Przegląd Mleczarski 1/2013 – Czynniki wpływające na wydatek serów dojrzewających
W pracy przedstawiono czynniki wpływające na wydatek sera oraz wyniki badań dotyczące rozpylenia gęstwy serowej w procesie technologicznym i ich wpływu na wydatek. Określenie wydatku sera pozwala nam określić konsekwencje finansowe przy jego wzroście lub spadku.
Wiąże się to z efektem ekonomicznym, odgrywa istotny wpływ na opłacalność produkcji sera. Obliczanie wydatku ma pozwolić na to, by wiedzieć ile sera uzyska się z danej ilości mleka o znanej zawartości suchej masy.
W czasie produkcji cała sucha masa mleka jest wykorzystywana w serze w około 40–50 %, przy czym procent wykorzystania wzrasta z zawartością tłuszczu w serze.
Wydatek sera – jest to ilość kilogramów sera otrzymana ze 100 kilogramów mleka
Wrz = Ms/Mm • 100
gdzie:
Ms – masa sera w kg
Mm – masa mleka w kg
Produkcja serowarska jest procesem bardzo złożonym, w którym z pozoru mało istotny czynnik może wpłynąć na wydatek i końcową jakość sera.
Czynniki wpływające na wydatek serów dojrzewających
- Skład chemiczny mleka
- Przechowywanie i termizacja mleka
- Pasteryzacja mleka
- Normalizacja i standaryzacja mleka
- Zagęszczanie mleka
- Homogenizacja
- Rodzaj użytego zakwasu
- Rodzaj użytego enzymu koagulacyjnego
- Zwięzłość skrzepu
- Krojenie skrzepu
- Płukanie gęstwy serowej
- Solenie sera
- Dojrzewanie sera
- Rodzaj wyrabianych serów
O składzie chemicznym mleka decydują:
- Różnice indywidualne między rasami krów
- Okres laktacji
- Zmiany sezonowe klimatu
- Pora roku
- Sposób żywienia i jego poziom
- Wiek i rasa krów
- Choroby
- Sposób doju
Zawartość białka w mleku zależy również od sposobu żywienia krów oraz od okresu laktacji. Wyższą zawartość białka zawiera mleko z drugiej połowy laktacji, wiąże się to z tym, że większość wycieleń następuje na przełomie zimy i wiosny. Dzięki większemu udziałowi pasz treściwych w żywieniu krów zwiększa się zawartość białka w mleku, a większa zawartość białka w mleku to większy wydatek sera [4, 7, 8, 11, 12, 13]
Choroby krów
Mleko pochodzące od krów chorych zawiera w swym składzie większą ilość globulin. W przypadku przerabiania takiego mleka następuje wolniejsze działanie podpuszczki i osłabienie zwięzłości skrzepu, a tym samym obniżenie wydajności sera. Pozostałe składniki mleka (laktoza, sole mineralne, albumina i globulina), jako rozpuszczalne w serwatce, tylko w małej ilości pozostają w masie serowej. Bardzo ważnym czynnikiem w produkcji serów podpuszczkowych jest obecność w mleku serowarskim dostatecznej ilości rozpuszczalnych soli wapniowych [9, 10].
Przechowywanie i termizacja mleka
Niewłaściwe lub zbyt długie przechowywanie mleka, nawet w niskich temperaturach, może prowadzić do nadmiernego rozwoju bakterii psychrotrofowych. Enzymy tych bakterii są przyczyną proteolizy białka i lipolizy tłuszczu w mleku jeszcze przed wyrobem sera. Degradują kazeinę do związków azotowych rozpuszczalnych, które w procesie wyrobu sera przechodzą do serwatki. Zjawiska te są przyczyną wyraźnego spadku wydatku sera. Natomiast proces termizacji przeprowadzony przed schłodzeniem i przechowywaniem mleka wywiera pośredni wpływ na wydatek sera, gdyż zapobiega stratom białek podczas magazynowania, przez redukcje liczby bakterii wytwarzających enzymy proteolityczne [15].
