,

belančevine 3,55 %,

mlečni šećer 4,7 %

Zbog znatne varijabilnosti, sastav mleka se kreće u intervalima:

suva materija 11-14 %,

mast 3,2-5,5 %,

belančevine 2,6-4,2 %,

mlečni šećer 4,6-4,9 %,

pepeo 0,6-0,8 %.

Uslovi kvaliteta mleka prema važećem Pravilniku:

da ne sadrži kolostrum,

da su miris, ukus i boja svojstveni,

da tačka mržnjenja ne sme biti veća od -0,530oC, ili da broj refrakcije nije

manji od 39,

da sadrži najmanje 3,2 % mlečne masti,

da sadrži najmanje 2,9 % proteina,

4

Seminarski rad

da sadrži najmanje 8,5 % suve materije bez masti,

da kiselost nije veća od 7,6oSH,

da je najkasije u roku od dva sata posle muže ohlađeno ispod 8oC, a u

toku sledeća dva sata na temperaturu od 4oC,

da ukupan broj mikroorganizama ne prelazi 1000000 u jedom mililitru

mleka,

da ukupan broj samatskih ćelija ne prelazi 400000 u jednom mililitru

mleka.

Slika 1. Mleko

Mleko se dobija ručnom i mašinskom mužom, sa obaveznom predmužnom

probom.

Za mleko koje se dobija ručnom mužom moraju se koristiti sudovi od alu-legura,

nerđajućek čelika ili stakla.

Mleko se mora prečistiti, hladiti i skladištiti na temperaturi ispod 4oC do 48

časova skladištenja.

Uređaji i sudovi za mužu i transport mleka moraju biti baždareni i proizvedeni

od ali-legura, nerđajućeg čelika ili stakla.

Od proizvodnog domaćinstva ili farme mleko se mora prevoziti isključivo u

opremi za te svrhe (mlekarske kante, cisterne).

Od sabirne mlekare ili sabirnog mesta mleko se može prevoziti isključivo u

transportnoj cisterni napravljenoj od nerđajućeg čelika ili alu-legura, u kojoj se

5

Seminarski rad

ne menjaju svojstva mleka i koja se može čistiti, prati i dezinfikovati.

Transportna cisterna mora biti opremljena potrbnim uređajima za pretakanje

mleka (creva, pumpe i dr.).

Prevoz mleka mora se obavljati u transportnoj cisterni, gde se temperatura

mleka neće u toku transporta promeniti za više od 2oC.

3. MLEČNOKISELINSKA FERMENTACIJA

Fermentacija (vrenje) definiše se kao proces koji dovodi do

biohemijskih promena organskih materija, delovanjem enzima mikroorganizama

(oksidoredukcijske reakcije), najčešće bez prisutnost kiseonika, uz oslobađanje

energije.

Najznačajnija biohemijska reakcija za procese u tehnologiji mleka, je

reakcija fermentacije laktoze. Proces fermentacije laktoze u mlečnu kiselinu je

vrlo složen i odvija se postepenom razgradnjom uz stvaranje brojnih

međuproizvoda i energije. Bakterije mlečne kiseline ne mogu koristiti laktozu

izravno, već je pomoću enzima laktoza-permeaze prevode u svoju stanicu.

Laktozu u samoj stanici cepaju na glukozu i galaktozu, uz pomoć enzima

β−β−β−galaktozidaze (laktaze). Glukoza se dalje postupno razgrađuje putem

glikolize ili Embden-Meyerhof Parnasovim putem.

Slika 2. Homofermetativni put razgradnje laktoze

6

Seminarski rad

Na putu glikolize specifični enzimi bakterija mlečne kiseline provode

fermentaciju glukoze preko brojnih međuproizvoda do pirogrožđane kiseline.

Redukcijom pirogrožđane kiseline (piruvata) delovanjem specifičnog enzima

laktat-dehidrogenaze, nastaje mlečna kiselina (laktat). Ovaj složeni put

fermentacije laktoze u mlečnu kiselinu naziva se homofermentativni put, a

provodi se pod uticajem homofermentativnih bakterija mlečne.

Homofermentativne mlečno kisele bakterije proizvode uglavnom mlečnu

kiselinu (oko 90%), uz vrlo male udjele drugih spojeva poput diacetila,

acetoina, acetaldehida, etanola, maslačne, propionske, octene i mravlje

kiseline. Tokom mlečno kisele fermentacije nastaje optički aktivni L(+) ili D(-)

izomerni oblik mlečne kiseline ili DL mješavina tih dva oblika (recemat).

4. TEHNOLOŠKI PROCES PROIZVODNJE JOGURTA

Slika 3. Šema za proizvodnju jogurta

7

Seminarski rad

Prijem mleka i izbor sirovine → prečišćavanje → hlađenje → skladištenje

sirovog mleka → standardizacija masti → predhodni trtman mleka →

predgrejavanje → homogenizacija → termički tretman → hlađenje(do

temperature inokulacije) → inokulacija → fermentacija → hlađenje →

pakovanje → distribucija

4.1 Prijem mleka i izbor sirovine

Mleko se u mlekari prima na linji za prijem. Tu se uzima uzorak mleka da bi se

ispitao njegov kvalitet, a određuje se i količina primljenog mleka merenjem

zapremine ili mase. Ukoliko se mleko transportuje u cisternama količina se meri

ugrađenim meračem protoka , a pri transportuu kantama se meri masa vagom.

