Egzamin z przetwórstwa mleka PDF

Preview

Summary

Pytania i odpowiedzi do egzaminu z Przetwórstwa mleka...

Description

Pytania i odpowiedzi z mleka 1. Skład mleka Mleko jest płynem składa się z większości z wody- 87,5%. Jest substancja bardzo złożoną, w skład wchodzi około 250 składników. Najważniejsze z nich to tłuszcz, białko, laktoza, sole mineralne i witaminy. zawartość poszczególnych składników suchej masy mleka zmienia się w zalezności od wielu czynnikow np. rasy, pory roku, sposobu żywienia czy okresu laktacji. przeciętnie %

wahania%

Tłuszcz

3,8

2,3-8,4

Białko

3,2

2,4-6,5

Laktoza

4,8

4,5-5,2

sole mineralne

0,7

0,6-0,8

s.m łącznie

12,5

10,5-17,9

s,m beztłuszczowa 8,5

8,2-9,5

2. Parametry higieniczne mleka do przetwórstwa liczba komórek somatycznych (LKS)nie moze przekraczać 400 tys w 1 cm 3 mleka, świeże normalne mleko wg PN ma odczyn lekko kwaśny 6,6-6,8, kwasowość miareczkowa mleka świeżego wynosi wg PN 6,0-7,5 stopni SH, punkt zamrażania mleka wg PN nie może być wyzszy niż -0,512stopni, gęstość mleka wg PN nie powinna wynosić mniej niż 1,028 g/cm3

3.Gęstość mleka- od czego zależy, jaka jest przeciętnie w mleku, metoda oznaczenia, co jeśli jest niższa lub wyższa od przeciętnej? . Gęstość mleka jest wypadkową gęstości i zawartości wszystkich jego składników. Średnio gęstość mleka w temp. 20C w stosunku do wody o temp. 4C wynosi 1,029 g/cm3. Kontrola gęstości mleka w skupie umożliwia eliminowanie mleka rozwodnionego (celowo lub przypadkowo). Poza tym po oznaczeniu gęstości i zawartości tłuszczu z wzoru Fleischmanna można obliczyć zawartość suchej masy i suchej masy beztłuszczowej (s.m.-%tł.). s.m.=1,20f+2,665(100d-100)/d Areometr – badanie gęstości (laktodenzymetr). Z termometrem, bo ustala się gęstość w temperaturze 20ºC → termolaktodenzymetr.

4.kwasowość mleka czynna i mareczkowa Kwasowość mleka jest najważniejszym czynnikiem technologicznym decydującym o zachowaniu się mleka w różnych procesach technologicznych. Kwasowość mleka wynika z kwasowości poszczególnych składników (sole kwaśne, kazeina, kwasy nieorganiczne i organiczne) i zmienia się wraz ze zmianą ich stężenia. Można ją wyrazić dwojako: jako kwasowość czynną i kwasowość miareczkową. Kwasowość czynna określana jest za pomocą stężenia wolnych jonów wodorowych w roztworze i wyrażana za pomocą wykładnika wodorowego pH. Stężenie jonów wodorowych mleka świeżego wynosi średnio 6,7. Wartości wyższe sugerują najczęściej stan zapalny wymienia i przenikanie surowicy krwi do mleka. Wartości niższe mogą wskazywać na mleko kolostralne, rozwój mikroflory mleka z wytworzeniem kwasu mlekowego, wadliwy sposób żywienia, bądź zaburzenia metaboliczne. Pomiar kwasowości czynnej może być dokonywany przy pomocy metody instrumentalnej (pehametr), bądź metodą chemiczną używając wskaźników pehametrycznych. Kwasowość miareczkową wyraża się ilością zasady potrzebnej do zobojętnienia mleka wobec wskaźnika barwnego. Pomiar kwasowości miareczkowej dokonuje się poprzez miareczkowanie 100 ml mleka ściśle 0,25 M NaOH wobec 4 ml 2% roztworu fenoloftaleiny jako wskaźnika. Ilość (w ml) zasady zużytej do zobojętnienia próbki to SH. Na ogół kwasowość miareczkowa świeżego mleka wynosi średnio 7SH.

