Przegląd Mleczarski 1/2026 – Twaróg – polski ser narodowy. Podział, właściwości, metody produkcji
Nikt dokładnie nie wie od kiedy na ziemiach polskich produkuje się twaróg. Z całą pewnością znany już był w czasach Rzeczypospolitej Obojga Narodów. Nie znamy także dokładnie miejsca, w jakim zaczęła się historia tego produktu, jednakże obecnie wytwarza się go na całym obszarze niegdyś stanowiącym Rzeczpospolitą, tzn. dzisiejszej Polski, Litwy, Słowacji, Białorusi, Ukrainy i Łotwy, a także w Federacji Rosyjskiej, Armenii, Gruzji, Kazachstanie i na Węgrzech.
Polska jest aktualnie największym producentem twarogu w Europie. Według danych statystycznych, w latach 2000-2022 wielkość produkcji twarogu w naszym kraju wzrosła dwukrotnie (z 262 tys. ton w 2000 roku do 519 tys. ton w roku 2022). Wzrasta także wielkość eksportu polskiego twarogu. W latach 2004-2022 wolumen eksportu serów i twarogów wzrósł 8,5-krotnie i w roku 2022 osiągnął 279 tys. ton, co stanowiło 28% udział w krajowej produkcji (wobec 14% w 2004 r.).Nie ulega zatem wątpliwości, że twaróg jest jednym z najbardziej podstawowych artykułów mleczarskich w Polsce, dlatego warto ponownie przyjrzeć się technicznym i technologicznym aspektom produkcji tego wyrobu. Celem niniejszej publikacji jest przedstawienie podziału, składu chemicznego, właściwości oraz metod produkcji sera twarogowego w przeszłości i obecnie.
Czym właściwie jest twaróg?
Twaróg jest serem należącym do grupy serów niedojrzewających, inaczej – serów świeżych. Stanowią one bardzo zróżnicowaną grupę produktów, a ich cechą wspólną jest otrzymywanie w wyniku odpowiedniej obróbki białek mleka, przede wszystkim kazeiny, skoagulowanych metodą kwasową (przez ukwaszanie w wyniku fermentacji mlekowej lub dodanie odpowiedniego kwasu), bądź kwasowo-podpuszczkową (poprzez jednoczesne działanie enzymu koagulującego i rozwój bakterii fermentacji mlekowej) [3]. Kodeks Żywnościowy podaje następującą definicję sera: „jest to produkt dojrzewający lub niedojrzewający, miękki, półtwardy, twardy lub bardzo twardy, który może być powlekany i w którym stosunek białek serwatkowych do kazeiny nie przekracza poziomu takiego jak w mleku, otrzymany przez:
- pełną lub częściową koagulację białek mleka pełnego, mleka odtłuszczonego, mleka częściowo odtłuszczonego, śmietanki, śmietanki serwatkowej lub maślanki lub jakiejkolwiek kombinacji tych surowców, przez działanie podpuszczki lub innych odpowiednich czynników koagulujących i przez częściowe odczerpanie serwatki będącej rezultatem koagulacji, uwzględniając przy tym zasadę, że rezultatem końcowym wyrobu sera jest koncentracja białek mleka (w szczególności części kazeinowej) oraz, że w konsekwencji zawartość białka w serze będzie znacząco wyższa, niż zawartość białka w mieszaninie surowców, z których ser był wyprodukowany; i/lub:
- procesy technologiczne, obejmujące koagulację białek mleka i/lub produktów otrzymanych z mleka, które dają produkt końcowy o podobnych fizycznych, chemicznych i organoleptycznych cechach jak produkt zdefiniowany zgodnie z (a)” [8].
Inny podział twarogów dotyczy formy jego pakowania. Wyróżnia się tutaj twaróg tradycyjny, inaczej krajanka oraz twarogi formowane. Te ostatnie produkowane są albo z wykorzystaniem odpowiednich form (okrągłe, klinki) lub formowane w kostki i pakowane podobnie jak masło. Obecnie dużą popularnością cieszą się także twarogi z dodatkami smakowymi, solone, wędzone itp.
Twaróg to produkt o stosunkowo małej wartości energetycznej, zawierający wiele cennych składników odżywczych. Woda w twarogu stanowi ok. 70-75%, natomiast dominującym składnikiem suchej masy jest białko (tab. 1) [4].
