MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA
BAKALÁŘSKÁ PRÁCE
BRNO 2014
Miroslava Škopíková
Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta
Technologie výroby syrovátkových sýrů Bakalářská práce
Vedoucí práce:
Vypracovala: Miroslava Škopíková
Ing. Táňa Lužová, Ph.D.
Brno 2014
ČESTNÉ PROHLÁŠENÍ
Prohlašuji, že jsem práci na téma Technologie výroby syrovátkových sýrů vypracovala samostatně a veškeré použité prameny a informace uvádím v seznamu použité literatury. Souhlasím, aby moje práce byla zveřejněna v souladu s § 47b zákona č. 111/1998 Sb.,o vysokých školách ve znění pozdějších předpisů a v souladu s platnou Směrnicí o zveřejňování vysokoškolských závěrečných prací.
Jsem si vědoma, že se na moji práci vztahuje zákon č. 121/2000 Sb., autorský zákon, a že Mendelova univerzita v Brně má právo na uzavření licenční smlouvy a užití této práce jako školního díla podle § 60 odst. 1 autorského zákona.
Dále se zavazuji, že před sepsáním licenční smlouvy o využití díla jinou osobou (subjektem) si vyžádám písemné stanovisko univerzity, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity, a zavazuji se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla, a to až do jejich skutečné výše.
V Brně dne:………………………..
…………………………………………………….. podpis
PODĚKOVÁNÍ Chtěla bych poděkovat vedoucí své bakalářské práce Ing. Táni Lužové, Ph.D. za odborné vedení a cenné rady, trpělivost a ochotu, kterou mi poskytla v průběhu vypracování této práce. Dále bych ráda poděkovala mojí mamince za finanční i psychickou podporu po celou dobu studia a za pomoc při konečných úpravách práce.
ABSTRAKT Tato bakalářská práce na téma Technologie výroby syrovátkových sýrů, se zabývá syrovátkou jako vedlejším produktem, která vzniká při výrobě sýrů a tvarohů. Široce se uplatňuje jak v potravinářství, tak i v jiných průmyslových oblastech. Náplní práce je základní chemické složení syrovátky, získávání syrovátky, základní technologické operace
při úpravě syrovátky a vzniklé produkty, stručný výčet využití syrovátky a nakonec jsou zde vyjmenovány nejznámější sýry ze syrovátky a stručný popis jejich výroby. Klíčová slova: Syrovátka, syrovátkové sýry, technologie, výroba, zpracování
ABSTRACT This thesis on production technology of whey cheeses, deals with whey as a by-product that results in the production of cheese and curd. Widely applies in both the food production and the other industries. Content of this work is basic chemical composition of whey, whey production, basic technological operations in the modification of whey and the incurred products, a brief list of the use of whey and finally there are listed the most famous whey cheeses and a brief description of their production. Keywords: Whey, whey cheeses, technology, production, processing
OBSAH 1
ÚVOD ...................................................................................................................8
2
CÍL PRÁCE .........................................................................................................9
3
LITERÁRNÍ PŘEHLED ................................................................................... 10
3.1 Syrovátka ........................................................................................................... 10 3.2 Získávání syrovátky........................................................................................... 10 3.2.1 Z výroby sýrů............................................................................................... 10 3.2.2 Z výroby kaseinů a kaseinátů ....................................................................... 10 3.3 Složení syrovátky ............................................................................................... 11 3.3.1 Bílkoviny ..................................................................................................... 12 3.3.2 Dusíkaté látky nebílkovinné povahy ............................................................. 13 3.3.3 Mléčný cukr ................................................................................................. 13 3.3.4 Tuk .............................................................................................................. 13 3.3.5 Minerální a stopové prvky............................................................................ 14 3.3.6 Vitamíny ...................................................................................................... 14 3.3.7 Kyseliny ...................................................................................................... 14 3.4 Technologické operace při zpracování syrovátky ............................................ 15 3.4.1 Předběžná úprava syrovátky před dalším zpracováním ................................. 15 3.4.2 Demineralizace ............................................................................................ 15 3.4.3 Krystalizace ................................................................................................. 16 3.4.4 Zahušťování syrovátky................................................................................. 16 3.4.5 Sušení .......................................................................................................... 16 3.4.6 Membránové technologie ............................................................................. 17 3.5 Syrovátkové produkty ....................................................................................... 18 3.5.1 Sušená syrovátka.......................................................................................... 18 3.5.2 Demineralizovaná syrovátka ........................................................................ 18
3.5.3 Koncentrát syrovátkových bílkovin (WPC) .................................................. 18 3.5.4 Izolát syrovátkových bílkovin (WPI)............................................................ 19 3.5.5 Tepelně denaturovaná bílkovina ................................................................... 19 3.5.6 Syrovátkový permeát (deproteinovaná syrovátka) ........................................ 19 3.5.7 Syrovátka se sníženým obsahem laktózy ...................................................... 19 3.5.8 Laktózové sirupy na bázi laktózy ................................................................. 19 3.6 Využití syrovátky ............................................................................................... 20 3.6.1 Pekařství ...................................................................................................... 20 3.6.2 Cukrovinky .................................................................................................. 20 3.6.3 Nápoje ......................................................................................................... 21 3.6.4 Mléčné výrobky ........................................................................................... 21 3.6.5 Masné výrobky ............................................................................................ 22 3.6.6 Fermentace syrovátky .................................................................................. 22 3.6.7 Fólie na bázi syrovátky ................................................................................ 22 3.6.8 Farmacie a kosmetika................................................................................... 22 3.7 Výroba sýrů ze syrovátky .................................................................................. 23 3.7.1 Norské sýry.................................................................................................. 23 3.7.2 Švédské sýry ................................................................................................ 24 3.7.3 Italské sýry .................................................................................................. 24 3.7.4 Řecké sýry ................................................................................................... 25 3.7.5 Portugalské sýry........................................................................................... 27 3.7.6 Francouzské sýry ......................................................................................... 27 3.7.7 Německé sýry .............................................................................................. 28 3.7.8 Slovenské sýry ............................................................................................. 28 3.7.9 Sortiment v České republice ......................................................................... 29 4
ZÁVĚR............................................................................................................... 30
5
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY ............................................................... 31
6
SEZNAM SYMBOLŮ A ZKRATEK ............................................................... 37
1
ÚVOD
Syrovátka byla objevena v Mezopotámii asi 5000 let př. n. l., kdy lidé náhodně ponechali teplé mléko ve vaku z žaludků telat nebo kůzlat. Vyrobil se tak tvaroh a současně syrovátka. Později, kočovní pastevci ovcí začali vařit syrovátku v měděných kotlích a získali tak výživově hodnotný produkt, předchůdce dnešních syrovátkových sýrů. Syrovátka je tedy tekutina zbývající po výrobě sýrů a tvarohů nebo po odstranění tuku a kaseinu z mléka. Její žlutozelená barva je způsobena obsahem vitamínů skupiny B. Vzhledem k obsahu bílkovin, vitamínů, minerálních látek a laktózy, je považována za velmi výživově hodnotnou potravinu (PINTADO et al., 2001). Na základě vynikajících nutričních a funkčních vlastností má syrovátka a syrovátkové výrobky velmi široké uplatnění v potravinářském průmyslu (WIT, 2001). Velké oblibě se těší například syrovátkové nápoje pro hubnutí, bílkovinné nápoje pro sportovce, potravinové doplňky pro zlepšení stavu vlasů a nehtů. Vyrábí se také syrovátková kosmetika například různé omlazující séra, krémy, vlasové balzámy a šampony. Po mnoho let znamenala bezcenný odpad pro mlékárenský průmysl, který bylo třeba odstranit. Její produkce mlékárenským průmyslem je obrovská, neboť poměr objemu syrovátky a vyrobeného sýra je zhruba 9:1. Nicméně rozvoj separačních technologií znamenal revoluci ve zpracování syrovátky do mnoha vysoce hodnotných výrobků. Vzhledem ke koncentraci výroby sýrů je nutno zpracovat velký objem tohoto vedlejšího produktu a také je zde snaha o ochranu životního prostředí, zejména snížení zatížení odpadních vod (ROBINSON, 2002). Syrovátka je vážný problém znečištění životního prostředí. Dostane-li se do půdy, ovlivňuje její fyzikální a chemickou strukturu, což má za následek snížení úrodnosti. Představuje vážnou hrozbu pro životní prostředí, je proto nezbytné nalézt efektivní a trvalé řešení jejího využití (DRBOHLAV et al., 2009).