5.punkt zamrażania mleka Najbardziej dokładną metodą wykrywania rozwodnienia mleka jest określenie punktu zamarzania próbek mleka, tj. metoda krioskopowa. Za średnią temperaturę zamarzania przyjmuje się wartości od -0,550C do -0,555C. Wartości wyższe od -0,530 należy uznawać za pochodzące z prób mleka rozwodnionego. Termometry krioskopowe są wrażliwe na zmiany temp. rzędu 0,001C, a dodatek 1% wody do mleka powoduje wzrost punktu zamarzania o 0,006C.

6. Mastitis- co to jest, jak powstaje, jakie zmiany w mleku, jak wykrywać bezpośrednio i pośrednio Mastitis (łac.), zapalenie wymienia – przewlekły, utajony lub ostry stan zapalny gruczołu mlekowego zwierząt, a także stosowana niekiedy w medycynie łacińska nazwa zapalenia sutka. Zaburzenie czynnościowe gruczołu mlekowego, przebiegające pod wpływem drobnoustrojów, które przedostały się do organizmu. Postać kliniczna (ostra i przewlekła), podkliniczna (septyczna i aseptyczna). Stan zapalny wymienia powoduje różnorodne zmiany jakościowe w mleku, przede wszystkim obniżające jego przydatność technologiczną. Najbardziej zdecydowane zmiany to: wzrost liczby komórek somatycznych (leukocytów, erytrocytów, całych lub zniszczonych komórek nabłonka pęcherzyków, przewodów i zatok mlecznych), których ilość w 1 cm³ mleka normalnego nie przekracza 500 tys., a w stanie ostrego zapalenia wymienia wynosić może nawet kilkadziesiąt milionów[1]. W mleku mastitisowym wzrasta też udział (z 20 do 80%) leukocytów w ogólnej liczbie komórek somatycznych. wzrost stężenia jonów chlorkowych. Normalne mleko zawiera do 0,15% chloru. Występuje on w postaci chlorków: potasowego, sodowego i wapniowego. Sole te, głównie chlorek sodowy, stanowią wraz z laktozą o ciśnieniu osmotycznym mleka. Dlatego każdy spadek ilości laktozy (przede wszystkim wskutek zaburzeń fizjologicznych) kompensowany jest natychmiastowym wzrostem stężenia chlorków. Mleko mastitisowe można wykryć przy pomocy wielu metod: Próba z płynem diagnostycznym Mastirapid - w której obecny w płynie Mastirapid detergent - laurylosiarczan sodowy reaguje z DNA leukocytów, co powoduje pojawienie się skłaczenia (przy niższej liczbie leukocytów) lub zgęstnienie i ześluzowacenie próbki (przy wysokim poziomie leukocytów). Drugi składnik płynu - purpura bromokrezolowa zmienia swe zabarwienie w zależności od pH mleka. Próba Whiteside'a - w której stwierdza się czy mleko ma podwyższoną liczbę komórek somatycznych a jeśli tak, to w środowisku silnie zasadowym ulega ścięciu wywołanemu przez jądra leukocytów, białko leukocytów i fibrynogen. Główna reakcja zachodząca w czasie próby: Na+ + białko leukocytów → proteiniany Na (tworzące kłączkowaty strąt) Oznaczenie zawartości chlorków - czyli miareczkowanie odbiałczonej próbki mleka roztworem azotanu srebra wobec chromianu potasowego jako wskaźnika. W trakcie miareczkowania zachodzi reakcja: AgNO3 + Cl- → AgCl + NO3Chlorek srebra ulega wytrąceniu jako osad. Po wyczerpaniu się jonów Cl- azotan srebra zaczyna reagować z chromianem: 2AgNO3 + K2CrO4 → Ag2CrO4 + 2KNO3 Chromian srebra zabarwia miareczkowaną mieszaninę na kolor pomarańczowy (jest to sygnał do zakończenia miareczkowania). Pomiar metodami opornościowymi. Zmianom zapalnym towarzyszy wzrost ilości soli w mleku, co powoduje zmianę jego oporności. Zasadę tę uważa się za najpewniejszy test.