Slika 4. Prijem mleka

Mleko se u mekari prima na liniji za prijem.

Kvalitativna ispitivanja. Uzima se uzorak mleka da bi se ispitao njegov

kvalitet. Kvalitativna ispitivanja podrazumjevaju određivanje: kiselosti, sastava

(mast, SM, proteini) i higijenskih karakteristika.

8

Seminarski rad

Kvantitativna ispitivanja. Određuje se prispela količina merenjem mase ili

zapremine. Merenje količine se može obaviti vagom (ako mleko stiže u mlekaru

u kantama) ili meračem protoka (ako mleko u mlekaru stiže u cisternama).

Na osnovu rezultata ovih analiza određuje se cena mleka i mleko usmerava u

određeni proces prerade. Prijem ne sme da traje duže od 3h da se mleko ne bi

pokvarilo.

Mleko mora imati sledeće karakteristike:

8,5% SMBM,

6,5-7,5 oSH,

ne više od 1 000 000 mikroorganizama/ml i

ne sme sadržati antibiotike, bakteriofage, deterdžente, pesticide iznad

dozvoljene količine

Slika 5. Prijem mleka u mlekaru

4.2 Prečišćavanje

Mleko se potom transportuje u balansni tank. Iz njega se pumpom odvodi na

prečišćavanje.

9

Seminarski rad

Mleko se prečišćava od mehaničkih nečistoća:

filtracijom

centrifugisanjem (klarifikatori). Klarifikatori su separatori posebne

konstrukcije. Imaju veći zazor između lopatica i bubnja, manju brzinu

okretanja bubnja od separatora standardizatora.

Prečišćavanje doprinosi estetskom izgledu mleka i omogućava neometano

izvođenje ostalih operacija (naročito pasterizacije i homogenizacije).

Filtracija: Cilj ove tehnološke operacije sastoji se u odstranjivanju mehaničke

nečistoće pre nego što mikroorganizmi s njene površine i unutrašnjosti

dispergiraju u mleko. Dugo se smatralo da se filtracijom kao tehnološkom

operacijom smanjuje i ukupan broj mikroorganizama. Ovakvo shvatanje je

dovelo do toga da je uloženo mnogo truda na usavršavanju cedila za mleko.

Kasnije se odustalo od ove zablude, jer su mikrobiološka ispitivanja broja

bakterija pre i posle ceđenja jednog istog mleka pokazala da se broj bakterija ne

samo nije smanjio već se i povećao.

Slika 6. Sistem filtracije mleka

Povećanje broja bakterija posle ceđenja mleka objašnjava se time da se

delomičnim razbijanjem komadića nečistoće iz njih oslobađaju bakterije.

10

Seminarski rad

Uticaj raznih vrsta filtracionih materija na promenu ukupnog broja

mikroorganizama u mleku posle ceđenja, približno se ilustruje podacima tabele

koju navodi Lauterwald:

Tabela 1. Uticaj raznih vrsta filtracionih materijala na ukupan broj

mikroorganizama

Broj bakterija u 1 ml mleka

Pre ceđenje Vrsta cedila Posle ceđenja

76000000porhet

305000000

152000000 368000000

592000000vata

1034000000

131000 166000

148000000platno

171000000

8100 11600

326000000 metalno sito 382000000

Centrifugalni prečistači, koji su zbog svog velikog kapaciteta vrlo pogodni za

veće mlekare, podvrgnuti su intenzivnom usavršavanju. Poslednjih godina veliki

broj autora saopštava interesantne podatke prema kojima sa povećanjem broja

obrtaja (oko 10.000 o/min.), dolazi do izdvajanja i taloženja mikroorganizama.

Ova ispitivanja pokazuju smanjenje od 97—99'% ukupnog broja bakterija, čime

se praktično dobija skoro sterilno mleko, a da se pri tome ne menjaju vitamini i

fermenti mleka. Redovna kontrola mehaničke nečistoće u mleku treba da bude

jedna od prvih mera kontrole kvaliteta mleka. Jednostavnost u radu, mali

troškovi i veliki psihološki efekat kod proizvođača, predstavljaju preimućstvo

ove kontrole. Njena primena treba da doprinese stvaranju određenih navika kod

radnika koji rade na muži, manipulisanju i isporuci mleka. Određivanje

mehaničke nečistoće treba da bude, u ovoj početnoj fazi rada na poboljšanju.

Prednosti i mane korišćenja filtra i klarifikatora:

11

Seminarski rad

Filtri: niska cena, jednostavno održavanje, habanje ništavno, po kapacitetu

jednaki su centrifugalnim, ne dolazi do većeg razbijanja kolonija bakterija, ne

dolazi do uklanjanja adsorpcionog sloja. Nedostatak filtera je što se brzo

kontaminiraju pa omogućavaju da se nečistoća na filtrima rastvara i odlazi sa

mlekom. Zbog ovoga se postavljaju dva, povezana propusnom slavinom. Jedan

se čisti dok drugi radi.

Klarifikatori: uklanjaju i čestice koje prolaze kroz pore filtra, izdvajaju sluzaste

materije i leukocite, velika im je cena, veliki troškovi održavanja, razbija

kolonije bakterija, i djelimično uništava adsorpcioni sloj masnih globula.