8
2
CÍL PRÁCE
Cílem práce bylo: ·
Prostudovat dostupnou odbornou literaturu zabývající se složením mléka
·
Prostudovat dostupnou odbornou literaturu zabývající se výrobou syrovátkových sýrů
·
Seznámení s technologií výroby syrovátkových sýrů a jejich stručná charakteristika
9
3
LITERÁRNÍ PŘEHLED
3.1 Syrovátka Syrovátka je tekutina zbývající po výrobě sýra nebo po odstranění tuku a kaseinu z mléka. Stále obsahuje asi 50 % živin obsažených v mléce, zejména mléčný cukr (laktózu), syrovátkové bílkoviny, minerály, malé množství tuku, a většinu vitamínů rozpustných ve vodě. Syrovátka a syrovátkové výrobky mají v potravinářském průmyslu velmi široké uplatnění na základě jejich vynikajících nutričních a funkčních vlastností (WIT, 2001).
3.2 Získávání syrovátky 3.2.1 Z výroby sýrů Syrovátku lze získat při výrobě sýrů lisováním. Dosavadní uzavřené lisy musely být důkladně vyčištěny po 20 – 50 h provozu, při teplotě nejméně 60 °C. Poté muselo následovat ještě energeticky náročné chlazení. Proto byla nizozemským výrobcem mlékárenských zařízení Bosgraaf vyvinuta linka, která umožňuje hygienické a efektivní získávání syrovátky při výrobě sýrů. Součástí linky jsou otevřené sýrařské lisy z plastu, které nahradily dosavadní uzavřené lisy. Nemusí být denně čištěny a celkově zvyšují výtěžnost syrovátky. Při lisování sýrů se získáme asi 3 % syrovátky. Během lisování sýra je shromažďována při teplotě prostředí v malých prohlubních na dně plastových van pod lisovacími formami. Vzhledem k nízké teplotě dochází k minimálnímu pomnožování bakterií, a tak se nezvyšuje kyselost syrovátky. Po lisovacím cyklu, který trvá 60 až 180 minut, se zvlášť vany a zvlášť lisovací formy po přepravníku posunují do myčky, aby se na povrchu neusadil biofilm. Vany se před posunem do myčky vyprázdní do sběrné nádrže se syrovátkou. Jednoduchý způsob čištění by měl mlékárně ušetřit ročně kolem 70 000 € (SUKOVÁ, 2013). 3.2.2 Z výroby kaseinů a kaseinátů Výroba kaseinové syrovátky sahá do období více než 3 000 let před naším letopočtem, kdy lidé na cestách přes poušť nosili mléko zvířat ve vacích. Teplota v poušti způsobila okyselení a koagulaci mléka. Výsledkem byla kyselá kapalina s tvorbou sedimentu na povrchu. 10
Kasein a kaseináty získáváme okyselením odstředěného mléka. To může probíhat dvěma způsoby. Prvním způsobem je přidání kultur mléčných bakterií při teplotě 25 °C. Druhý způsob je aplikování potravinářských kyselin, jako je kyselina chlorovodíková nebo kyselina sírová, při teplotě 45 °C. Kasein se sráží při pH 4,6, a je oddělen od zbývající kapaliny pomocí odstředivky nebo karafy. Nakonec následuje mytí. Zbylá tekutina je kyselina nebo kaseinová syrovátka, která je k dispozici pro další zpracování. Kasein a kaseináty se mohou dále sušit (WIT, 2001).
3.3 Složení syrovátky V praxi rozlišujeme sladkou, kyselou a kaseinovou syrovátku v závislosti na způsobu srážení bílkovin mléka. Ve složení sladké a kyselé syrovátky existují vzhledem k rozdílnému principu srážení značné rozdíly. Sladká syrovátka vzniká srážením kaseinových bílkovin enzymovým syřidlem při výrobě sýrů. Do této syrovátky přechází rozpustný kaseinomakropeptid odštěpený syřidlem (KADLEC et al., 2009). Ke koagulaci syřidlem dochází přibližně při pH 6,5. Kyselá syrovátka se získává při výrobě čerstvých sýrů a tvarohu, kdy se kaseinové bílkoviny mléka vysráží přídavkem organických kyselin nebo fermentací bakteriemi (DRBOHLAV et al., 2009). Je zde větší podíl popelovin, především vápníku. Při kyselém srážení vytváří kasein síťovitou strukturu, schopnou uzavírat do dutinek bakterie, tukové kuličky nebo tepelně denaturované sérové bílkoviny, a proto může být kyselá syrovátka na tyto složky chudší (KADLEC et al., 2009). Srážením kaseinových bílkovin pomocí minerálních kyselin při výrobě kaseinátů jako vedlejší produkt pak rozlišujeme ještě již zmíněnou kaseinovou syrovátku (KLEIBEUKER, 2006). Tab. 1: Složení sladké, kyselé a kaseinové syrovátky (KLEIBEUKER, 2006, WALSTRA et al., 2006). Složka (%) Sušina Bílkoviny Laktóza Tuk Minerály pH
Sladká syrovátka 6,20 0,81 5,00 0,05 0,66 6,60
Kyselá syrovátka 5,70 0,30 4,60 0,01 0,80 4,60 11
Kaseinová syrovátka 6,10 0,50 4,70 0,01 0,90 0,90
3.3.1 Bílkoviny Syrovátkové bílkoviny nebo také nazývané sérové bílkoviny dělíme na albuminy a globuliny. Mezi albuminy řadíme α-laktalbumin, β-laktoglobulin a sérový albumin (TAMIME, 2006). Globuliny pochází z krevního séra dojnic a jedná se o heterogenní skupinu protilátek. Pro svůj ochranný charakter se nazývají též imunoglobuliny (IgG1, IgG2 a IgM). Součástí sérových bílkovin jsou také proteázo-peptony, laktoferin a transferin. Kromě toho jsou v syrovátce obsaženy i bílkoviny membrán tukových kuliček. Všechny syrovátkové bílkoviny mají ve srovnání s kaseiny vyšší biologickou hodnotu a jsou přirovnávány ke kvalitě vaječných albuminů (CHANDAN, 2006). Jsou přítomny v mléce ve formě koloidního roztoku a při zpracování přechází do syrovátky ve značné míře. Jejich obsah v syrovátce závisí zejména na tepelném ošetření mléka před srážením a na dalších podmínkách výrobního procesu. Kasein se zde nachází pouze ve stopovém množství (SUKOVÁ, 2006). β-laktoglobulin Je hlavním proteinem syrovátky kravského mléka a také hlavní příčinou alergií lidí na kravské mléko (MINÁRIK, 2013). Je bohatým zdrojem sirných aminokyselin. Při teplotě nad 60 °C částečně denaturuje (CHANDAN, 2006). α-laktalbumin Označuje se za hlavní bílkovinu mateřského mléka a druhou převažující bílkovinu v kravském mléce. Bylo prokázáno, že plní fyziologickou roli při syntéze laktózy v mléčné žláze savců (CHANDAN, 2006). Glykomakropeptid Najdeme ho jen ve sladké syrovátce, protože vzniká při enzymatické hydrolýze kaseinu mléka syřidlem (MINÁRIK, 2013). Proteázo-peptony Proteázo-peptonové frakce jsou tvořeny těmi proteiny syrovátky, které zůstanou v roztoku po zahřátí mléka na 95 °C po dobu 20 minut a jeho následném okyselení na pH 4,7 (MINÁRIK, 2013).