7.co to są zakwasy mleczarskie i w jakich formach występują? 8.tradycyjne prowadzenie zakwasów macierzystych

9. szczepionki termofilne- jakie szczepionki i do czego stosowane w mleczarstwie? Do produkcji serów z gęstwy wysokodogrzewanej mają zastosowanie kultury termofilne (najlepiej rozwijają się w temperaturze 45-55°C) do których z pewnością należą szczepy: Streptococcus thermophilus, Lactobacillus helveticus i Lactobacillus delbrueckii ssp. lactis.

10. szczepionki mezofilne Do produkcji serów z niskodogrzewanej gęstwy stosuje się najczęściej mieszaniny szczepów paciorkowców mezofilnych: Lactococcus lactis ssp. lactis, Lactococcus lactis ssp. cremoris, Lactococcus lactis ssp. lactis biovar diacetylactis i Leuconostoc mesenteroides ssp. cremoris. Optymalna temperatura wzrostu i rozwoju tych bakterii mieści się w granicach od 30 do 40°C

11. produkcja jogurtu- metody i technologia Żywe kultury bakterii (zakwas jogurtowy) W produkcji jogurtu wykorzystuje się bakterie Lactobacillus bulgaricus (pałeczka bułgarska) iStreptococcus thermophilus w proporcji 1:1 lub 1:1,2. Wchodzą one w skład tzw. szczepionki jogurtowej. Hodowane są oddzielnie i mieszane ze sobą dopiero przy sporządzaniu szczepionki, którą następnie przemysł otrzymuje w postaci hodowli w jałowym mleku z dodatkiem CaCO3 . Liczne badania i praktyka wskazują, że do uzyskania jogurtu o optymalnych cechach organoleptycznych muszą być zachowane podane proporcje pomiędzydwoma gatunkami bakterii w zakwasie, co wiąże się ze stałą temperaturą, podczas ich inkubacji. Przez obniżenie temperatury stwarza się warunki sprzyjające szybszemu rozwojowi Str. thermophilus, natomiast jej podwyższenie umożliwia intensywny rozwój Lb. bulgaricus i silnie ukwaszenie mleOpis schematu technologicznego Przyjęcie surowca Ogrzewanie mleka Po zebraniu odpowiedniej ilości mleka w tankosilosach jest ono podawane do sekcji wymiany pasteryzatora płytowego, w celu ogrzania do temperatury 40-45ºC. Wirowanie i normalizacja zawartości tłuszczu W tym etapie dochodzi do czyszczenia mleka. Proces ten ma na celu oddzielenie wszystkich zanieczyszczeń mechanicznych oraz części zanieczyszczeń mikrobiologicznych. Wykorzystuje się w tym celu wirówkę oczyszczająco-normalizującą. Normalizacja zawartości tłuszczu polega na doprowadzeniu zawartości tłuszczu w mleku do 2%. Normalizacja zawartości suchej masy Proces ten przeprowadza się w celu zwiększenia ilości suchej masy mleka do żądanego poziomu oraz poprawy tekstury i konsystencji. Zawartość suchej masy beztłuszczowej w jogurcie naturalnym powinna wynosić 10-15%. Sucha masa beztłuszczowa jest dokładana w postaci proszków mlecznych. Etap ten przebiega w temperaturze 20-25ºC. W procesie tym wykorzystuje się instalację do roztwarzania. Podczas tego etapu może dojść do wtórnego zakażenia, dlatego należy szczególnie kontrolować dostawy producentów suchej masy, jak również przestrzegać higieny wprowadzania komponentów suchej masy i kontrolować skuteczność mycia i dezynfekcji. Ogrzewanie Mleko poddawane homogenizacji jest podgrzewane, gdyż homogenizacja zimnego mleka, w którym tłuszcz jest w większości zestalony, jest nieefektywna. Homogenizacja Homogenizację przeprowadza się w temperaturze 65- 70ºC, przeciskając pod dużym ciśnieniem (160-170 atmosfer) płynny produkt przez wąską szczelinę zaworu homogenizującego. Wyniku połączonego działania wysokiego ciśnienia, temperatury, sił tarcia, ścinania i kawitacji uzyskuje się rozdrobnienie kuleczek tłuszczowych do średnicy 0,1- 10 µm, przy czym zdecydowaną większość stanowią kuleczki o średnicy < 2µm. Duże rozdrobnienie kuleczek tłuszczowych po homogenizacji sprawia, że ich całkowita powierzchnia jest bardzo rozwinięta, co z kolei powoduje odbijanie światła nadając intensywniejszą białą barwę mleku. Homogenizacja przed pasteryzacją powoduje rozbicie skupisk bakterii, co ułatwia ich niszczenie podczas późniejszej obróbki cieplnej. Pasteryzacja Jest to zabieg cieplny, który polega na ogrzaniu produktu spożywczego do temperatury nie przekraczającej 100ºC. Pasteryzacja przebiega w czterech etapach. Są to: podgrzanie, dogrzanie, przetrzymanie, chłodzenie.Głównym celem pasteryzacji jest wyeliminowanie lub zminimalizowanie zagrożenia ludzkiego zdrowia spowodowanego obecnością drobnoustrojów chorobotwórczych. Zatem pasteryzacja niszczy drobnoustroje obecne w produkcie, ale proces ten powinien być przeprowadzany w taki sposób, aby zaszły minimalne zmiany chemiczne, fizyczne i organoleptyczne produktu. W technologii produkcji jogurtu stosuje się pasteryzację z przetrzymaniem w temperaturze 92ºC i w czasie 8 minut. Chłodzenie Następnie mleko jest schładzane do temperatury inkubacji, czyli 42,5ºC.