Normalizacja i standaryzacja
Wydajność serów zależy przede wszystkim od zawartości kazeiny w mleku kotłowym oraz od zawartości tłuszczu. Ich zawartość w mleku zależy od szeregu czynników.
Stwierdza się współzależność pomiędzy zawartością tłuszczu i kazeiny w mleku krowim. Normalizacja ma na celu zachowanie odpowiedniego stosunku kazeiny do tłuszczu. Tłuszcz jest normalizowany do takiej zawartości, aby jego ilość utrzymywała się na poziomie określonym normą. Stosując do produkcji mleko znormalizowane zmniejsza się przejście tłuszczu i kazeiny do serwatki, a tym samym poprawia wydatek sera. Na wydatek sera zasadniczy wpływ ma także mikrofiltracja, która nie tylko pozwala na usunięcie komórek bakteryjnych, ale również standaryzację kazeiny w mleku serowarskim. Standaryzacja kazeiny ma wiele zalet, ale najważniejszą jest standaryzacja jakości sera i podwyższanie wydatku o 3-5% w stosunku do metody tradycyjnej [14, 15].
Zagęszczenie mleka
Zagęszczenie mleka następuje przez wykorzystanie procesów membranowych, głównie ultrafiltracji. Pozwala ona na oddzielenie z mleka pełnego lub odtłuszczonego frakcji wysokobiałkowej oraz frakcji bezbiałkowej. Metoda
ultrafiltracji zwiększa wydajność urządzeń, jak i wydatek sera. Zwiększenie koncentracji składników mleka powoduje lepsze zatrzymanie tłuszczu w skrzepie, pozwala więc na zwiększenie wydatku i uzyskanie standardowych cech jakościowych [1].
Pasteryzacja
Pasteryzacja mleka w temp. 75°C przez 10-20 s prowadzi do inaktywacji drobnoustrojów oraz do częściowego zdenaturowania białek serwatkowych, których kompleksy wraz z kazeiną włączane są do skrzepu. Pasteryzacja w wyższych temperaturach prowadzi do zbyt dalekiej denaturacji białek serwatkowych i ich interakcji z kazeiną, co powoduje wydłużenie koagulacji i uzyskanie słabego skrzepu, który podczas obróbki ulega większemu rozpyleniu i powoduje duże straty białka i tłuszczu. Pasteryzacja obniżając krzepliwość mleka, obniża też wydatek sera. W celu poprawienia zdolności krzepnięcia, do mleka dodaje się chlorek wapnia [15].
Homogenizacja
W zasadzie homogenizację powinno stosować się tylko do produkcji serów miękkich o pożądanym pikantnym smaku lub serów niedojrzewających. Homogenizacja skraca czas krzepnięcia mleka pod wpływem podpuszczki, a uzyskany skrzep jest luźniejszy. Proces ten prowadzi również do obniżenia zawartości tłuszczu w serwatce o 0,1%, ponieważ małe kuleczki tłuszczowe zostają zamknięte wewnątrz skrzepu. Sery otrzymane z mleka homogenizowanego wykazują mniejszą skłonność do wydzielania tłuszczu [15].
Rodzaj użytego zakwasu
Od rodzaju i jakości zakwasów stosowanych w serowarstwie w dużym stopniu uzależniony jest proces technologiczny wyrobu sera. W technologii serowarskiej stosuje się zakwasy robocze oraz koncentraty głęboko mrożone do bezpośredniego użycia. Podczas produkcji zakwasów roboczych zakład ponosi dodatkowe koszty związane ze zużyciem czynników energetycznych, amortyzacją urządzeń oraz pomieszczeń do wytwarzania i kontroli zakwasów, a także dodatkową pracą ludzką. Coraz powszechniej w wyrobie sera wykorzystuje się głęboko mrożone koncentraty bakteryjne DVS. O ich wyborze decyduje wysoka i stabilna aktywność, a także łatwość zastosowania. Szczepionki te zawierają 1000-krotnie większą liczbę aktywnych komórek bakterii aniżeli zakwasy macierzyste i robocze. Stosując zakwas DVS można uzyskać produkt o pożądanych i standardowych właściwościach organoleptycznych. Dokładna kontrola procesów fermentacyjnych umożliwia również lepszą kontrolę poziomu tłuszczu w suchej masie, wody i soli mineralnych. Zastosowanie szczepionek DVS pozwala osiągnąć wyższy wydatek sera [5, 7, 14, 17].