Tabela 1. Skład chemiczny i wartość energetyczna w 100 g twarogów [4]
Wbrew pozorom, twaróg nie jest najlepszym źródłem wapnia, co wynika z metody jego wytwarzania. Ze względu na dużą koncentrację kwasu mlekowego, część jonów wapnia oraz fosforanów dysocjuje z kazeiny do serwatki. Twaróg jest jednak doskonałym źródłem aminokwasów, w tym egzogennych, tj.: izoleucyny (ILE), leucyny (LEU), lizyny (LYS), metioniny (MET), cysteiny (CYS), fenyloalaniny (PHE), tyrozyny (TYR), treoniny (THR), tryptofanu (TRP) oraz waliny (VAL). Łączna zawartość aminokwasów egzogennych w twarogu produkowanym tradycyjną metodą wynosi 49,87 g/16 g N, a w przypadku twarogów produkowanych metodą wapniowo-termiczną – 54,30 g/16 g N. W tradycyjnej metodzie produkcji twarogu, białko ogółem surowca wykorzystywane jest w ok. 75%. Zastosowanie metody wapniowo-termicznej pozwala na zwiększenie stopnia wykorzystania białka ogółem surowca w twarogu do ok. 90% [4, 6].
Produkcja twarogu – rola kultur bakteryjnych
Twaróg tradycyjnie otrzymywało się poprzez podgrzewanie zsiadłego mleka do uzyskania masy dającej się uformować. Ten tradycyjny proces w warunkach przemysłowych przebiega niemal identycznie. Mleko spasteryzowane zaszczepia się kulturami zawierającymi przede wszystkim paciorkowce fermentacji mlekowej, najczęściej mezofilne, homo- i heterofermentatywne. Rola poszczególnych szczepów bakterii wchodzących w skład kultur lub zakwasów roboczych jest następująca:
- Lactococcus lactis subsp. lactis i/lub Lactococcus lactis subsp. cremoris – stanowią od 70 do ok. 85% szczepów wchodzących w skład kultury twarogowej. Ich zadaniem jest szybkie i stabilne ukwaszanie mleka poprzez fermentację laktozy do L-mleczanu. Są to bakterie homofermentatywne i raczej nie wytwarzają innych substancji lotnych, chociaż badania prowadzone jeszcze w XX wieku wskazywały na niewielkie możliwości wytwarzania diacetylu przez te szczepy [2].
- Leuconostoc spec. – szczepy te stanowią od 5 do 10% składu kultur do produkcji twarogu. Jako szczepy heterofermentatywne mają za zadanie zarówno fermentację laktozy do D-mleczanu z wytworzeniem CO2 oraz etanolu (szlak glukozowy) oraz fermentację cytrynianów poprzez szczawiooctan i pirogronian do substancji lotnych – butanodiolu i diacetylu oraz CO2 (szlak cytrynianowy).
- Lactococcus lactis subsp. lactis biovar. diacetylactis – w zależności od rodzaju kultur, szczepy te stanowią dominującą część heterofermentatywną (do 25%) lub są jedynie uzupełnieniem (ok. 5%). Szczepy Lc. lactis (…) biovar diacetylactis fermentują cytryniany z wytworzeniem związków lotnych, bez fermentacji laktozy.
Spośród substancji lotnych wytwarzanych przez heterofermentatywne szczepy, wchodzące w skład kultur lub zakwasów, najważniejszymi są dwutlenek węgla (CO2) oraz diacetyl. Dwutlenek węgla pełni dwojaką rolę. Podczas procesu produkcyjnego, jego obecność jest niezbędna dla utrzymania tworzącego się ziarna twarogowego na powierzchni. Jest to niezbędne dla prawidłowego osuszania się ziarna, dodatkowo na skutek kontaktu z powietrzem, bakterie stosowane w produkcji twarogu tracą swoje zdolności do rozwoju, jako względne beztlenowce, dzięki czemu nie zachodzi dalsze ukwaszanie. Natomiast w gotowym produkcie dwutlenek węgla pełni rolę naturalnego konserwantu.