12
Imunoglobuliny Imunoglobuliny poskytují novorozencům a kojencům pasivní imunitní ochranu. Jsou schopné vázat i nežádoucí a toxické látky z potravy a zabránit tak jejich absorpci do organismu. Některé imunoglobuliny jsou schopné takto vázat cholesterol, jiné chrání proti infekci rotaviry a Helicobacter pylori (MINÁRIK, 2013). Sérový albumin Tento protein pochází z krve a ve vemeni přestupuje do mléka. Je to velká molekula s vazebnou schopností pro mastné kyseliny a kovy (CHANDAN, 2006). Laktoferin Jedná se o multifunkční protein, který mimo jiné působí přímo proti střevním infekcím virového, bakteriálního, parazitárního i mykotického původu, urychluje zrání a růst střevní výstelky, zpomaluje růst a metastazování nádorů (MINÁRIK, 2013). Tvoří lososově červenou barvu pigmentů (CHANDAN, 2006). 3.3.2 Dusíkaté látky nebílkovinné povahy Do syrovátky přechází i většina nebílkovinných dusíkatých látek (zejména puriny), které představují 5 – 7 % veškerého dusíku v mléce. Nacházíme zde nepatrné příměsi močoviny, xantinu, guanidinu, hypoxantinu, adeninu, kreatinu, kreatininu, alantoinu, rhodanidů, amoniaku aj., avšak proces zpracování syrovátky není těmito látkami nějak zásadně ovlivněn (SUKOVÁ, 2006). 3.3.3 Mléčný cukr Mléčný cukr neboli laktóza je disacharid skládající se z D-galaktózy a D-glukózy, vázaných β-glykosidickou vazbou. Je důležitým zdrojem energie v potravě a zvyšuje střevní absorpci vápníku (KLEIBEUKER, 2006). Tvoří hlavní složku syrovátky, a to 70 – 80 % celkové sušiny. V syrovátce je laktóza zastoupena téměř ve stejném množství jako v mléce (SUKOVÁ, 2006). 3.3.4 Tuk V syrovátce bývá tuk přítomen jen v nepatrném množství. Při dokonalém odstředění syrovátkové smetany k dalšímu zpracování se v syrovátce nenachází téměř žádný tuk (FORMAN et al., 1979). 13
3.3.5 Minerální a stopové prvky Minerály syrovátky se podílejí na regulaci průtoku vody osmózou do různých částí těla. Díky nízkému poměru sodíku a draslíku se dá konzumací syrovátky předcházet vysokému tlaku. Najdeme zde také další cenné makroelementy, například vápník, fosfor, hořčík, zinek, síru a chlor. (KLEIBEUKER, 2006). Z mikroelementů se zde nacházejí především železo, jod, měď a kobalt (WIT, 2001). Při sýření se část vápníku váže s kaseinem na nerozpustný parakasein a v této formě přechází do sýra. Při výrobě tvarohu zase část vápníku přechází z kaseinu do syrovátky ve formě nerozpustných solí (FORMAN et al., 1979). 3.3.6 Vitamíny Vitamíny syrovátky jsou ve vodě rozpustné a podporují řadu fyziologických funkcí v těle. Především se zde nacházejí vitamíny skupiny B. Vitamín B5 známý také jako kyselina pantotenová se podílí na metabolismu sacharidů, tuků a bílkovin. Vitamín B2 (riboflavin) je nezbytný pro růst a obnovu tkání. Vitamín B6 (pyridoxin) působí proti zánětům kůže a účastní se metabolismu bílkovin. Vitamín C (kyselina askorbová) je velmi dobře známý jako antioxidant při obranných funkcích buněk. Syrovátka dále obsahuje ještě vitamín B1 (thiamin), biotin a ve stopových množstvích i vitamíny rozpustné v tucích, zejména vitamín A (WIT, 2001). 3.3.7 Kyseliny Z organických kyselin se v syrovátce nacházejí především mléčná, citronová a těkavé mastné kyseliny octová, mravenčí, propionová a máselná (SUKOVÁ, 2003). Nejvyšší obsah kyselin je v kyselé syrovátce z výroby tvarohu. Skladba a množství těchto kyselin závisí na aktivitě a složení mikroflóry. Nejvyšší bývá obsah kyseliny citronové a mléčné. Citronová kyselina se objevuje v množství asi 150 mg/100 g syrovátky. Kyselinu mléčnou nacházíme v koncentracích od 40 do 120 mg/100 g syrovátky (SUKOVÁ, 2006). Při výrobě kaseinu může do syrovátky přecházet i malé množství minerálních kyselin, např. chlorovodíkové (WIT, 2001).
14
3.4 Technologické operace při zpracování syrovátky Syrovátka jako vedlejší produkt, vznikající při výrobě sýrů, může být využívána přímo nebo až po předchozí úpravě a zpracování. Také se z ní získávají jednotlivé významné složky jako laktóza, bílkoviny aj. (FORMAN et al., 1979). 3.4.1 Předběžná úprava syrovátky před dalším zpracováním Když sýr opustí sýrařskou káď, prochází syrovátka přes síto, aby se očistila od nežádoucích zbytků sraženiny, tzv. sýrařského prachu. Je umístěna do sběrné nádrže, kde je přichystaná na druhou fázi čištění pomocí odstředivky nebo velmi jemného síta. Takto se odstraní i drobné částečky, které se neodstranily při první fázi. Pokud se ihned neprovede ošetření syrovátky pasterací, musí být skladována při teplotách pod 10 °C (LAW, 1999). Při čištění syrovátky se používá také kombinace usazování, scezování a odstřeďování, a to v závislosti na velikosti a množství pevných částic. Pokud je jich velké množství, použijí se samoodkalovací odstředivky, které mají tu výhodu, že jsou kaly kontinuálně odstraňovány (SUKOVÁ, 2006). Syrovátka však stále obsahuje velké množství tuku. Proto se provede záhřev na teplotu 50 – 55 °C a veškerý tuk se převede na kapalný. Pomocí odstředivky můžeme oddělit téměř veškerý tuk ze syrovátky, zůstává v ní jen asi 0,05 % (LAW, 1999). Pro zachování chemické i mikrobiologické jakosti syrovátky je nezbytná pasterace. Obvyklé je použití záhřevu na 72 – 78 °C po dobu 15 s. Jiné varianty pasteračních postupů používají teplotní rozsah 62 – 95 °C. Inaktivuje se fosfatáza a chymozin, sníží se počet mikroorganismů, případně se inaktivují sýrařské kultury (USDEC, 2004). 3.4.2 Demineralizace Soli mají významný vliv na chuť syrovátky a mohou zhoršovat její další využití v potravinářských výrobcích. Demineralizace syrovátky se provádí pomocí iontové výměny. Princip spočívá ve výměně iontů ze syrovátky s kationty H+ a anionty OHTakto se odstraní až 90 % solí. Likvidace minerálních odpadů je však velice nákladná. Levnějším způsobem odstranění solí je elektrodialýza (WIT, 2001). Zařízení se skládá z řady iontově selektivních membrán uspořádaných v nosné konstrukci v párech se střídavou propustností (střídavě anexová a katexová). V jednom prostoru jsou soli zřeďovány, ve druhém koncentrovány. Z koncentračního prostoru je sůl kontinuálně vymývána vodou (SUKOVÁ, 2006). 15