Rodzaj użytego enzymu koagulacyjnego
Wszystkie enzymy koagulacyjne działają w podobny sposób na kazeinę, powodując krzepnięcie mleka, ale stopień proteolizy kazeiny w procesie koagulacji mleka jest różny. Właśnie różnice w proteolizie podczas koagulacji mleka oraz pewne różnice w strukturze skrzepu wpływają na różny wydatek, a także zróżnicowaną zawartość wody w serze [2, 3, 16].
Krojenie skrzepu
Wpływ zwięzłości skrzepu na wydatek sera jest trudny do oszacowania. Na wydatek wpływa rodzaj kotła lub wanny serowarskiej, konstrukcja noży oraz prędkość i siła cięcia. Wszystkie te czynniki wpływają na ilość tłuszczu i kazeiny przechodzących do serwatki. Krojenie skrzepu powinno odbywać się przy odpowiedniej zwięzłości, gdyż
krojenie skrzepu przed uzyskaniem optymalnej zwięzłości, jak i późniejsze rozpoczęcie powoduje jego rozpylenie i straty [6, 15].
Płukanie gęstwy serowej
Ilość wody technologicznej dodanej w miejsce odczerpanej serwatki, szczególnie podczas wyrobu serów typu holenderskiego, wpływa na zawartość suchej masy beztłuszczowej w fazie wodnej sera. Zwiększenie dodatku wody z 30 do 40% obniża wydatek o 0,5-1%. Występuje prawie liniowa zależność między spadkiem wydatku sera Gouda, a ilością wody dodanej do gęstwy serowej. [15]
Solenie sera
Podczas procesu solenia następuje zarówno dyfuzja soli do wnętrza sera jak i wypływanie serwatki, a wraz z nią składników w niej zawartych. Zmiana ilości zaabsorbowanej soli z 1 do 3% powoduje spadek masy netto o 20-60 g/kg produkowanego sera. Podczas solenia występują również straty wynoszące około 1-3 g/kg produktu spowodowane mechanicznymi uszkodzeniami. [15]
Dojrzewanie sera
Na wydajność sera w znaczącym stopniu wpływają warunki i sposób pielęgnowania serów w dojrzewalni. Straty suchej masy sera przy tradycyjnym sposobie dojrzewania są większe niż w dojrzewalniach stosujących wczesną ich
hermetyzację. Wysoka temperatura dojrzewalni przy niskiej wilgotności powietrza powoduje dużą utratę wody z sera, przez co obniża się jego wydajność. Wczesne parafinowanie serów twardych lub dojrzewanie ich w powłokach plastykowych przyczynia się w dużym stopniu do zmniejszenia strat [15].
Rozpylenie gęstwy serowej w procesie wyrobu sera
Stopień rozpylenia ziarna serowego zależy przede wszystkim od odpowiedniej zwięzłości skrzepu w momencie rozpoczęcia krojenia, ostrości krajaczy oraz jakości obróbki gęstwy serowej w kotle. Wykonane przez nas badania wykazały, że przy wyrobie sera z 10 000 litrów mleka do serwatki w postaci pyłu serowego przechodzi od 1,2 do 1,5 kg sera. Obniżenie zużycia mleka na 1kg sera tylko o 0,1 litra pozwala na uzyskanie ze 100 000 litrów mleka 10 kg sera więcej, a w skali roku (300 dni) 3000 kg. Większe straty masy sera są przyczyną konsekwencji finansowych dla zakładu serowarskiego.
