Serwatka – możliwości
Whey over the years has become a valuable raw material for the food industry. Its individual ingredients, such as whey proteins, vitamins and minerals, have a positive impact on the health of the consumer. In addition, whey proteins serve a number of technological functions: they improve the texture and appearance of the finished product, stabilize foams, etc. On the Polish and foreign markets you can find many whey-based products.
Serwatka, która kiedyś trafiała do ścieków, stanowiąc duży problem dla środowiska, dziś jest w pełni wykorzystywanym surowcem. PM Food & Dairy Consulting oszacował, że w 2012 roku wyprodukowano ponad 20 milionów ton sera w skali świata. Produktem ubocznym powstającym podczas wytwarzania sera jest serwatka. Wychodząc z założenia, że przy produkcji 1 kg sera powstaje 9 l serwatki, w skali roku na świecie produkuje się jej ok. 180 milionów litrów [1]. Podczas produkcji serów twardych, półtwardych i miękkich powstaje serwatka słodka (pH 5,9-6,3). Serwatka kwaśna (pH 4,3-4,6) wytwarzana jest w trakcie produkcji twarogów. Wyróżnić można także serwatkę kazeinową (pH 4,6-4,7) powstającą podczas produkcji kazeiny [2].
Podstawowym składnikiem serwatki jest laktoza, która stanowi 4,1-5,0% (serwatka słodka) lub 3,8-4,6% (serwatka kwaśna). W jej skład wchodzą także cenne białka serwatkowe – 0,6-0,7%, minerały – 0,5-0,6% (serwatka słodka) lub 0,5-0,85% (serwatka kwaśna) oraz niewielkie ilości tłuszczu mlecznego ok. 0,02%, a także witaminy [3].
Laktoza spełnia wiele funkcji żywieniowych. Cukier mlekowy stymuluje wzrost bakterii w jelitach, m.in. z rodzaju Bifidobacterium i Lactobacillus (gł. Lactobacillus acidophilus), które przyczyniają się do zahamowania niepożądanej flory bakteryjnej. Poza tym laktoza wzmaga wchłanialność wapnia z pożywienia, a także stymuluje aktywność lipazy trzustkowej [4].
Białka serwatkowe są dobrym źródłem aminokwasów w diecie człowieka. Ponadto ze względu na swoje liczne właściwości wspomagają wiele procesów zachodzących w ludzkim organizmie. A-laktoalbumina (1-1,5g/l mleka) reguluje gospodarkę wapniową organizmu, bierze udział w biosyntezie laktozy. Bioaktywne peptydy, które uwalniają się podczas jej rozpadu wykazują zdolność hamowania patogenów, a także wspomagają rozwój pożytecznej mikroflory jelitowej. Białko to korzystnie wpływa na samopoczucie, ze względu na dużą zawartość tryptofanu, a także wspomaga układ immunologiczny. A-laktoalbumina charakteryzuje się właściwościami antyoksydacyjnymi i antynowotworowymi [5]. Obecność aminokwasów siarkowych w cząsteczce β-laktoglobuliny (2-4g/l mleka) sprawia, że wykazuje ona właściwości antynowotworowe. Przekładają się one m.in. w zdolności wiązania rakotwórczych heterocyklicznych amin, a także podwyższeniu poziomu glutationu w organizmie, który chroni komórki przed stresem oksydacyjnym. Poza tym β-laktoglobulina może być wykorzystywana w metylacji DNA i podczas transportu witamin A [6]. Wyjątkowym białkiem serwatkowym jest laktoferyna (0,1-0,3g/l mleka), która wykazuje właściwości antynowotworowe, m.in. poprzez uniemożliwienie wzrostu nowych naczyń krwionośnych, a także właściwości antybakteryjne wynikające przede wszystkim ze zdolności wiązania żelaza. Poza tym laktoferyna wpływa korzystnie na układ odpornościowy i reguluje skład mikroflory jelit [5]. Do białek serwatkowych zaliczamy również immunoglobuliny (0,6-0,9g/l mleka) wspomagające układ odpornościowy oraz czynniki wzrostu: IGF I i II, TGF α i β, EGF [6].
W trakcie procesów przetwórczych, z mleka do serwatki trafiają wszystkie witaminy rozpuszczalne w wodzie, a także większość soli mineralnych. W jej składzie znajduje się ok. 0,19% potasu; 0,11% wapnia; 0,11% chloru; 0,10% fosforu; 0,05% sodu i 0,02% magnezu. Minerały wpływają korzystnie na wiele funkcji życiowych i wspomagają procesy biochemiczne zachodzące w organizmie. Serwatka stanowi również źródło witamin z grupy B, witaminy A, C i H [7].