3.4.3 Krystalizace Vysoký obsah laktózy v syrovátce či permeátu způsobuje potíže při zahušťování a sušení. Krystalizace je prováděna z důvodu zabránění vzniku vad jako například spékání prášku při skladování. Koncentrát syrovátky nebo permeátu, který obsahuje více než 55 % sušiny, je při 38 °C nasyceným roztokem laktózy (WIT, 2001). Kombinací s rafinací nebo scezováním se získá laktóza vysoké čistoty. Krystalizace probíhá při 20 – 35 °C, po dobu 2 – 24 h v krystalizačním tanku a následuje rychlé ochlazení. Zhruba ze 70 % laktózy se tvoří malé krystalky (USDEC, 2004). Poté následuje částečné sušení, odpařováním nebo reverzní osmózou, nebo úplné, ve sprejové sušárně. Následně se syrovátka balí do obalů (MCSWEENEY, 2007). 3.4.4 Zahušťování syrovátky Zahušťování je proces odstraňování vody ze syrovátky. Syrovátka získaná z výroby sýra obsahuje přibližně 6 až 7 % sušiny. Odstraněním vody snížíme náklady na manipulaci se syrovátkou (USDEC, 2004). Nejpoužívanějším způsobem je odpařování při teplotách 45 – 50 °C v odparkách s klesajícím filmem nebo v trubkových vakuových odparkách ve vícestupňovém provedení s kompresí brýdových par. Teploty v jednotlivých stupních vícestupňových odparek se pohybují mezi 39 až 68 °C. Výsledný obsah sušiny je asi 40 – 60 % (SUKOVÁ, 2006). 3.4.5 Sušení Sušení je dalším způsobem odstraňování vody ze syrovátky. Syrovátka určená k lidské spotřebě se suší téměř výhradně v rozprašovacích sušárnách (USDEC, 2004). Před sušením syrovátky, permeátu nebo bílkovinného koncentrátu se používají dvou až třístupňové odpařovací procesy, kterými dojde k zahuštění na 60 – 65 % sušiny (SUKOVÁ, 2006). Sušení rozprašováním zahrnuje vstřikování koncentrované syrovátky do proudu horkého vzduchu v sušící komoře. Voda se rychle odpařuje do ovzduší a tím přispívá k ochraně syrovátkových proteinů proti tepelnému poškození. Rozprašovací zařízení je tvořeno tryskou nebo diskovým kotoučem. Výsledný produkt má vynikající rozpustnost a chuť. Existuje ještě sušení válcové. Jeho princip spočívá v přímém kontaktu mezi vrstvou koncentrované syrovátky a teplého povrchu rotujících válců. Výrobky mají tendenci být tmavší barvy, protože díky Maillardově reakci obsahují více spálených částic prášku a mají horší rozpustnost ve srovnání se syrovátkovým práškem získaným pomocí rozprašovacího sušení (USDEC, 2004). 16
3.4.6 Membránové technologie Při membránových procesech proudí médium podél membrány, přičemž jako hnací síla slouží rozdíl tlaků na obou stranách, který je způsoben osmotickým tlakem při osmóze, difuzi a dialýze nebo vnějším tlakem při ultrafiltraci a reverzní osmóze. Určujícím faktorem úspěšnosti je propustnost membrány. Membránou prochází permeát, nad membránou proudí koncentrát, jinak nazývaný retentát (SUKOVÁ, 2006). Ultrafiltrace (UF) Ultrafiltrace umožňuje volný průchod rozpuštěných solí, vitamínů a laktózy do permeátu. V retentátu zachovává makromolekuly, v tomto případě syrovátkové bílkoviny a tukové globule. Jeho hlavní využití je při výrobě koncentrátu syrovátkových bílkovin z odtučněné syrovátky (LAW, 1999). Výhodou použití UF je, že zvyšuje výtěžnost sýrů. Snižují se náklady na syřidlo, zákysy atd. Získají se krémovější výrobky. Fermentace navíc může poskytnout syrovátku a mléčné výrobky bez alergenů (PEREZ & GARCIA., 2007). Reverzní osmóza (RO) K oddělení vody se vzhledem k malé velikosti pórů používá tlak 30 – 40 bar a teploty 25 – 33 °C. Se stoupající koncentrací stoupá i osmotický tlak syrovátky, který musí být vnějším tlakem překonán. Hlavní výhodou je, že tento proces zahušťuje syrovátku nebo syrovátkové frakce bez změny chemického složení (LAW, 1999). Mikrofiltrace V technologii zpracování syrovátky se dá použít k odstranění tuku pomocí speciální membrány, protože tukové kuličky jsou zachovány membránou, zatímco proteiny a ostatní rozpustné složky procházejí membránou do permeátu. Syrovátka odtučněná MF je lepší než syrovátka odtučněná pomocí odstředivky, protože má téměř nulový obsah tuku, snižuje tak zanášení membrán a poskytuje čistší koncentrát syrovátkových bílkovin, s lepší funkcí proteinů (USDEC, 2004). Nanofiltrace Leží na rozhraní mezi reverzní osmózou a ultrafiltrací. Může být prováděna při vyšší rychlosti proudění než RO a je vynikající volbou pro demineralizaci UF permeátu před obnovením laktózy krystalizací (LAW, 1999).
17
3.5 Syrovátkové produkty Syrovátkovými produkty se rozumí veškeré tekuté složky odstraněné ze syrovátky nebo získané odstraněním jakékoli složky ze syrovátky případně přidáním jakékoliv látky do syrovátky (CLARK et al., 2009). Tyto produkty zlepšují texturu, chuť a barvu konečných výrobků, emulgační vlastnosti, zlepšují tekutost a rozpustnost v suchých směsích, pomáhají prodloužit trvanlivost a vykazují celou řadu vlastností, které zvyšují kvalitu výrobku (USDEC, 2004). 3.5.1 Sušená syrovátka Sladká sušená syrovátka se získá sušením čerstvé syrovátky, která je odpadním produktem z výroby Cheddaru nebo Mozzarelly. Kyselá sušená syrovátka vzniká sušením syrovátky z výroby sýrů, jako je cottage, smetanové sýry a ricotta. Skladuje se v suchém prostředí při teplotách nižších než 27 °C a relativní vlhkosti nižší než 65%. Trvanlivost je 6 až 12 měsíců. Používá se do mléčných výrobků, pečiva, snacků, cukrovinek a dalších potravinářských výrobků (MARTH & STEELE, 2001). 3.5.2 Demineralizovaná syrovátka Demineralizovaná syrovátka se získává pomocí separačních technik, jako je iontová výměna nebo elektrodialýza. Hotový produkt nesmí mít víc jak 7 % minerálních látek. Přidává se do mléka a mléčných výrobků, pekařských, cukrářských a jiných potravin, včetně kojenecké výživy (USDEC, 2004). 3.5.3 Koncentrát syrovátkových bílkovin (WPC) Modernějšími postupy separace, jako jsou například iontoměniče či membránové techniky, mohou být připraveny koncentráty syrovátkových bílkovin (Whey Protein Concentrate). Obsah sušiny a bílkovin závisí na kombinaci použitých metod, na míře oddělení solí a laktózy a na způsobu koncentrace (SUKOVÁ, 2006). Rozlišuje se tak WPC s obsahem 35 – 80 % bílkovin v sušině. Produkt může být dále sušen (zhruba na 96 % sušiny) nebo z něho mohou být separovány jednotlivé výživově významné bílkovinné složky (MCSWEENEY, 2007). Využívá se jako přídavek do mléka obohaceného
vápníkem,
do
jogurtů,
měkkých
sýrů
s kůrou,
sýrů
tvrdých
nebo polotvrdých, mléčných dezertů a dalších potravin (PEREZ & GARCIA, 2007).