Diacetyl jest podstawowym składnikiem aromatu. Nadaje twarogowi charakterystyczny, lekko orzechowy posmak. Diacetyl jednakże przechodzi w bezwonną acetoinę na skutek działania enzymu – reduktazy diacetylowej, wytwarzanego zarówno przez bakterie fermentacji mlekowej, jak i przez bakterie technologicznie szkodliwe. Działanie reduktazy diacetylowej jest hamowane poprzez schłodzenie twarogu.
Produkcja twarogu – metody produkcji
Produkcję twarogu można podzielić w zależności od metody przygotowania mleka na tradycyjną oraz wapniowo-termiczną, a także modyfikację tej ostatniej, którą można określić mianem enzymatyczno-termicznej.
W tabeli 2 przedstawiono najważniejsze różnice w parametrach przygotowania mleka do produkcji twarogu. Kluczową różnicą jest temperatura pasteryzacji. W tradycyjnej metodzie mleko pasteryzuje się w temperaturze 80-83°C z przetrzymaniem od 20 sekund do 5 minut, przy czym lepiej jest zastosować niższą temperaturę i dłuższy czas przetrzymania, niż odwrotnie. W przypadku metod wapniowo-termicznej i enzymatyczno-termicznej, mleko pasteryzowane jest w temperaturze nie niższej niż 90°C w celu całkowitej denaturacji białek serwatkowych. W celu włączenia tych białek do produktu, stosowane są dodatki chlorku wapnia (CaCl2) lub enzymu transglutaminazy (TG) [1].
Temperatura pasteryzacji musi być ściśle monitorowana, ponieważ z technologicznego punktu widzenia nie jest wskazana ani zbyt niska, ani zbyt wysoka temperatura pasteryzacji, szczególnie w metodzie tradycyjnej. Zbyt niska temperatura pasteryzacji może przyczynić się do obniżenia wydatku twarogu poprzez brak denaturacji części białek serwatkowych, zbyt wysoka natomiast powoduje trudności w obróbce skrzepu, na skutek zbyt wysokiej denaturacji białek serwatkowych bez jednoczesnego zastosowania CaCl2 lub TG.
Dalszy schemat procesu technologicznego jest identyczny dla wszystkich trzech metod. Kolejne etapy procesu są następujące:
- Chłodzenie do temperatury inkubacji – jak wspomniano, twarogi produkowane są przy udziale kultur mezofilnych. Ich optymalne warunki rozwoju to 21-32°C. Zaleca się różnicowanie temperatury inkubacji w zależności od pory roku: latem 22-26°C; zimą 24-28°C. Taki zakres temperatur umożliwia koagulację w czasie 12-14 godzin.
- Koagulacja – koagulacje prowadzi się do uzyskania odpowiedniego pH skrzepu, bliskiego punktowi izoelektrycznemu kazeiny. Zaleca się, aby obróbkę skrzepu rozpoczynać w zależności od rodzaju twarogu – im większa zawartość tłuszczu, tym wyższe pH dla początku ogrzewania. Przeważnie twarogi chude inkubuje się do pH 4,55; półtłuste do pH 4,6; tłuste do pH 4,7; a śmietankowe zaczyna się ogrzewać już przy pH 4,8.
- Ogrzewanie (obkurczanie) skrzepu – zabieg ten ma na celu „dokwaszenie” skrzepu oraz jego wzmocnienie, a także oddzielenie od ścianek wanny/kotła. Podczas ogrzewania, w miejscu w którym skrzep odchodzi od ścianek pojawia się serwatka i powinny również pokazać się pęcherzyki gazu lub nawet lekka piana. Świadczy to o prawidłowej produkcji dwutlenku węgla.
- Krojenie skrzepu – w przypadku produkcji twarogu nie mówi się o krojeniu, a raczej o łamaniu skrzepu. Wyjątek stanowią tu urządzenia wyposażone w pionowe krajacze/mieszadła, które są ostrzone jednostronnie i mogą zarówno mieszać, jak i kroić skrzep w zależności od kierunku obrotów. W innych przypadkach skrzep jest odwracany i łamany. Należy rozbić skrzep na równe, stosunkowo duże bryły, które w dalszym czasie będą rozdrabniane i osuszane.
- Mieszanie gęstwy – gęstwa twarogowa nie wymaga ciągłego mieszania. Zazwyczaj ustawia się równe interwały mieszanie – oczekiwanie. Dobra praktyka zaleca jednak monitorowanie gęstwy i skracanie lub wydłużanie czasu pomiędzy mieszaniami, w zależności od wyglądu ziarna. Podczas mieszania ważne jest zapewnienie nie tylko ruchu góra – dół, ale także od środka do ścianek wanny/kotła, aby zapewnić równomierne ogrzewanie.