Postęp techniczno-technologiczny pozwala na wszechstronne wykorzystanie serwatki. Proces wirowania pozwala uzyskać z niej pył kazeinowy (przydatny w produkcji serów topionych) oraz śmietanę serwatkową (wykorzystywaną np. przy wyrobie serów). W wyniku zagęszczania, a potem suszenia serwatki otrzymujemy proszek serwatkowy stosowany w przemyśle cukierniczym. Z zagęszczonej serwatki poddanej krystalizacji można uzyskać laktozę, która po procesie rafinacji wykorzystywana jest w przemyśle farmaceutycznym. Procesy membranowe pozwalają na rozdział serwatki na poszczególne składniki. I tak na przykład można wydzielić z niej cenne białka takie jak: laktoperoksydaza czy laktoferyna [8].
Białka serwatkowe charakteryzują się swoistymi właściwościami technologicznymi, które mogą być przydatne w wielu procesach przetwórczych. Polepszają teksturę innych produktów, dzięki zdolnościom żelowania, pęcznienia i zatrzymywania wody. W produktach mleczarskich może oznaczać to częściowe zahamowanie procesu synerezy i polepszenie wyglądu produktu gotowego. Białka serwatkowe stabilizują piany, które z ich udziałem charakteryzują się większą objętością, co jest istotne przy produkcji lodów. Duża hydrofobowość β-laktoglobuliny i albuminy serum krwi bydlęcej sprawia, że wykazują one dobre właściwości emulgowania tłuszczu [9].
Na polskim rynku można znaleźć produkty na bazie serwatki, jak chociażby linia Fructiv (Müller Dairy Polska Sp. z o.o.). Są to napoje serwatkowe o oryginalnych smakach: mango-marakuja, pomarańcza-marakuja-guarana, czerwona pomarańcza, czerwone owoce. Innym ciekawym produktem jest Serwatka Wielkanocna i Żur serwatkowy tradycyjny (OSM Bochnia) mogące służyć do przygotowania tzw. „trzęsionki”. SM Rospuda produkuje masło serwatkowe charakteryzujące się dobrą smarownością, co zawdzięcza obecności białek serwatkowych. Polscy sportowcy Marcin Jarzyna i Jacek Stokowski stworzyli lody proteinowe Whoopy Whey o smaku czekoladowym, truskawkowym i waniliowym na bazie izolatu białek serwatkowych. Capri (OSM Sierpc), Capriolla (OSM Łowicz), Sernikowa Ricotella (SM Skarszewy), Ricotta Wiedeński (Ceko Sp. z o.o.) to popularne w Polsce sery zwarowe. Inne produkty zawierające w składzie białka serwatkowe to: ser Sorento (OSM Kosów Lacki) oraz ser sałatkowy Islos (Mleczarnia Turek Sp. z o.o.) [10, 11, 12, 13].
Na zagranicznych rynkach można znaleźć znacznie więcej propozycji wyrobów z serwatki. W Rosji są to np.: lody Chołodok (Холодок), Bodrost (Бодрость), Kisłosładkoje (Кисло-сладкое). Lody Chołodok produkowane są z klarownej serwatki, którą podgrzewa się do 60-65oC, a następnie dodaje odpowiednie dodatki. Bodrost oprócz klarownej serwatki zawierają puree z czarnej porzeczki, natomiast Kisłosładkoje poza owocową bazą zawierają zagęszczoną serwatkę i serwatkę demineralizowaną. Turowska mleczarnia na Białorusi wyspecjalizowała się w produkcji serów zwarowych typu ricotta. W swoim portfolio oferują szeroki wybór ricotty z nadzieniem: stracciatella, wiśniowo-czekoladowym, truskawkowym, gruszkowo-miodowym, śliwkowym, mlecznej czekolady, toffi, pieczone jabłko – cynamon, dyniowym, leśnych jagód. Dostępne są również serki ricotta naturalne lub typu light. Produkty oferowane są w opakowaniach jedno- i dwukomorowych. Skandynawska firma Valio wiedzie prym w produkcji proszków serwatkowych. Ich produkty, znane pod marką Demi, eksportowane są do krajów europejskich, a także do Chin. We Włoszech z serwatki produkowana jest słynna ricotta, np.: Ricotta Romana (Consorzio Ricotta Romana DOP). Warto wspomnieć o znanym na całym świecie napoju serwatkowym jakim jest szwajcarska Rivella, produkowana przez firmę Rivella AG [10,14,15,16,20].