18
3.5.4 Izolát syrovátkových bílkovin (WPI) Tento název je vyhrazen pro přípravky, ve kterých je obsah syrovátkových bílkovin alespoň 90 % nebo více. Získává se obnovením bílkovin iontovou výměnou (MCSWEENEY, 2007) nebo ultrafiltrací. Preferuje se použití permeátu získaného mikrofiltrací z odstředěného mléka (WALSTRA et al., 2006). 3.5.5 Tepelně denaturovaná bílkovina Pravděpodobně prvním syrovátkovým proteinovým výrobkem byl mléčný albumin, připravený tepelnou denaturací bílkovin v kyselém prostředí nebo srážením syrovátky tepelným ošetřením, obvykle při teplotě asi 90 °C. Za těchto podmínek koaguluje v syrovátce přibližně 80 % dusíkatých sloučenin a izolují se odstředěním a filtrací či sušením v rozprašovací nebo válcové sušárně. Vzhledem k tomu, že bílkoviny jsou ve velké míře denaturovány a nerozpustné, jsou v podstatě nefunkční a používají se pro nutriční obohacení potravin (FOX & MCSWEENEY, 1998). 3.5.6 Syrovátkový permeát (deproteinovaná syrovátka) Tímto termínem se označuje kapalný produkt získaný ze syrovátky po průchodu membránou při ultrafiltraci. Membránou procházejí jen molekuly s nižší molekulovou hmotností (obvykle voda, laktóza, minerální látky), zatímco ve zbytku (retentátu) zůstávají bílkoviny a případně tuky. Využívá se v krmivářství nebo se zpracovává na další produkty fermentací a sušením. Dá se použít jako zdroj laktózy do pekařských směsí, zlepšuje vzhled, barvu, chuť a strukturu konečného výrobku a snižuje potřebné dávky sacharózy nebo kukuřičných sirupů při výrobě chleba (USDEC, 2004). 3.5.7 Syrovátka se sníženým obsahem laktózy Obsah laktózy v sušených výrobcích nesmí být vyšší než 60 %. Odstranění laktózy se provádí pomocí separačních technik jako je srážení, krystalizace a filtrace nebo enzymatickou hydrolýzou laktózy na glukózu a galaktózu (USDEC, 2004). 3.5.8 Laktózové sirupy na bázi laktózy Zvyšující se produkce WPC znamenají zvýšenou produkci laktózového permeátu a potřebu řešení. Kromě výroby laktózy a krmiv přichází v úvahu výroba sladivých glukózo-galaktózových sirupů, výroba laktózových derivátů, jako je laktulóza a laktiol a dále tagatóza, sfingomyelin a osteopontin (SUKOVÁ, 2006). 19
3.6 Využití syrovátky Syrovátka a její produkty jsou široce využívány při výrobě potravin, zejména pečiva a nápojů, ke konzervaci ovoce a zeleniny, jako aromatizující látka do omáček a dresinků, mražených pokrmů, džemů a želé, těstovin, masných a mléčných výrobků (MILLER et al., 2006). 3.6.1 Pekařství Syrovátka se používá jako složka pro výrobu chleba nebo jemného pečiva. Přispívá ke zlepšení hnědnutí kůrky během pečení, zlepšuje strukturu střídy, zvyšuje trvanlivost a zlepšuje chuť. Množství využívané syrovátky a laktózy v těchto výrobcích je 2 – 4 % na hmotnost mouky. Další výhodou je snížení nákladů výrobců použitím syrovátky jako přísady částečně nebo zcela nahrazující výrobky z vajec, sušené mléko nebo jiné přísady. U sušenek zlepšuje barvu a žvýkatelnost. Použití WPC může zvýšit chuť celozrnných chlebů a pečiva. Na rozdíl od některých jiných typů proteinů mají syrovátkové proteiny čistou neutrální chuť, což umožňuje jejich použití, aniž by došlo ke vzniku nepříznivé chuti (USDEC, 2004). Syrovátka se převážně používá v sušené formě, v podobě prášku, který se vyznačuje krémově béžovou barvou, lehce nasládlou chutí a dobrou sypkostí (KOPÁČOVÁ, 2005). 3.6.2 Cukrovinky Jako přídavek do čokolád se používá například sladká demineralizovaná syrovátka, syrovátka s částečně odstraněnou laktózou nebo syrovátkové bílkovinné koncentráty. Tyto produkty se podílejí na chuti, barvě a textuře čokolády. Mohou také zvyšovat trvanlivost a propůjčují čokoládě její lesklý vzhled. Důležitý je obsah bílkovin v přidávaných produktech, protože hrají klíčovou roli při Maillardových reakcích mezi aminokyselinami a cukry. Tato reakce je důležitá zejména u výroby karamel. Je vhodné, aby mléčné přísady v prášku, tj. demineralizovaná sladká syrovátka a WPC, byly před aplikací rozmíchány s vodou o teplotě 50 až 60 °C. WPC a WPI se také přidává například do nugátových bonbonů (USDEC, 2004). Německá firma Limuh GmbH vyrábí žvýkací bonbony, jejichž základ tvoří koncentrát z kyselé syrovátky s kyselinou mléčnou, hydrokoloidy, které jsou zároveň vlákninou s prebiotickou funkcí, a ovocnou šťávou (SUKOVÁ, 2011).
20
3.6.3 Nápoje Syrovátkové nápoje jsou určeny pro velmi širokou škálu konzumentů, od malých dětí až po seniory. Díky vysokému obsahu proteinů s vysokou nutriční hodnotou jsou syrovátkové nápoje ideálním zdrojem energie a živin zejména pro sportovce. Frakce syrovátkových bílkovin zahrnují také laktoferin, což je bílkovina, která váže železo. Dále glykomakropeptid, který vzniká jako derivát při výrobě sýrů pomocí syřidla. Díky přítomnosti laktoferinu mohou být syrovátkové nápoje užívány jako funkční potraviny určené ke zlepšení
absorpce železa z potravy a k ochraně střevní sliznice
před patogeny. Kromě toho, mohou syrovátkové nápoje zlepšit absorpci vápníku (BERÁNKOVÁ, 2012). Syrovátka sama o sobě má nepříliš zajímavou chuť a nadměrnou kyselost zvláště u syrovátky z výroby tvarohu, takže se pro zlepšení chuti používají ovocné složky. Jejich obsah se pohybuje mezi 4 – 20 %. Osvědčil se např. přídavek broskve, zatímco pomeranč nedostatečně překrýval vlastní chuť syrovátky. Sladkost nápojů je zlepšována fruktózou, sacharózou nebo enzymatickou hydrolýzou laktózy. Chuť syrovátky se často upravuje pomocí startovacích kultur. Nejpříjemnější chuť a vůni má syrovátka z výroby čedaru a goudy. Syrovátka z výroby mozarelly nebo tvarohu byla méně vhodná (SUKOVÁ, 2012). Ze světové produkce syrovátkových nápojů stojí za zmínku švýcarský nápoj s přídavkem ovocného džusu Rivella a Brix, Latella z Rakouska a Taksi, vyráběný v Nizozemsku (KELLY & O´MAHONY, 2013). Nápojem vyráběným u nás je například Fitness syrovátkový nápoj od firmy Madeta, dostupný v různých příchutích (ANONYM A, 2014). 3.6.4 Mléčné výrobky Přidávání syrovátkových produktů do jogurtů má řadu výhod. Zlepšují chuť, texturu, prodlužují skladovatelnost, mají probiotický efekt, obohacují výrobek o řadu nutričních složek. Do mražených krémů a zmrzlin se nejčastěji přidává syrovátka sladká, se sníženým obsahem laktózy, demineralizovaná, kyselá, WPC a WPI. Použití správného množství vhodně vybraného syrovátkového produktu má za následek vynikající kvalitu konečného výrobku, chuť, texturu, stabilitu při zmrazování a rozmrazování (USDEC, 2004) Syrovátkové máslo, jehož základem je smetana získaná odstředěním syrovátky jako při výrobě klasického másla. Je mírně měkčí a bývá vyráběno spíše domácími výrobci sýrů (KELLY & O´MAHONY, 2013).