4.2Hlađenje

Posle prečišćavanja mleko se hladi na +4oC. Mleko se hladi u pločastim

izmjenjivačima toplote (efikasnije koriste toplotu i većeg su kapaciteta od

cevastih). Ovi pasterizatori se obično sastoje od dve sekcije u prvoj se vrši

hlađenje vodovodnom vodom, a u drugoj sekciji ohlađenom vodom.

Slika 7. Cisterne za hlađenje

Optimalno bi bilo da prečišćeno mleko ide odmah na termičku obradu, ali

prijem traje kraće od termičke obrade. Zato se mleko hladi i ide u tankove. Ovim

se stvara rezerva, koja garantuje da neće biti zastoja u termičkoj obradi.

12

Seminarski rad

Mlekare su tako projektovane da se cela količina primljenog mleka istog dana

dalje preradi.

4.3 Skladištenje sirovog mleka

Sirovo mleko se skladišti u tankovima na +4oC. Kapacitet tankova treba da je

takav da omogući prijem svog mleka koje stigne u toku dana u mlekaru.

Tankovi su povezani u bateriju i kontinualno se pune. Kad se jedan napuni

otvara se automatski slavina za punjenje drugog, a na prvom se slavina zatvara.

U tankovima se mleko mora mešati da ne bi došlo do izdvajanja mlečne masti,

što se postiže:

mešalicom ili

barbotiranjem (bolje ukoliko se radi o tankovima većeg kapaciteta).

Slika 8. Skladištenje sirovog mleka

Tankovi moraju biti toplotno izolovani i moraju imati osmatračka stakla da bi se

uočio nivo i ponašanje mleka u tanku. Punjenje tankova se može vršiti odozgo

ili odozdo. Bitno je da se pri punjenju onemogući stvaranje pene i grudvica

masti što se dešava ako mleko pri punjenju udara o površinu već prisutnog

mleka u tanku. Ovo se postiže tako što se mleko usmerava da klizi niz površinu

tanka pri punjenju.

13

Seminarski rad

4.4 Predgrevanje mleka u izmjenjivaču toplote na 50-60oC

Iz tanka za skladištenje sirovog mleka, mleko ide u balansni tank (obezbjeđuje

konstantan tok mleka) odakle se centrifugalnom pumpom šalje u pasterizator na

predgrevanje. Ono se vrši u sekciji pasterizatora za rekuperaciju toplote (sa

druge strane ploča struji već pasterizovano mlijeko koje se time hladi).

Slika 9. Pasterizator

Mleko se na početku linije zagreva (45-50oC) jer se time omogućava bolje

izvođenje operacija koje slede: deareacija se pospešuje jer su gasovi manje

rastvorljivi na višim temperaturama, razdvajanje u separatoru je oštrije, mast pri

homogenizaciji mora biti u tečnom stanju.

4.5 Standardizacija mlečne masti se izvodi:

mešanjem obranog mleka i pavlake,

dodavanjem obranog mleka punomasnom,

obiranjem mlečne masti iz punomasnog mleka.

14

Seminarski rad

Standardizacija može da se vrši i posle termičke obrade, ali u tom slučaju i

obrano mleko i pavlaka moraju da budu propisno termički obrađeni.

Slika 10. Standardizacija mlečne masti

Najčešće se standardizacija se obavlja mešanjem obranog mleka i pavlake

neposredno pre pasterizacije.

1-kontrola udela masti, 2-merenje protoka pavlake i mleka, 3-kontrolni ventil, 4-

kontrolna ploča, 5-ventil za regulaciju konstantnog pritiska, 6-ventil za

prekidanje postupka, 7-kontrolni ventil

Slika 11. Direktna standardizacuja u procesu proizvodnje

15

Seminarski rad

Prilikom separiranja mast mora biti u tečnom stanju, zato se pre ulaska u

standardizator mleko predgreva na 45 do 50oC

4.6 Podeševanje suve materije

Treba obaviti na specifičnu masu do r = 1,035 – 1,040 g/cm3 čime se povećava

sadržaj protein i dobija gel čvršće konzistencije. U praksi se često suva materija

bez masti za fermentisana mleka povećava iznad tržene po Pravilniku.

Podešavanje suve materije može da se izvrši:

uparavanjem mleka,

dodavanjem mlečnih komponenata (mleka u prahu, surutke u prahu,

kazeinata i dr.),

primenom reversne osmoze (sastav SM mleka ostaje nepromenjen) i

ultrafiltracije (povećava se koncentracija visokomolekularnih sastojaka

masti, protein čime se povećava nutritivna vrednost i reološke osobine

fermantisanih napitaka).

Kod povećanja suve materije bez masti dodatkom obranog mleka u prahu u

mleko se dodaje 1-4 % obranog mleka u prahu pre toplotne obrade. Kod

delimičnog isparavanja vode iz mleka za proizvodnju fermentisanih mleka,

mleko se greje i kotlu pri temperature 85-90oC uz jako mešanje. Primenjuje se i

postupak u vakuum otparivaču, pri čemu mleko vrije pri 60-65oC.

Slika 12. Podešavanje suve materije

16

Seminarski rad

Ako se proizvode mlečni napici sa dodacima (npr. voće), tada se u ovoj fazi

dodaju stabilizatori (agar-agar, pektin). To su hidrokoloidi koji vezuju vodu i

tako stabilizuju proizvod.

4.7 Homogenizacija

Izvodi se kod ovih proizvoda iako nisu proizvodi duge trajnosti jer pored

povećaja stabinosti emulzije mlečne masti, usled veće hidratisanosti masnih

globula teže je izdvajanje vode iz proizvoda.