- Spust serwatki – zakończenie ogrzewania wyznacza zadana temperatura gęstwy oraz wizualna ocena ziarna. Po zamknięciu dopływu czynnika grzewczego, gęstwę pozostawia się na kilkanaście – kilkadziesiąt minut na tzw. klarowanie. Zabieg ten ma na celu ustabilizowanie ziarna, najczęściej wówczas całość ziarna wypływa na powierzchnię, i świadczy to o prawidłowej pracy kultur oraz właściwym procesie technologicznym. Po ustabilizowaniu się gęstwy, serwatkę odpompowuje się w ilości co najmniej 50%. Operacja ta nie ma większego znaczenia technologicznego, jej celem jest eliminacja nadmiaru serwatki, która musi być oddzielona od ziarna w procesie formowania i prasowania twarogu, dlatego też ilość odczerpanej serwatki nie jest określona.
- Opróżnianie kotła – ziarno i pozostałą serwatkę ponownie miesza się, aby gęstwę dało się wypompować. Wypompowane ziarno należy następnie oddzielić od serwatki.
W przypadku produkcji twarogu tradycyjnego, tzw. krajanki, ziarno wraz z serwatką wylewane jest na prasy o różnej konstrukcji (ręczne, pneumatyczne, z chustami lub bez itp.). Serwatka oddzielana jest przez materiał porowaty (np. chustę), a ziarno formuje się na prasie. Wstępnie prasuje się pod własnym ciężarem, następnie jest prasowane pod ciśnieniem. Czas prasowania jest zależny od rodzaju twarogu i żądanej konsystencji. Po otwarciu pras, powstałą masę twarogową kroi się na bloki i pakuje.
Twarogi mogą być produkowane również bez stosowania pras. Wówczas formowanie i oddzielanie serwatki zachodzi w specjalnych urządzeniach – kolumnowych urządzeniach formująco-prasujących. Ich głównym zadaniem jest wstępne nadanie kształtu masie twarogowej; poprzez zaprasowanie, oddzielenie serwatki na taśmowych oddzielaczach. Takie przygotowanie masy umożliwia przejście do kolejnego etapu, jakim jest porcjowanie, umieszczanie produktu w multiformach z zachowaniem standardu masy każdej porcji twarogu, która będzie stanowić produkt w opakowaniu jednostkowym trafiającym do klienta [5]. Istnieją także warianty bez multiform, gdzie twaróg formowany jest bezpośrednio w kolumnach i od razu kierowany do pakowania. Twarogi tak przygotowane pakowane są w temperaturze procesu i wychładzane dopiero po zapakowaniu. Wariantem pośrednim między tradycyjnym twarogiem a twarogiem formowanym na kolumnowych urządzeniach formująco-prasujących, jest metoda wdrożona w 1998 roku [7] w kilku zakładach mleczarskich w Polsce, zakładająca rozdzielanie ziarna od serwatki na oddzielaczu bębnowym, napełnianiu ziarnem pakietów multiform i samoprasowaniu ziarna w formach (pod własnym ciężarem). Oddzielanie resztek serwatki zachodziło w pakietach form i było indukowane przez obracanie pakietów o 180°C. Po wstępnym ocieknięciu i obróceniu form, pakiety były przewożone do chłodni, gdzie schładzano i dopiero po wychłodzeniu do temperatury poniżej 15°C twaróg był pakowany.
Tabela 2. Parametry procesu przygotowania mleka w metodzie tradycyjnej, wapniowo-termicznej i enzymatyczno-termicznej
Źródło: opracowanie własne
Produkcja twarogu – wady produkcyjne
Nieprawidłowe parametry produkcji powodują szereg wad struktury, konsystencji oraz smakowe. W większości przypadków wady te są nie do usunięcia w danej partii produkcji.