21
3.6.5 Masné výrobky Aplikace WPC s 80% obsahem bílkovin se využívá k výrobě hovězích karbanátků s nízkým obsahem tuku nebo frankfurtských párků. Masné výrobky se sníženým nebo nízkým obsahem tuku jsou spotřebiteli velmi dobře vnímány pro jejich nízkou cenu a výbornou chutnost (USDEC, 2004). 3.6.6 Fermentace syrovátky Laktóza, která je v syrovátce přítomna ještě v dostatečném množství, může mít uplatnění jako vhodný substrát pro některé mikroorganismy, které při svém růstu jako konečné produkty vytvářejí řadu cenných látek. Řadí se mezi ně například kyselina mléčná, etanol, bioplyn, kyselina propionová, kyselina giberelinová, aminokyseliny, polysacharidy a produkce biomasy (SUKOVÁ, 2006). 3.6.7 Fólie na bázi syrovátky Fólie na základě izolátu syrovátkové bílkoviny s obsahem kyseliny askorbové, mají dobrý vzhled a retenci kyseliny askorbové. Funkce pohlcování kyslíku fólií byla účinně aktivována úpravou pH fólií na hodnotu ≥7 (HVÍZDALOVÁ, 2012). 3.6.8 Farmacie a kosmetika Laktóza jako hlavní složka syrovátky je kvantitativně nejvýznamnější pomocná látka ve farmaceutickém průmyslu. Tablety, kapsle a inhalátory jsou nejrozšířenější a pohodlné formy pro podávání léků pacientovi (WIT, 2001). V 70. a 80. letech se stal populární nápoj ze syrovátky pro pacienty, kteří trpí žaludečními onemocněními. Syrovátka je součástí řady kosmetických výrobků, jako jsou mýdla, sprchové gely, pěny do koupele, tělová mléka nebo prací prostředky. Syrovátkové bílkoviny se využívají k výrobě krémů a šampónů. Je vhodnější použít kyselou syrovátku, protože obsahuje hodně kyseliny mléčné a tím tvoří příznivé pH výrobku pro pokožku. Syrovátka je též známa jako afrodiziakum (FANUN, 2010). Specifické frakce syrovátkových bílkovin, jako je α-laktalbumin a β-laktoglobulin, hydratují pokožku a vyhlazují vrásky. Antibakteriální vlastnosti laktoferinu jsou využívány v přípravcích proti akné. Laktoferin se také přidává do zubních past, ústních vod a žvýkaček spolu s látkami, jako jsou enzymy lysozym a laktoperoxidáza (TABOR & BLAIR, 2009).
22
3.7 Výroba sýrů ze syrovátky Jsou to sýry získané koagulací nebo koncentrováním syrovátky s přídavkem nebo bez přídavku mléka a mléčného tuku (ŠUSTOVÁ & SÝKORA, 2013). Jejich výroba je založena na principu vysrážení syrovátkové bílkoviny při mírném okyselení s následným záhřevem na teploty vyšší než 70 °C. Může se použít jak samotná syrovátka jako výchozí materiál, tak i přídavek mléka či smetany (HUTKINS, 2006). 3.7.1 Norské sýry Mysost se obvykle vyrábí buď jako sýr s pevnou nebo roztíratelnou konzistencí, ze sladké kravské nebo kozí syrovátky. Na přelomu století výrobci začali přidávat smetanu, takže druhový název jako je kravský syrovátkový sýr byl nakonec změněn na Brunost (PINTADO et al., 2001). Hlavní operací ve výrobním procesu je zahušťování syrovátky nebo směsi syrovátky a mléka nebo smetany tradičními odparkami na 60 % obsah sušiny. Následně se zvýšením teploty dosáhne zahuštění na 82 % sušinu. Vzniklý koncentrát se zahřívá na teplotu 95 °C až do požadované hnědé barvy a karamelové chuti. Plastická hmota se přenese do hnětacího boxu a směs se míchá za současného chlazení, aby se zabránilo vzniku velkých krystalů laktózy. Ještě teplá plastická hmota se dávkuje do kvádrových krabic a ochladí se, dokud je možné hotový sýr nařezat a je následně balen do obalů. Hotový sýr obsahuje asi 33 % tuku a 40 % laktózy (WALSTRA et al., 1999). Geitost patří k norským národním produktům. Ve své vlasti je důvěrně nazýván „hnědý sýr“ a nesmí chybět u žádné tradiční norské snídaně. V minulosti býval vyráběn výhradně ze syrovátky z kozího mléka. Současná výroba je založena na kombinaci kozího a kravského mléka, což je základem obyčejné varianty tohoto sýra. Pouze kozí mléko se používá na výrobu pravého kozího sýra, tzv. Ekte geitost (CALLEC, 2002). Syrovátka se pomalu vaří tak, aby se postupně odpařily ¾ vody a mléčný cukr vytvořil hnědou karamelovou hmotu. Podle toho, jak má být výsledný produkt tučný, se může přidat mléko nebo smetana. Hnědý krém se solí a lisuje do bloků a ihned se balí (IBURG, 2004). Hotový sýr potom připomíná kostku mýdla. Je polotvrdé konzistence a karamelově zbarvený. Vůně může připomínat karamelky s nádechem kozího mléka. Chuť je taktéž karamelová, někomu připadá až slaná, může se vyskytovat příchuť úhoře, uzených ryb nebo koz. Obsah tuku v sušině je 35 % (CALLEC, 2002).
23
3.7.2 Švédské sýry Getost je variantou sýra geitost vyráběného v Norsku. Mesost je zase švédskou obdobou sýra Mysost. Technologický postup spočívá v zahřátí syrovátky z kravského mléka. Tímto způsobem dojde ke srážení bílkoviny albuminu a karamelizaci cukrů. To má za následek chuť, vůni i vzhled po obrovské karamele. Chuť může být až smetanová s mírně nahořklým podtónem. Obsahuje pouze 20 % tuku v sušině (CALLEC, 2002). 3.7.3 Italské sýry Ricotta je měkký nezrající sýr původem z Itálie. Tradiční výchozí surovinou pro její výrobu je syrovátka získaná při výrobě sýru Mozzarella. Může být použito téměř všech typů sladké syrovátky za předpokladu, že obsahuje alespoň 0,16 % mléčné kyseliny a pH nepřesahuje hodnotu 6,0 (ROBINSON, 2002). Řadu let byl se syrovátkou problém, protože bylo obtížné ji likvidovat. Pak se zjistilo, že po zahřátí syrovátky se zbylé částečky kaseinu znovu spojí a vznikne nová sýřenina. Odtud tedy název Ricotta neboli„znovuvařený sýr“ (RIDGWAYOVÁ, 2004). Princip výroby sýru Ricotta spočívá v zahřátí syrovátky nebo směsi mléka a syrovátky na teplotu 40 až 45 °C a následně se přidá NaCl. Směs je postupně zahřívána ve velkých otevřených kotlích na teplotu 80 – 85 °C. Použití pomalého ohřevu vede k vytvoření lepší sraženiny a následně se pomocí kyseliny sníží pH na 6,0 (FOX et al., 2004). Na hladině se oddělí tvaroh, který se sbírá a překládá do košíků, ze kterých odkape zbývající vlhkost. Okapaný sýr se vyjme, krátce se lisuje a bez dalšího zrání se balí pro spotřebu. Obsah tuku v sušině hotového sýra je asi 20 % (IBURG, 2004). Tento čerstvý syrovátkový sýr je charakteristický svou sněhobílou barvou s lehce zrnitou a měkkou strukturou, jemně nasládlou až nakysle mléčnou chutí a vůní. V malých italských obchůdcích má často tvar obrácené misky se vzorem proutěného košíku nebo se prodává v plastové tubě (RIDGWAYOVÁ, 2004). Nebalený sýr není příliš trvanlivý, ale v zatavené fólii může být uložen v chladničce. Ricotta má velmi mnohostranné využití do různých druhů pokrmů. Je ideální jako náplň do lasagní nebo jako krém do dortů a pečiva, k nastrouhání na těstoviny nebo jako náplň do tortelin (IBURG, 2004).