Princip i ciljevi homogenizacije mleka. Cilj homogenizacije je povećanje

stabilnosti emulzije mlečne masti, odnosno sprečavanje izdvajanja masti na

površinu stajanjem mleka. Međutim, postoji i niz drugih pozitivnih efekata. Ovo

se postiže smanjenjem prosečnog prečnika masnih globula. Dakle, primenom

homogenizacije usitnjavaju se i ujednjačuju kuglice mlečne masti. Prečnik

globula u nehomogenizovanom mleku varira od 0,1-15 mm, dok se posle

homogenizacije dobijaju vrednosti prečnika 0,1 do 2 mm.

Slika 13. Masne kapljice pre i posle homogenizacije

Suština zbivanja u ventilu separatora prikazana je na slici 14. Pri ulazu u zazor

ventila energija pritiska se pretvara u energiju brzine. Posle hiljaditog dela

sekunde na izlazu iz ventila dolazi ponovo do velike promene brzine u pritisak

što prouzrokuje turbulenciju.

17

Seminarski rad

Slika 14. Homogenizator

Usled ovog intezivnog mehaničkog tretmana, prvo na ulazu u uski zazor ventila

dolazi do deformacije i razvlačenja masne globule, a pri izlazu do konačnog

cepanja na sitnije kuglice. Pri tome dolazi do regeneracije membrane masne

kuglice adsorpcijom proteina iz mleka. Dakle, mlečna mast se i posle

homogenizacije nalazi u formi masnih globula, a ne kao slobodna mast.

Homogenizacijom nije postignuta apsolutna stabilnost i ne sprečava kretanje

masnih globula prema površini (samo je znatno sporije). Zato se ovo mleko ne

naziva homogenim već homogenizovanim. Homogenizuje se ono mleko koje je

namenjeno dužem čuvanju, ili za izradu proizvoda namenjenih dužem čuvanju

(koncentrisani mlečni proizvodi). Kako pasterizovano mleko nije proizvod duge

trajnosti (samo par dana), ova operacija nije obavezna, kao kod sterilizovanog

mleka. Kod fermentisanih proizvoda se primenjuje jer pored povećanja

stabilnosti mlečne masti, usled veće hidratisanosti homogenizovanih masnih

globula teže je izdvajanje surutke. Homogenizacija mleka u proizvodnji sira se

ređe primenjuje, jer se mleko teže koaguliše, a dobijeni gruš teže izdvaja

surutku.

Uticaj homogenizacije na fizičke osobine mleka:

18

Seminarski rad

Povećava stabilnost emulzije mlečne masti. Ovo je posledica povećanja

specifične površine masnih globula pa je sila viskoznog trenja na njih

veća i teže se kreću prema površini mleka. Drugi razlog je što je proces

nastajanja aglomerata masnih globula veoma usporen; aglomerati se

znatno brže kreću ka površini. Usled smanjenja veličine masnih globula

dolazi do povećanja Braunovog kretanja, pa teže dolazi do aglomerizacije

masnih globula. Nije samo smanjenje globula razlog odsustva izdvajanja

masti, čak se i veći uticaj prepisuje fizičko-hemijskim promenama u

adsorpcionom sloju. Kazein adsorbovan na površini masnih globula

pokazuje znatno manju adhezivnu sposobnost nego nativni (onaj koji je u

adsporpcionom sloju bio pre homogenizacije). Globulini koji u

nehomogenizovanom mleku utiču na aglomeraciju (lepljenje) masnih

globula homogenizacijom se inaktivišu.

Čini mleko viskoznijim. Do povećanja viskoziteta mleka dolazi zbog toga

što veće količine proteina prelaze iz rastvora u novonastali adsorpcioni

sloj i zbog povećanja broja masnih kapi. Potrošači ga rađe kupuju jer

ostavlja utisak veće masnoće.

Nastaje intezivnija bela boja kao posedica većeg broja masnih globula

koje reflektuju i prelamaju svetlost. Na ovo utiče i preraspodela karotena

iz adsorpcionog sloja.

Uticaj homogenizacije na hemijske osobine mlijeka:

Smanjuje oksidativnu užeglost mlečne masti sterilisanog mleka. Smanju

je se koncentracija fosfolipida i Cu po jedinici površine adsorpcionog

sloja i tako smanjuje mogućnost oksidacije mlečne masti.

Povećana sklonost ka lipolitičkoj užeglosti, koja je posedica relativno

veće površine masnih globula i boljeg kontakta sa lipazom.

Uticaj homogenizacije na tehnološke osobine mleka:

19

Seminarski rad

Smanju je termičku stabilnost.

Na novoobrazovanoj površini masnih globula koncentriše se kazein, čime

se smanjuje njegova koncentracija u mlečnom serumu. Ovim je

promenjen odnos izmedju kazeina i Ca2+ u mlečnoj plazmi. Ne utiče na

Ca2+, a smanjuje koncentraciju kazeina u plazmi. Usled ovoga se

kazeinske čestice povećavaju pa se termička stabilnost smanjuje. Ovo je

takođe i posledica poremećaja ravnoteže soli.