Mieszanie Schłodzenie mleka do temperatury 42,5ºC jest stworzeniem optymalnych warunków dla rozwoju mikroorganizmów obecnych w szczepionce. Szczepionka wprowadzana jest ręcznie bezpośrednio z opakowania do zbiornika fermentacyjnego w warunkach sterylnych przez wziernik. Wprowadzane mikroorganizmy spowodują koagulacje i fermentację mleka. Inkubacja Inkubacja mleka zaszczepionego czystymi kulturami odbywa się w zbiornikach fermentacyjnych do momentu wytworzenia skrzepu i uzyskania kwasowości charakterystycznej dla produkowanego jogurtu. Proces ten przebiega w tankach z płaszczem wodno-parowym, umożliwiającym utrzymywanie odpowiedniej temperatury. Temperatura inkubacji jest zdeterminowana rodzajem mlecznego napoju fermentowanego i wynosi dla jogurtu do 45ºC. Po zaszczepieniu mleka jego pH wynosi 6,5-6,6, a po jego obniżeniu do wartości około 5,3 rozpoczyna się koagulacja, która zaczyna być widoczna przy pH 5,0 a uważa się ją za zakończoną po około 6 godzinach, gdy pH osiąga wartość optymalną 4,5 ± 0,05. Chłodzenie Chłodzi się po to, aby zahamować procesy fermentacyjne oraz zapobiec przekwaszeniu napojów. Dlatego po osiągnięciu wymaganej wartości pH 4,5 należy jak najszybciej obniżyć temperaturę z 42,5ºC do 4-8ºC. W tym celu prowadzi się chłodzenie dwuetapowe. Bezpośrednio po inkubacji produkt należy schłodzić do temperatury poniżej 20ºC, a następnie po zapakowaniu w kubeczki wychłodzić wyrób do temperatury poniżej 8ºC. Schłodzony jogurt kieruje się do automatycznego urządzenia napełniającego i zamykającego opakowania jednostkowe. Pakowanie Celem pakowania jest zabezpieczenie gotowego już produktu przed czynnikami zewnętrznymi, oraz jego uatrakcyjnienie. Stosuje się opakowania bezzwrotne, są nimi kubeczki polietylenowe o pojemności 125ml, 200ml. Kubki przykrywa się folią aluminiową zapewniającą pełną szczelność. Napełnianie opakowań odbywa się przy użyciu maszyn.

12. produkcja kefiru- metody i technologia Kefir jest napojem otrzymanym z mleka normalizowanego lub odtłuszczonego, pasteryzowanego, poddanego fermentacji alkoholowo-kwasowej przez dodanie zakwasu, uzyskanego z grzybków kefirowych lub szczepionek czystych kultur temp mleka do kórej dodaje się zakwas macierzysty to 21-23.. Grzybki kefirowe stanowią symbiotyczny układ paciorkowców mlekowych, pałeczek mlekowych i drożdży. Kefir zawiera ok. 1%kwasu mlekowego, znaczne ilości dwutlenku węgla oraz 0,10,8% alkoholu etylowego. Znane są także odmiany smakowe kefiru.