24
Sýr je k dostání v různých variantách. Italská ricotta se původně vyráběla jen ze syrovátky z ovčího mléka pod názvem ricotta romana. Ovčí mléko se potom použije na výrobu sýra Pecorino. Podobným výrobkem je ricotta di vacca, nazývaná též ricotta vaccina, kde je použito syrovátky z kravského mléka (TEUBNER et al., 1998). Označení ricotta tippo dolce znamená, že se jedná o nezralý a nesolený sýr. Opakem je ricotta tippo forte, což je sýr vyzrálý. Dokonce je k dostání i sýr určený na strouhání, tzv. ricotta secca. Ricotta salata označuje solený sýr, a má-li ještě přívlastek affumicata, jedná se o sýr uzený (IBURG, 2004). Vyrábí se především z ovčího mléka, ale také z kravského a z mléka vodních buvolů. Syrovátka se ohřívá, sraženina se dohřívá, aby se uvolnila tekutina. Odkapaný sýr se krátce lisuje a tvaruje se do kónického válce bez jakékoliv kůrky (MICHLESON, 2012). Obsah tuku v sušině je 45 %. Pokud je nabízena jako stolní sýr, zraje 20 – 30 dnů, ke strouhání zraje několik měsíců. Poslední variantou je ricotta salata al forno, která získala svou specifickou chuť a hnědou kůru zapečením v peci (RIDGWAYOVÁ, 2004). 3.7.4 Řecké sýry Anthotyros je čerstvý řecký syrovátkový sýr připravený z nepasterované ovčí syrovátky. Název může být doslovně přeložen jako květinový sýr, díky vůni pocházející z divokých bylin (CALLEC, 2002). Výrobní proces zahrnuje obohacení syrovátky mlékem nebo smetanou v teplotním rozmezí 40 °C – 72 °C, v závislosti na kvalitě a vlastnostech požadovaného konečného produktu. Přidá se sůl a pokračuje se v záhřevu na teplotu 88 – 92 °C. Výsledný produkt se věší v plátěných pytlích na strop nebo se umístí do speciální kuželovité formy. Odvodňování potom trvá 3 – 5 hodin. Anthotyros se konzumuje čerstvý již po několika dnech nebo po delším zrání (PHILIPPOPOULOS & PAPADAKIS, 2008). Podobá se italskému sýru Ricotta z ovčího mléka, na rozdíl od něj má ale plnou, ořechovou chuť a jemnou strukturu. Hmotnost, velikost i tvar se často liší oblast od oblasti nebo dokonce dům od domu, protože tento sýr je hojně vyráběn farmáři. Obsah tuku v sušině je kolem 20 – 30 % (CALLEC, 2002). Manouri je čerstvý syrovátkový sýr s ověřeným označením původu. Vyrábí se výhradně ve střední a západní Makedonii a Tessálii na severu Řecka (CALLEC, 2002). Je vyroben ze syrovátky získané z ovčího nebo kozího mléka nebo jejich směsi. Směs se zahřívá za stálého míchání na teplotu 88 až 90 °C po dobu 40 až 45 minut. 25
Při teplotě 70 až 75 °C se přidá sůl společně s ovčím či kozím mlékem nebo smetanou. Když teplota dosáhne požadované teploty, sýřenina je ponechána po dobu 15 až 30 minut v klidu. Před vložením do forem se hněte a tvaruje. Pak se přenese do látkových pytlů pro odvodnění na 4 až 5 hodin. Poté je sýr uchováván při teplotě 4 až 5 °C, dokud není zkonzumován (FOX et al., 2004). Obsah tuku v sušině je 40 % (CALLEC, 2002). Je to krémový sýr bílé barvy. Tento sýr je také používán při výrobě sladkého pečiva například přelitého medem. Nachází využití jako nízkotučná alternativa řeckého jogurtu. Tvarem připomíná homoli cukru o hmotnosti 3 – 4 kg. Má tvar válce se zaobleným vrcholem a hmotnost 3 – 4 kg. Smí se prodávat již po 4 dnech zrání. Plná chuť připomíná kombinaci sladkého másla a citrusových plodů (KOPÁČEK, 2009). Myzithra nebo také Mizythra je tradiční nepasterizovaný řecký sýr z ovčí, kozí či kravské syrovátky. V Řecku je vyráběn již po tisíce let. Čerstvá myzithra je nesolená a určená ke spotřebě během několika dní. V některých částech Řecka, zejména na Krétě, je sýr lehce fermentovaný, což způsobí mírně kyselou chuti. Výsledkem je krémový, roztíratelný sýr s názvem xynomyzithra nebo kyselá myzithra. Oba produkty se vyrábějí ze syrovátky, která zbyla z výroby sýru feta (WALKER, 2000). Myzithra je stejným typem sýra jako Anthotyros, názvy obou sýrů jsou krajové (CALLEC, 2002). Při výrobě sýra myzithra se používá syrovátka, která byla ošetřena filtrací za účelem odstranění zrn. V případě, že zrna ze syrovátky nejsou odstraněna, dojde k jejímu tuhnutí při zahřívání a sníží se kvalita vyrobeného sýra. Po filtraci se syrovátka obvykle umisťuje do kruhové sýrařské vany, kde se ohřívá pomocí páry. Rychlost ohřevu musí být taková, aby bylo dosaženo teploty 88 až 92 °C během 40 až 45 min za stálého míchání. Při teplotě kolem 77 °C se začínají objevovat malé tvarohové částice v důsledku denaturace syrovátkových bílkovin. V této fázi je nutné zahřívání urychlit do již zmiňované teploty 88 °C a zpomalit míchání. Na povrchu syrovátky se vytvoří tenký film sraženiny. Pokud pH přesahuje 5,2, může se pro zlepšení srážení přidat kyselina citronová nebo ocet. V případě, že bude Myzithra použita jako čerstvá, se syrovátka zahřívá na nižší teploty. Sýřenina se potom nechá 30 minut stát a následně se umístí do speciálních forem na vypouštění. Tato fáze trvá 3 až 5 hodin. Přidá se sůl a sýr se vloží do látkových pytlů. Lisují se průměrně 1 týden. Hotový sýr se skladuje při teplotě 10 °C (FOX et al., 2004).
26
3.7.5 Portugalské sýry Requeson, také nazýván jako Requeijão, je sýr vyráběný v Portugalsku z kravské nebo ovčí syrovátky, nebo jejich směsi s ovčím nebo kozím mlékem. Tradiční způsob výroby Requeijão je založen na smíchání 10 % plnotučného mléka se syrovátkou, která zbyla z výroby sýrů (CALLEC, 2002). Směs se potom zahřívá při teplotě v rozmezí 90 až 100 °C po dobu 15 min, v rámci zachování podmínky stálého míchání. V blízkosti teploty 85 °C, kdy začíná tvorba sraženiny, se přidá malé množství studené vody pro lepší srážení. Sraženina stoupá samovolně na povrch, a potom se nabírá do dřevěné nebo plastové formy, kde je umožněno vypouštění a vychladnutí po dobu několika hodin. Requeijão je citlivý na znehodnocení, takže musí být zajištěna dobrá hygienická manipulace zejména při přidání soli a dodržení podmínek skladování. Obsah tuku v sušině se pohybuje v rozmezí 8 – 20 % (PINTADO et al., 2001). Requeson je velmi krémový sýr, dobře roztíratelný, žlutavě bílý a hrudkovité konzistence. Jeho konzistence se může lišit od pevné nebo krémové s charakteristickou silnou slanou chutí. Jeho brazilská verze může být mírně krémovější. Vzhledem k tomu, že má nízký obsah tuku a vysoký obsah bílkovin, je ideální pro zdravě se stravující konzumenty (FOX et al., 2004). 3.7.6 Francouzské sýry Sýry Fromage de lactosérum se získávají koagulací syrovátky. Provede se záhřev na vyšší teplotu, což vede k získání zbylých bílkovin a tuku. Sraženina se nechá okapat a vznikne tak výsledný produkt, který kopíruje tvar nádoby. Tyto sýry mají nízký obsah tuku, mohou být koncentrované nebo se do nich přidávají jiné mléčné výrobky. Jako příklad lze uvést sýr Brebis frais du Caussedou, charakteristický chutí kvalitního ovčího mléka a spíše nasládlý. Druhým příkladem je sýr Breuil s nevýraznou mléčnou vůní a vláčnou strukturou. Obvykle se podává politý několika lžičkami silné kávy nebo jako zákusek s cukrem a jemným koňakem (MASUI & JAMADA, 2007). Brocciu je čerstvý syrovátkový sýr. Název je odvozen z francouzského brousser tj. tlouci a výraz odkazuje na dlouhé míchání během přípravy. Syrovátkový sýr používala už Napoleonova matka na vaření a pečení pokrmů. Vyrábí se i na Korsice, kde je považován za národní jídlo (CALLEC, 2002).