Smanjuje čvrstinu gruša jer je znatno veći deo masti inkorporiran između

micela koagulisanog kazeina, to predstavlja “slaba” mesta u grušu, tako

da onemogućavaju da koagulisane kazeinske čestice obrazuju kompaktnu

stromu. Još jedan uzrok ovoga je smanjenje količine kazeina u serumu, jer

se pri homogenizaciji povećava količina kazeina u adsorpcionom sloju

masnih globula.

Homogenizacija razbija i kolonije bakterija koje zatim visoka temperatura

bolje uništava. Posledica smanjenja veličina masnih kuglica nije samo

uvećanje stabilnosti mleka (teže izdvajanje masti na površini) već i bolja

svarljivost homogenizovanog mleka. Utvrđeno je i da je bolje iskorišćenje

proteina i masti iz homogenizovanog mleka, kao i brza razgradnja i masti

i proteina.

Osnovu konstrukcije svakog homogenizatora čini nekoliko klipnih crpki visokog

pritiska i sistem ventila homogenizatora. Sa povećanjem broja crpki postiže se

ujednačeniji pritisak homogenizacije. U praksi se koriste dvostepeni i

jednostepeni homogenizatori. Kod dvostepenih pritisak je veći u prvom stepenu

15-25 MPa, dok je drugi stepen nižeg pritiska 5-10 MPa i prije svega služi da

spriječi koalescenciju i stvaranje nakupina masnih globula. Sem toga, drugi

stepen obezbjeđuje konstantni pritisak poslije prvog stepena što omogućava

maksimalnu efikasnost. Navedeni pritisak homogenizacije (15-25 MPa) je

pritisak koji mleko mora imati da bi došlo do otvaranja ventila homogenizacije,

20

Seminarski rad

a podešava se ručno ili automatski. Pritisak homogenizacije kontroliše se na

manometru ugrađenim u cevovod ispred vetila. Homogenizator mora biti

postavljen tako da u njega dospeva mleko povišene temperature, odnosno da se

mlečna mast nalazi u tečnom stanju. Ako se nalazi iza pasterizatora u njemu se

izvesno vrieme zadržava temperatura pesterizacije; čak se i povišava za 1-2oC,

zbog povećanja pritiska. Ovim se povećava kapacitet pasterizatora.

4.8 Dezodorizacija

Pomoću parcijalog vakum pritiska uklanjaju se iz mleka nepoželjni mirisi koji

uglavnom potiče od hraniva, a mogu da umanjuju kvalitet gotovog proizvoda.

Mleko ulazi sa bočne strane. Zbog pritiska koji u njemu vlada, mleko počinje

naglo ka ključa što omogućuje da se uklone nepoželjne mirisne materije. Mleko

pada na dno suda kod koga kroz duple zidove prolazi hladna voda.

4.9 Pasterizacija

Pasterizacija mleka se izvodi na 85 – 95oC/10-30min. Ona nema samo za cilj

uništenje svih patogenih i deo saprofitnih mikroorganizama, već izaziva i

flokulaciju proteina surutke i obezbeđuje neometan razvoj i delovanje startera.

Osnovni cilj pasterizacije je da se u mleku:

unište patogeni mikroorganizmi,

inaktivišu njihovi enzimi.

Mycobacterium turbeculosis mora biti uništen, jer je on najotporniji patogeni

mikroorganizam u mleku, pa ako se uništi sigurno su uništeni i ostali

mikroorganizmi. Zbog ovoga je režim pasterizacije i određen na osnovu ovoga

mikroorganizma.

Istovremeno se pasterizacijom uništava i deo neškodljivih mikroorganizama

(saprofitnih). Stepen uništenja saprofitne mikroflore je 99,5 – 99,9%.

21

Seminarski rad

Isti efekat na uništenje mikroorganizma se može postići višom temperaturom za

kraće vreme, ili nižom temperaturom za duže vreme, ali je za očuvanje

termolabilnih komponenata mleka znatno bolji prvi postupak. Primjenjuju se

dve metode pasterizacije:

niska pasterizacija, 63oC /30 min i

visoka pasterizacija, 72oC/15 s.

Oba načina se koriste u industriji, mada je drugi način kao mnogo povoljniji i

brži (kontinualan) potisnuo prvi, dugotrajan.

Niska pasterizacija. Mleko se zagreva u zatvorenim duplikatorima sa

ugrađenom mešalicom. Ovaj način nije kontinualan, a i postoji mogućnost

rekontaminacije, pa je napušten. Drugi način izvođenja niske pasterizacije je

pasterizacija mleka u bocama. Ona se izvodi kontinualno zatvorene boce se

transporterom provode kroz uređaj sa toplom vodom, gde se obavlja

pasterizacija, te ne postoji mogućnost ponovne infekcije.

Visoka pasterizacija. Danas isključivo korišćen način pasterizacije u

savremenim mlekarama je visoka pasterizacija. Ovaj način je potisnuo prvi jer je

brži i bolje ostaju očuvane termolabilne supsatnce (vitamini, proteini i dr.), i

fizičko hemijske osobine mlijeka. Odvija se kontinualno u pločastim

pasterizatorima (pločasti izmjenjivači toplote) sa regeneracijom upotrebljene

toplotne energije. Mleko se prvo zagreva već pasterizovanim mlekom (čime se

ovo hladi), a zatim se u narednoj sekciji pasterizatora dogreva vrelom vodom na

temperaturu pasterizacije 75oC koja se održava u cijevi za održavanje

temperature pasterizacije 15s.