13. kazeina w mleku- ile, budowa i właściwości Kazeina – to najważniejsze białko mleka. Zawartość w mleku krowim wynosi 2,4-2,6%. Skład elementarny kazeiny: węgiel C (53%), wodór H (7%), tlen O (22%), azot N (15,65%), siarka S (0,76%), fosfor P (0,8550%). Kazeina występuje w mleku w postaci miceli tworzących roztwór koloidalny. Micele mają kształt sferyczny, ich średnica to 50–250 nm. Masa micelarna to 100–150 mln Da. Micele są wyraźnie widoczne pod mikroskopem. Struktura miceli jest porowata, a jej cząstki wypełniają mniej niż połowę objętości. Sprzyja to wiązaniu wody, jonów, laktozy i enzymów. W 1 ml mleka jest 7·1013 miceli, stanowią one łącznie od 5 do 6% objętości mleka. Micele utworzone są z podjednostek frakcji kazeinowych. W mleku krowim 40% kazeiny stanowi frakcja α, 30% frakcja β, a dalsze 15% frakcja κ. W skład każdej miceli wchodzi od 300 do 500 podjednostek. Są połączone jonami wapniowymi, fosforanowymi i cytrynianowymi.

14.koagulacja kwasowa kazeiny Mechanizm kwasowej koagulacji kazeiny polega na doprowadzeniu mleka przegotowanego do punktu izoelektrycznego. Gdy mleko ma pH=4,6 w temperaturze 20°C ilość zdysocjowanych grup kwasowych i zasadowych kazeiny jest taka sama. Zewnętrzny ładunek miceli wynosi 0. Jony wapniowe (tworzące mostki w miceli kazeiny) oddysocjowują i przechodzą do fazy wodnej. Jest to utrata wapnia, który przechodzi do serwatki. Mostki pękają i micele kazeinowe są rozciągane. Wydłużają się, co ułatwia ich wzajemny kontakt i tworzenie międzymicelarnych wiązań – asocjacja miceli kazeinowych. W efekcie powstaje skrzep – żel kazeinowy, który zamyka w wolnych przestrzeniach sieci wszystkie pozostałe składniki mleka. Mleko o wyższej zawartości kazeiny daje skrzep twardy (zwarty); o wyższej zawartości tłuszczu – skrzep luźny, miękki. Kwasowa koagulacja mleka jest odwracalna podwyższenie pH, zobojętnienie spowoduje reakcję odwrotną. Kiedy pH przekroczy 6,6 nastąpi całkowity powrót kazeiny do stanu koloidalnego. Wykorzystywane w przetwórstwie mleka – produkcja fermentowanych produktów mlecznych, napojów mlecznych, serów twarogowych. Białe sery, twarogi mają bardzo mało wapnia, bo jest on w większości w serwatce.

15. koagulacja enzymatyczna kazeiny koagulacja enzymatyczna (na słodko). Działające tu enzymy koagulujące to chymozyna (podpuszczka) pozyskiwana od cieląt karmionych mlekiem, pepsyna, renina, proteolityczne enzymy pochodzenia mikrobiologicznego. Wyróżnia się dwie fazy:

- faza enzymatyczna – proteoliza; Odszczepienie od kazeiny κ części łańcucha polipeptydowego, tzw. makropeptydu. Kazeina ta pęka w miejscu najbardziej labilnego wiązania peptydowego – między 105 a 106 aminokwasem w łańcuchu (fenyloalaniną a metioniną). Makropeptyd ma 63 reszty aminokwasowe (od 106 do 169) i stanowi ok.30% masy kazeinowej. Jest łatworozpuszczalny w wodzie, więc przechodzi do roztworu. Pozostała część kazeiny – parakappa kazeina (od 1 do 105 aminokwasu) jest nierozpuszczalna w wodzie. Następuje destabilizacja układu koloidalnego, zmniejsza się lepkość mleka. - faza żelyfikacji – tworzenie się skrzepu. Powstaje trójwymiarowa sieć rozciągniętych splotów łańcuchów polipeptydowych. Struktura ta powstaje z micel kazeinowych powiązanych między sobą mocnymi wiązaniami – jonowymi, wodorowymi, hydrofobowymi. Interakcje między micelami spowodowane są odłączeniem makropeptydu. Micele bez powłoki hydratacyjnej tracą potencjał elektrokinetyczny. W wyniku tego siły odpychania międzycząsteczkowego spadają. Dochodzi do agregacji miceli. Wiązania, które tworzą strukturę przestrzenną, ulegają zanikowi. Cała przestrzeń jest wypełniona przez micele powiązane ze sobą w różnych kierunkach. Rozciągnięte w skrzepie tracą swój kulisty kształt i tworzą sieć wiązań polipeptydowych. Do wytworzenia tych wiązań musi być min. 20°C. Za dostateczną zwięzłość skrzepu odpowiadają jony wapnia (łączą sieć w skrzepie). Konieczny jest dodatek wapnia w postaci chlorku wapnia. Koagulacja ta zachodzi szybciej, gdy mamy: obniżone pH mleka, podwyższoną temperaturę, wyższą zawartość kazeiny w mleku i dodatek wapnia. Koagulacja enzymatyczna jest nieodwracalna. Przeprowadza się ją „na słodko” przy pH mleka świeżego. Skrzep taki ma dużo wapnia i fosforu. Proces ten wykorzystuje się przy produkcji serów i kazeiny podpuszczkowych (sery żółte).

16. podpuszczka Podpuszczka (lub inaczej rennina, chymozyna) jest enzymem trawiennym, który wykorzystuje się do produkcji serów podpuszczkowych (m.in. niektóre sery typu Cheddar, sery pleśniowe, Blue Cheese, sery topione, parmezan, sery typu feta). Ich działanie polega na formowaniu się skrzepu. Procesowi temu nie podlegają sery niedojrzewające, jak twaróg czy serek wiejski, w których skrzep uzyskuje się na drodze koagulacji kwasowej mleka. Podpuszczka występuje także w żołądku człowieka – jednakże tylko w okresie niemowlęcym. Zanika ona u dzieci około trzeciego roku życia. Powoduje ona denaturalizację białka z mleka matki. Koagulacja kazeiny występującej w mleku jest głównym procesem zachodzącym podczas produkcji sera. Zachodzi wtedy transformacja kazeiny do parakazeiny pod wpływem aktywnego składnika podpuszczki (chymozyny) a następnie wytrącenie parakazeiny w obecności jonów wapnia. W trakcie całego procesu istotna jest optymalna temperatura dla działania podpuszczki – wynosi ona około 40˚C, ale w praktyce wykorzystywane są niższe temperatury w celu uniknięcia nadmiernej twardości skrzepu. Przykładowo ser Cheddar wytwarzany jest przeważnie z pasteryzowanego krowiego mleka. Podczas produkcji mleko jest podgrzewane do 30 °C i szczepione starterową mleczną kulturą, po czym dodawana jest podpuszczka powodująca powstanie kawałków zbitego skrzepu w temperaturze 38 °C. Po usunięciu serwatki, skrzep jest krojony w kawałki. Następnie jest prasowany przez cała noc i pozostaje 4 dni w chłodnym miejscu, a następnie dojrzewa od 9 do 24 miesięcy. Do koagulacji najczęściej stosuje się podpuszczkę zwierzęcą, choć można wykorzystać inne enzymy proteolityczne, a także zakwaszenie kazeiny do punktu izoelektrycznego (pH 4.6 – 4.7). Oprócz podpuszczki ekstrahowanej z żołądków cielęcych, używana jest też podpuszczka wołowa i wieprzowa, często w połączeniu z podpuszczką cielęcą. W większości przypadków podpuszczka jest ekstrahowana z żołądków cieląt, jednak istnieją także podpuszczki pochodzenia roślinnego – w niektórych sokach i tkankach roślin i grzybów. W dawnych czasach mleko ścinane było także za pomocą soku figowego. Obecnie w użyciu znajdują się również substytuty podpuszczki zwierzęcej, stworzone na potrzeby wegetarian, Żydów...