Białka serwatkowe są wykorzystywane również przez inne branże przemysłu spożywczego, np. przemysł mięsny. Wyroby z ich udziałem, np. salami, soudjouk cechują się lepszą teksturą i stabilniejszym kształtem. Wynika to z faktu, że podczas ogrzewania białka te denaturują, tworząc stabilne żele [17]. W badaniach prowadzonych przez Dolatowskiego (2015, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie) dowiedziono, że serwatka kwaśna hamuje rozwój niepożądanej mikroflory w przetworach mięsnych. Wyniki badań mogą posłużyć do opracowania nowych receptur przetworów mięsnych bez dodatku szkodliwych azotanów i azotynów. Co więcej, do serwatki może przechodzić wiele metabolitów bakterii kwasu mlekowego o właściwościach bakteriobójczych i bakteriostatycznych [18]. Dodatek serwatki do wyrobów cukierniczych nadaje im odpowiednią strukturę i pomaga utrzymać odpowiednią wilgoć. Znaleźć ją można w produktach Wedla, Milka, Alpen Gold, Terravita. Proszek serwatkowy dodawany do wyrobów piekarniczych sprawia, że przez dłuższy czas są świeże. Poza tym zwiększa objętość takich wyrobów i nadaje im odpowiednie cechy organoleptyczne [19].
Serwatka, która kiedyś była produktem uboczny przemysłu mleczarskiego, dziś jest doskonałą bazą do produkcji wielu produktów. Na rynku pojawia się coraz więcej wyrobów zawierających w składzie serwatkę. Właściwości zdrowotne i technologiczne białek serwatkowych czynią z niej niepowtarzalny surowiec przemysłu spożywczego.
mgr inż. Milena Wilga, Sery ICC Pasłęk
Literatura:
[1] http://www.pmfood.dk/upl/9735/WCMINFORMATION.pdf, 01.05.2018
[2] Mucsi I., 2014, Składniki odżywcze w serwatce oraz właściwości odżywcze produktów otrzymywanych z serwatki [w:] Serwatka. Aspekty teoretyczne. Materiały szkoleniowe opracowane w ramach projektu WHY WHEY, Kraków, 65-82.
[3] Стурова Ю.Г., Тамбовская М.В., 2009, Пищевая и биологическая ценность молочной сыворотки, Ползуновский Альманах, 3, 318-319
[4] Królczyk J., Dawidziuk T., Janiszewska-Turak E., Sołowiej B., 2015, Zagospodarowanie serwatki na przykładzie wybranego zakładu mleczarskiego, Postępy techniki przetwórstwa spożywczego, 2, 112-118.
[5] Cichosz G., Czeczot H., 2013, Wartość żywieniowa i aktywność biologiczna białek [w:] Żywieniowy fenomen mleka, Olsztyn-Warszawa, 13-26.
[6] Ambroziak A, Cichosz G., 2014, Immunostymulacyjny potencjał białek mleka, Polski Merkuriusz Lekarski, 36, 133-136.
[7] Оноприйко А.В., Храмцов А.Г.,Оноприйко В.А., 2004, Использование Вторичного Молочного Сырья [w:] Производство Молочных Продуктов, Mart, Rostów nad Donem, 307-468
[8] Bylund G., 2013, Whey processing [w:] Dairy processing handbook, Tetra Pak Processing Systems AB, Szwecja, 331-353
[9] Brodziak A., Król J., Litwińczuk Z., 2012, Białka serwatkowe – właściwości funkcjonale i zastosowanie, Przemysł Spożywczy, 3, 35-37
[10] Piekut M., 2015, Napoje serwatkowe: dużo zdrowia, Forum Mleczarskie Handel, 5, 17-20.
[11] http://www.osm-bochnia.com.pl/produkty/serwatka-wielkanocna, 01.05.2018
[12] Górska J., 2013, Produkty z białkami serwatkowymi: Klucz do zdrowia, Forum Mleczarskie Handel, 4, 16-24
[13] http://innpoland.pl/127503,jedzenie-fit-nie-musi-byc-ohydne-w-smaku-sportowcy-stworzyli-pierwsze-w-polsce-lody-od-ktorych-nie-utyjesz, 25.02.2017
[14] http://www.molz.ru/produkty-iz-molochnoi-syvorotki?page=2, 26.02.2017
[15] http://www.forummleczarskie.pl/NEWS/4099/, 26.02.2017
[16] http://www.consorzioricottaromana.it, 26.02.2017
[17] Wajdzik J., 2007, Stosowanie preparatów białkowych w przetwórstwie mięsa, Gospodarka Mięsna, 8, 38-41.
[18] https://www.up.lublin.pl/files/foodscience/2015_sprawozdanie_czes_i_mie.pdf
[19] Demir E., Eseceli H., 2016, Obszary zastosowania serwatki [w:] Serwatka. Aspekty praktyczne. Materiały szkoleniowe opracowane w ramach projektu WHY WHEY, Kraków, 5-39.
[20] http://www.turovmilk.by/, 28.05.2018.