Nakon pasterizacije mleko odlazi u sekciju za regeneaciju čime se hladi. Zatim

mleko ulazi u sekciju sa hladnom vodom, pa kroz sekciju sa pothlađenom

vodom, gde se hladi na +4oC.

22

Seminarski rad

Ako nije dobro pasterizovano mleko se preko sigurnosnog ventila vraća na

početak procesa u balansni tank. Da li je mleko dobro pasterizovano proverava

se pomoću termometra postavljenog na izlazu iz sekcije za pasterizaciju. Dakle,

proverava se da li je postignuta temperatura od 72oC. Danas se primjenjuje i

jedna metoda netermičke pasterizacije, a to je bakteriofugiranje

mikroorganizama iz mleka. To su centrifuge. Obrazovani talog

mikroorganizama i drugih sastojaka u mleku (leukociti, sluz, zgrušani proteini)

se izbacuje u toku rada. Nedostaci ovog postupka su:

ukloni se 90% mikroorganizama, što je manje od toplotne pasterizacije

kojom se uništi 95-99% mikroorganizama,

zaostaju najmanje ćelije, a medju njima i M. turbeculosis,

ne inaktiviše enzime.

Zbog ovih nedostataka se kombinuje termička obrada i bakteriofugiranje. Mleko

se pre ili posle termičke obrade podvrgava bakteriofugiranju. Ovaj kombinovani

postupak je skup, ali daje odlične rezultate.

Uticaj termičkih tretmana na komponente i osobine mleka. Mleko se podvrgava

dejstvu:

Viših temperatura, > 60oC, da bi se uništili mikroorganizami, enzimi i

omogućilo delovanje startera (da ne bi imali konkurenciju za razvoj),

poboljšanje tehnoloških svojstava (povećanje termičke stabilnosti),

denaturacija proteina, koncentrisanje suve materije.

Srednjih temperatura 18-55oC. Koriste se za dogrevanje mleka da bi se

omogućilo izvodjenje tehnoloških operacija: separiranje, standardizacija,

homogenizacija, podsirivanje, obezbedi optimalna temperatura delovanja

startera.

23

Seminarski rad

Nižih temperatura, od 10oC do temperature zamrzavanja mleka. Koriste se

da bi se spriječio razvoj mikroorganizama, produžila trajnost proizvoda i

onemogućile senzorne promjene.

Uticaj visokih temperatura. Visoke temperature koriste se pri pasterizaciji i

sterilizaciji. U praksi se teži da se primjeni što viša temperatura, kraće vreme, jer

na taj način ostaju najbolje očuvane termolabilne komponente mleka.

Kazein. Termo je stabilan, međutim kazeinske čestice u mleku nisu tako

neosetljive, jer njihova stabilnost zavisi od električnog naboja, pa prema tome i

od vrste i koncentracije jona u sredini u kojoj su dispergovane, a u prvom redu

od koncentracije jona Ca i Mg, i anjona fosforne i limunske kiseline. Pri

djelovanju visokih temperatura izdvaja se CO2 usled čega dolazi do poremećaja

ravnoteže soli u sistemu i obrazuju se nerastvorne soli Ca i Mg. Smanjenje

c(Ca2+) izaziva dezagregaciju micela kazeina koje sada postaju manje, a takve su

stabilnije prema dejstvu povišene temperature.

Ova osobina iskorišćena je za povećanje termičke stabilnosti mleka kod

proizvodnje koncentrisanih proizvoda od mleka. U ovim proizvodima je

povećana koncentracija kazeina i Ca2+. Veća c(Ca2+) izaziva uvećanje kazeinskih

čestica koje su zbog uklonjene vode bliže jedna drugoj te čestice mogu da se

povezuju i da obrazuju gel što je nepoželjno. Priroda ovog gela je sasvim

različita od one nastale dejstvom proteolitičkih enzima jer nije rezultat

denaturacije kazeina. Smanjena osjetljivost termički obrađenog mleka prema

enzimima za koagulaciju posledica je obrazovanja kompleksa kazeina sa nekim

proteinima surutke. Denaturisani b-laktoglobulin reaguje sa k-kazeinom na

temperaturi iznad 90oC. Obrazovani kompleks sporije podleže razgradnji pod

dejstvom koagulišućih proteaza i obrazuje se mekši gruš. Na umanjenu

osetljivost termički obrađenog mleka na dejstvo koagulanata utiče i

dezagregacija polimera kazeina na monomere (usled smanjene c(Ca2+), pa je

24

Seminarski rad

potrebno dodati više ovih enzima za koagulaciju da bi se postiglo isto vreme

koagulacije.

Albumini i globulini. Termolabilni su i denaturišu pod dejstvom povišenih

temperatura. Njihova denaturacija počinje sa 65oC ali je veoma slabo izražena

sve do 80oC (potpuno denaturišu na 90oC/10-15min). Ovo znači da je u

pasterizvanom mleku količina denaturisanih proteina mlečnog seruma veoma

mala ili ravna nuli.

Proteini surutke ne denaturišu pri izoelektričnoj tački usled veće hidratisanosti,

ali postaju znatno osetljiviji prema povišenoj temperaturi, kao i ostalim

činiocima koji izazivaju denaturaciju.

Soli. CO2 – do potpunog uklanjanja CO2 dolazi samo u slučaju zagrevanja u

otvorenim sudovima ili pod dejstvom vakuuma. Karbonati u mleku praktično ne

postoje jer je H2CO3 slaba i nepostojana kiselina (u mleku postoje jače kiseline

koje sa Ca takođe obrazuju soli).