prof. dr hab. Władysław Chojnowski, mgr inż. Hanna Nowak
Katedra Mleczarstwa i Zarządzania Jakością
Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie
Literatura
1. Chojnowski W., Dec B., 2008, Procesy membranowe w mleczarstwie, Mleczarstwo 1, Wydawnictwo UWM, Olsztyn, 337-388.
2. Chojnowski W., Dec B., Kłopotowski K., Andruczyk R., 2008, Wpływ wybranych enzymów koagulujących na wydatek sera, Przegląd Mleczarski, 12, 16-20.
3. Chojnowski W., Dec B., Nowak H., Kamińska K., 2009, Wpływ wzbogacania mleka preparatem enzymatycznym YieldMax na wydatek sera mozzarella, Przegląd Mleczarski, 9, 12-15.
4. Danków R., Osten-Sacken J., 1995, Wpływ żywienia krów na skład i właściwości mleka, Chów Bydła, 5, 10-11.
5. Dzwolak I., Przybylski R., Jankowski P., Żuraw J., 2006, Wpływ stosowanego zakwasu roboczego na wydatek sera, Przegląd Mleczarski, 2, 8-10.
6. Emmons D.B., Ernstom C.A., Lacroix C., Verret P., 1990, Predictive Formulas for Yield of Cheese from Composition of Milk: A Review, Journal of Dairy Science, 73 (6), 1365-1394.
7. Jęsiak Z.F., Żuraw J., Chojnowski W., 1997, Wydatek sera w zależności od rodzaju stosowanego zakwasu i pory roku, Przemysł Spożywczy, 8, 36-39.
8. Jęsiak Z., Żuraw J., Chojnowski W., 1997, Zmiany w wydatku sera w zależności od pory roku, VI Sesja Naukowa: postęp w technologii, technice i organizacji mleczarstwa, 201-203.
9. Kisza J., Sajko W., 1987, Zmiany w składzie chemicznym mleka krów chorych na zapalenie wymion z uwzględnieniem jego przydatności do przerobu, Przegląd Mleczarski, 6, 3-7.
10. Kroll J., Surażyński A., Nowak H., 1996, Stany zapalne wymion krów – wpływ na jakość i przydatność technologiczną mleka, Przegląd Mleczarski, 12, 369-370.
11. Krzyżewski J., 2007, Wpływ żywienia krów na wydajność, skład chemiczny i jakość pozyskiwanego mleka, Bydło, 7, 20-23.
12. Litwińczuk Z., Zalewski W., Litwińczuk A., 1982, Poziom kazeiny, albuminy z globuliną i popiołu w mleku krów w zależności od pory roku, wydajności dziennej i stadium laktacji, Roczniki Naukowe Zootechniki Monografie
i Rozprawy, 20, 3-14.
13. Pasierbski Z., 1999, Żywienie a skład chemiczny mleka, Nowoczesne Rolnictwo, 7, 15-16.
14. Żuraw J., Jęsiak Z., Chojnowski W., 1998, Effects of starter and season on the yield of cheese, Polisch Journal of Food and Nutrition Sciences, 7/48 (1), 99-106.
15. Żuraw J., Chojnowski W., Jęsiak Z., 1997, Wyrób sera, Technologia serów twardych i półtwardych, Oficyna Wydawnicza „Hoża”, Warszawa 111-119.
16. Żuraw J., Chojnowski W., Surażyński A., Jęsiak Z., Bałachowska H., Sell J., 1994, Wpływ enzymów koagulujących na wydatek sera, Przegląd Mleczarski, 1, 18-21.
17. Żuraw J., Jęsiak Z., Chojnowski W., Surażyński A., 1995, Wpływ stosowania głęboko mrożonych koncentratów bakteryjnych DVS na wydatek sera, Przegląd Mleczarski, 4, 112-115.