W praktyce najczęściej występują:
- Odwodnienie cząsteczek kazeiny prowadzące do suchej i zbyt kruchej konsystencji twarogu. Przyczyną tej wady jest zbyt wysoka temperatura zarówno inkubacji, jak i obróbki skrzepu. Należy jednak pamiętać, że zarówno pojęcie „wysokiej”, jak i „niskiej” temperatury obróbki, są subiektywne. Dlatego też, aby przeciwdziałać tej wadzie przy kolejnych produkcjach, należy zwracać uwagę na wygląd ziarna, traktując temperaturę jedynie jako punkt odniesienia.
- Gumowata i wodnista konsystencja. Wada ta jest najczęściej spowodowana zbyt niską temperaturą inkubacji i dogrzewania. W tym wypadku, o ile gęstwa nie została jeszcze spuszczona, wadę tę da się do pewnego stopnia wyeliminować poprzez dosuszenie ziarna. Wada zbyt wodnistej konsystencji pojawia się także wówczas, gdy temperatura wody w płaszczu grzejnym jest zbyt niska. Należy utrzymywać temperaturę w płaszczu co najmniej o 20°C wyższą niż temperatura gęstwy (choć zaleca się, aby ta różnica była jeszcze wyższa). Na początku obróbki temperatura w płaszczu nie powinna być niższa niż 69°C.
- Zwarta, ale wodnista konsystencja. Jest to wada powstająca już po spuszczeniu gęstwy. Jest wynikiem zbyt intensywnego wychłodzenia masy twarogowej przed prasowaniem. W przypadku tradycyjnego polskiego twarogu (formowanego i prasowanego) nie zaleca się zbyt intensywnego wychładzania przed formowaniem i prasowaniem.
- Mazista konsystencja i trudności w formowaniu. Ta wada ma kilka przyczyn. Jedną z nich jest zbyt wysoka temperatura pasteryzacji (powyżej 85°C) bez „rekompensaty” w postaci chlorku wapnia lub TG. Należy pamiętać, że nawet w przypadku ich zastosowania, obróbka skrzepu jest trudniejsza, jednak działanie ww. dodatków polega m.in. na odpowiednim wzmocnieniu ziarna podczas obróbki. Drugą przyczyną powstawania mazistej struktury twarogu jest zbyt intensywne ukwaszenie skrzepu (pH poniżej 4,4).
Powyższe rozważania stanowią wstęp do dalszego omówienia problematyki produkcji twarogów. Warto w tym miejscu podkreślić, że jakkolwiek twaróg nie należy do zbyt skomplikowanych produktów, jego wytwarzanie może nastręczać problemów technologicznych. Kluczowym czynnikiem wpływającym na jakość twarogu jest surowiec, jednakże nawet wyselekcjonowane mleko nie daje pełnej gwarancji uzyskania odpowiedniego produktu. Omówione wyżej istotne parametry produkcji wymagają stałego nadzoru ze strony personelu i właściwego reagowania, aby zapobiegać powstawaniu wad.
dr inż. Tomasz Ziółkowski
Literatura
- Bohdziewicz K. 2010: Wpływ transglutaminazy na proces produkcji, wydatek oraz jakość twarogów. Przegląd Mleczarski 2, 2010.
- Kornacki K. 1997: Mikrobiologia mleka i jego przetworów [w:] Ziajka S. (red.) Mleczarstwo. Zagadnienia wybrane. Tom 1.
- Rymaszewski J., Śmietana Z. 1997: Sery dojrzewające i sery twarogowe [w:] Ziajka S. (red.) Mleczarstwo. Zagadnienia wybrane. Tom 2.
- Siemianowski K., Szpendowski J. 2014: Znaczenie twarogu w żywieniu człowieka. Probl. Hig. Epidemiol. 95(1).
- Sokołowska O. 2017: Produkcja twarogów: Automatyzacja produkcji sera twarogowego, Forum Mleczarskie Biznes, 3 (29).
- Szpendowski J., Śmietana Z., Płodzień T., Lewandowski K., Owczarzak A., Buczma E. 2007: Technologia serów twarogowych o podwyższonej wartości odżywczej, Przegląd Mleczarski 1, 2007.
- Śmietana Z., Derengiewicz W., Jankowski A., Wojdyński T. 1998: Nowa technika i technologia produkcji twarogów. Przegląd Mleczarski 9, 1998.
- Ziarno M., Zaręba D. 2020: Sery twarogowe: Nowe technologie w produkcji serów twarogowych. Forum Mleczarskie Biznes 3 (40).