Ca, P – povišene temperature povećavaju količinu nerastvorljivog Ca i fosfata.

Ovo se dešava iz dva razloga;

- rastvorljivost Ca3(PO4)2 se smanjuje sa povećanjem temperature. Nerasvorljivi

molekuli ove soli se adsobuju na površini kazeinskih micela.- dolazi do

asociranja nerastvorljivih molekula, postaju krupnije tvorevine koje se zbog

veće gustine izdvajaju prilikom centrifugiranja mleka.

Promjene boje – diskoloracija. Javlja se siva ili mrka boja različitog inteziteta.

Uzrok su:

25

Seminarski rad

nastajanje aminošećera (laktoza + ak) po tipu Maillard-ovih reakcija

(najčesći uzrok),

karamelizacija laktoze

oksidativne promene (retko se javljaju).

Na intezitet promjene boje više utiče vreme delovanja temperature, nego visina

temperature. Uzroci poremećaja termičke stabilnosti. Termička stabilnost mleka

se izražava vremenom potrebnim da se izazove koagulacija mleka na određenoj

temperaturi. Kazein je izuzetno termostabilan, dok su proteini surutke u odnosu

na njega termolabilni.

Uzroci poremećaja termičke stabilnosti mleka mogu biti:

Fiziološko-patološki poremećaji muznih životinja koji dovode do lučenja

mlijeka manje termičke stabilnosti, jer dovode do povećanja količine

termolabilnih proteina i poremećaja tzv. sone ravnoteže.

Nehigijenska muža. Nedovoljno hlađenje na mjestu proizvodnje i loši uslovi

transporta. Rezultat ovoga su povećana kiselost ili promjene proteina pod

proteolitičkim enzimima mikrobiološkog porijekla.

Tehnološke operacije koje smanjuju termičku stabilnost: homogenizacija,

uparavanje i neadekvatna termička obrada.

Termička stabilnost najviše zavisi od stabilnosti kazeina u sistemu jer čini 4/5

svih proteina i najviše je osjetljiv na promjene u sredini u kojoj je dispergovan.

Pošto termička stabilnost mlijeka zavisi od stabilnosti kazeina u sistemu na nju

utiču sljedeći faktori:

Kiselost (pH). Najveću termičku stabilnost mleko ima pri pH = 6,6 do 6,7.

Smanjenje pH na 6,4 izaziva znatno smanjenje termičke stabilnosti mleka.

Mleko ima puferne osobine pa pH ne pruža tačnu sliku o količini fermentacijom

26

Seminarski rad

stvorene kiseline, zbog ovoga titraciona kiselost je često bolji parametar

termostabilnosti. Povećana kiselost deluje na smanjenje termičke stabilnosti:

pH se približava izoelektričnoj tački kazeina,

povećanje kiselosti dovodi do pretvaranja jednog dela nerastvorljivog Ca

u rastvorni pa koncentracija Ca2+ u mlečnoj plazmi raste.

Sastav i osobine kazeina. Mleko čije su kazeinske čestice veće ima manju

termičku stabilnost.

Sastav mliječnog seruma. Povećana količina proteina mlečnog seruma

smanjuje termičku stabilnost mleka (kolostrum, mastitis).

Sastav i stanje mineralnih soli. Joni Ca i Mg imaju agregacionu ulogu i tako

smanjuju termičku stabilnost. S druge strane K+, Na+ i anjoni sposobni da Ca2+

prevedu u nerastvorni ili nedisocirani oblik imaju suprotan uticaj. Termička

stabilnost mlijeka zavisi od uspostavljene ravnoteže izmadju Ca2+, Mg2+ / PO43-,

(C6H5O7)3-. Ova ravnoteža poznata je u literaturi kao sona ravnoteža.

4.10 Hlađenje

Nakon pasterizacije mleko odlazi u sekciju za regeneraciju čime se hladi. Mleko

se hladi na temperaturu inokulacije (30oC za dugu fermentaciju, 40-45oC za

kratku fermentaciuju) tj. optimalnu temeraturu za djelovanje startera.

4.11 Inokulacija mleka

Vrši odabranom starter kulturom u duplikatoru. Starter ima ulogu da pored

uticaja na aromu snižavanjem pH mlijeka, približavanjem IET kazeina,

destabilizuje kazeinsku micelu koja zbog ovoga prelazi iz sol stanja u gel, u koji

se ukomponuju ostale komponente mleka.

Uloga termofilne kulture bakterija mlečne kiseline

27

Seminarski rad

Termofilne kulture bakterija mlečne kiseline, obično su sastavljene od sojeva

homofermentativnih bakterija Lactobacillus i Streptococcus. Upotrebljavaju se i

kao monokulture, ali najčešće kao mešovite kulture, uglavnom u proizvodnji

jogurta i sličnih tipova fermentiranih mlečnih napitaka. Klasična, najstarija

mlekarska kultura – „jogurtna kultura“, sastoji se od bakterija Streptococcus

thermophilus i Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, u odnosu 1:1. U

zajedničkom rastu tih bakterija razvoj kiseline u mleku puno je brži i veći, nego

delovanjem svake bakterije kao monokulture.

Slika 15. Jogurtna starter kultura

Pojedinačni sojevi bakterija jogurtne kulture rastu pri različitim optimalnim

temperaturama, ali se za zajednički rast u mleku (simbioza) preporučuje

temperatura od 42 °C, mešovita kultura obe vrsta bakterija u odnosu 1:1, te udeo

inokuluma oko 2,0%.

Tabela 2. Osobine i uloge termofilnih bakterija mlečne kiseline

Termofilne Optimalni Tip fermentacije Mlečna Potiče

28

Seminarski rad

bakterije rast (oC)kisel. udeo

(%)konverziju

Streptococcus

thermophilus40-50 Homofermetativni 0,6 do 1,0

Laktat (L+)

(materija

arome)

Lactobacillus

delbrueckii

subsp.

bulgaricus

40-50 Homofermetativni 1,5 do 2,0

Laktat (D-)

(materija

arome)

Rast jogurtne kulture mogu stimulisati denaturisani proteini sirutke,

hidrolizirani kazein, peptidi, purini, oksaloctena kiselina, ortofosfati i dr. Kada

bakterije rastu u simbiozi stimuliraju jedna drugu pri rastu. Tako L. bulgaricus

stimulira rast S. thermophilus preko nekih aminokiselina koje proizvodi tokom

svog rasta, a S. thermophilus proizvodi dostatnu količinu CO2 i mravlje kiseline

što stimuliraju rast L. bulgaricus. Zbog toga se njihov odnos tokom

fermentacije menja, pa nakon fermentacije deo mlečne kiseline zavisi o

brojčanom odnosu S. thermophilus i L. bulgaricus, tada prisutnih u jogurtu, jer

proizvode različite količine kiseline. Da bi proizvod bio konstantno dobre i

ujednačenog kvaliteta, neophodna je kontinuirana analiza rasta razmnožavanja,

te metaboličke aktivnosti mikroorganizama. To je vrlo važno ukoliko se radi o

mešovitoj starter kulturi. Ako se proizvodi tečni jogurt, fementacija se odvija u

duplikatoru do postizanja određene kiselosti (pH=4,3-4,5), a zatim se proizvod

hladi na t =4 do 6oC.

4.12. Hlađenje i pakovanje proizvoda

29

Seminarski rad

Biohemijski gledano, hlađenje je metoda za prekid metaboličke aktivnosti

starter kultura i njihovih enzima. Hlađenje fermentiranih mlečnih proizvoda

provodi se vrlo pažljivo. Prenaglo hlađenje može dovesti do pojačane sinereze

(izdvajanje tečne faze).

Ispravno hlađenje fermentisanih mlečnih napitaka u pogledu senzorskih

svojstava treba se odvijati u cetiri faze:

1. faza: 42 do 30 °C

2. faza: do 20 °C

3. faza: do 14,5 °C

4. faza: 2 do 4 °C (Božanic i sur., 2001).

Međutim, navedeni način hlađenja je teško izvodljiv u industrijskim uslovima

iako daje proizvode izvrsne i stabilne konzistencije.

U industriji se hlađenje provodi najčešće u dve faze:

1. faza: od 15 do 20 °C

2. faza: ispod 5 °C .

1-tank za inkubaciju, 2-izmenjivač toplote, 3-punilica

Slika 11. Hlađenje i pakovanje proizvoda

Ohlađeni proizvodi pakuju se u ambalažu i prebacuju u rashladne komore na

temperaturu skladištenja.

4.13 Čuvanje proizvoda (skladištenje)

30

Seminarski rad

Za čuvanje fermentisanih mlečnih napitaka treba osigurati niže temperature (od

4 do 8 °C) kao što su u hladnjaku, da bi se postigla minimalna trajnost proizvoda

od 8 do 10 dana. Tokom čuvanja fermentisanih mlečnih napitaka dolazi do

naknadnog zakiseljavanja proizvoda. To zavisi od pH-vrednosti jogurta nakon

završene proizvodnje, uslovima čuvanja i brojčanom odnosu bakterija jogurtne

kulture. Za mnoge fermentisane mlečne proizvode, osim što se označava krajnji

rok trajnosti na preporučenim temperaturama, navodi se i rok ili interval u

kojem je najbolje konzumirati proizvod, jer je on tada optimalne zrelosti i

konzistencije i najpovoljnijih senzorskih svojstava.

31

Seminarski rad

5.ZAKLJUČAK

Mleko i mlečni proizvodi predstavljaju nezaobilazne namirnice u

svakodnevnoj dobro izbalansiranoj ishrani omnivora. Posebno mesto zauzimaju

kiselo-mlečni proizvodi usled smanjenog sadržaja laktoze i povećanog sadržaja

mlečne kiseline, čime je olakšano varenje starijoj populaciji i onima sa

smanjenom aktivnošću laktaze.

32

Seminarski rad

6.LITERATURA

1. Milošević, D.(2010): „Tehnologija mleka i mlečnih proizvoda - skripta

”,Visoka tehnološka škola strukovnih studija , Šabac

2. Trtnik, Lj.(1988): „Mlijeko-tehnologija, biokemija i mikrobiolobija”,

Hrvatska mljekarska udruga, Zagreb

3. Miletić, S.(1994): „Mlijeko i mliječni proizvodi”,Hrvatsko mljekarsko

društvo, Zagreb

4. Internet adrese:

www.mihajlovic.rs

www.masterfile.com

www.hzhsmachine.en.made-in-china.com

www.delaval.com

www.sirikajmak.rs

www.tehnologijahrane.com

33