27
Syrovátka kozího a ovčího mléka se míchá s kozím nebo ovčím mlékem, zahřívá se na 40 °C a přidává se sůl a čerstvé mléko (IBURG, 2004). Sýřenina se míchá a zahřívá na 80 – 90 °C. Výsledná hmota se umístí do kónických forem a nechá se okapat. Prodává se čerstvý nebo po nejméně 15 dnech zrání jako zralý (FOX et al., 2004). Brocciu má typický tvar tupého kužele. Čerstvý brocciu je jemný, se slabou příchutí po kozím mléce. Prodává se pod názvem brocciu frais. Sýr vyzrálý má výraznější, slanější a trpčí chuť. Je označován jako brocciu sec (IBURG, 2004). 3.7.7 Německé sýry Ziger je vyroben vysrážením syrovátkové bílkoviny ze sladké syrovátky za současného působení tepla a kyseliny (HUTKINS, 2006). Používá se k výrobě bylinkových sýrů. Název tohoto sýra pochází pravděpodobně z německého ziege, což znamená koza. V současné době se vyrábí velmi málo. Bílkoviny, které jsou obsaženy v odstředěném mléce, se vysráží tepelným záhřevem na teplotu 90 °C a přidá se 10 – 15 % kyselé syrovátky. Poté se syrovátka odstraní a vysrážená bílkovina je plněna do filtračních pytlíků nebo je nanesena na filtrační tkaninu, aby se odstranilo ještě více syrovátky. Lisuje se po 4 – 6 týdnech zrání, při teplotě 20 °C. Po tuto dobu probíhá fermentace a mimo jiné je produkována kyselina máselná, která propůjčuje sýru jeho typickou chuť a vůni. Pokud je sýr použit na výrobu bylinkových sýrů, vyjme se ze zracích boxů a k rozpadavé hmotě se přidají bylinky, např. petržel. Směs se pořádně promíchá a následně je lisována do malých kuželů (SPREER, 1998). Mléko získané po oddělení syrovátky se skládá hlavně z kaseinu, ale i některých syrovátkových bílkovin a je dále zpracováno na sýr Schabzieger (KAMMERLEHNER, 2009). 3.7.8 Slovenské sýry Při výrobě hrudkového sýra, oštiepků nebo parenic zůstává hodnotná syrovátka s obsahem tuku, drobných kousků sýřeniny, albuminů, laktózy a rozpustných minerálních solí. Jejím zahříváním se zužitkuje mléčný albumin a tuk v podobě žinčice a urdy. Ostatní látky zůstávají ve zvárnici, která je posledním produktem syrovátky. Používá se nejčastěji na zkrmení prasatům. Po vyčeření a přidání kvasinek se z něj dá připravit šumivý, mírně alkoholický nápoj.
28
Žinčica je tradiční syrovátkový nápoj z ovčí syrovátky. Po odebrání hrudkového sýru z kotle se sladká syrovátka zahřívá na 85 – 90 °C a stále míchá. Dojde k vysrážení syrovátkových bílkovin. Tuk s bílkovinami vystoupí na povrch v podobě pevné vrstvy, která se posbírá a důkladně promíchá. Výsledkem je sladká žinčica, která se pije horká, mírně osolená, má čistě mléčnou až mandlovou chuť. Kyselá žinčica se vyrábí ze sladké žinčice, kterou dokonale rozmícháme a necháme vychladnout v nádobě s kohoutkem při dně. Žinčica přirozeně zkysne. Na povrch kyselé se opatrně přilévá další sladká žinčica tak, aby nedošlo k jejich promíchání. Kyselá žinčica se potom odčerpává odspodu. Má lahodnou nakyslou chuť a jako potravina je sytá. Při výrobě v kotli žinčica obsahuje 2,5 % tuku (KERESTEŠ et al., 2008). Urda se připravuje z vysrážené syrovátkové hmoty, která vznikne zahřátím syrovátky na 85 °C. Když začnou vyvstávat první bublinky, vystupuje k povrchu s hrudkovými částicemi bílá pěnovitá smetana, urda. Dalším zvýšením teploty by vykypěla a zamícháním by se v syrovátce znovu rozplynula. Proto se opatrně hlubokou naběračou sbírá do plachetky a nechá se okapat. Poté se hmota tvaruje, případně solí. Čerstvá urda se používá jako přísada do omáček a na chlebové placky jako pomazánka. Případně se nastřádaná urda stlouká na máslo (KUNZ, 2005). Výsledný sýr se konzumuje ihned po vychladnutí, má sladkokyselou chuť a obsah tuku v sušině je 27 – 41 % (KERESTEŠ et al., 2005). 3.7.9 Sortiment v České republice Příkladem syrovátkových sýrů k dostání u nás je Ricotta od firmy Italat nebo přírodní syrovátkový sýr Pilos (ANONYM B, 2006).
29
4
ZÁVĚR
Účelem bakalářské práce bylo seznámení se syrovátkou, která jako vedlejší produkt z výroby sýrů, může být znovu uplatněna při výrobě sýrů syrovátkových. Syrovátka se znovu zahřívá a dojde tak se srážení syrovátkových bílkovin a vytvoří se hmota, která je dále zpracovávána. Tyto sýry se těší u spotřebitelů velké oblibě, zejména norské a řecké sýry. Nejznámějším syrovátkovým sýrem je italská Ricotta, která je nabízena i na našem trhu. Syrovátka v dnešní době již není bezcenným produktem mlékárenského průmyslu, jak tomu bylo v minulosti, kdy byla využívána víceméně ke krmení zvířat. Uplatňuje se jako nedílná součást řady potravinářských výrobků z ekonomických důvodů. Mlékárny tak nemusí vynaložit zbytečné náklady na její likvidaci a nezatěžuje se životní prostředí jejím přímým vypouštěním. Dalším důvodem přidávání syrovátky do potravin je také její vysoký obsah laktózy a zvýšení obsahu bílkovin ve výsledném produktu. Mezi slibované účinky syrovátky patří například odstranění trávicích potíží, celulitidy, nadváhy či akné, zlepšení kvality vlasů, nehtů, pleti, nárůst svalové hmoty. Oblíbené jsou například bílkovinné nápoje pro sportovce nebo syrovátkové nápoje pro redukci váhy, potravinové doplňky pro zlepšení trávení, stavu vlasů a nehtů. V poslední době je velice moderní syrovátková kosmetika. Syrovátka je aplikována do různých krémů proti vráskám, šampónů, vlasových balzámů, omlazujících sér, léčebných koupelí, mýdel, sprchových gelů atd. Dnes je syrovátka nesmírně ceněnou surovinou a její využívání a popularita u lidí bude nadále stoupat díky svým ojedinělým vlastnostem. Její použití do nových výrobků se bude nadále rozšiřovat, stejně tak i vývoj zařízení pro zpracování a výrobu syrovátkových produktů. Výzkum nutričních a funkčních vlastností složek syrovátky bude i nadále pokračovat.
30
5
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY
ANONYM A, 2014: Jihočeské zakysané nápoje. [online], aktualizováno 30.3.2014, [cit. 2014-04-01].
Dostupné
na:
http://www.madeta.cz/cz/vyrobky/prehled-
vyrobku?kategorie=zakysane-napoje ANONYM B, 2006: Ricotta. [online], aktualizováno 16.2.2014,[cit. 2014-04-01]. Dostupné na: http://www.italat.cz/vyrobky/ricotta BERÁNKOVÁ, J., 2012: Syrovátkové nápoje. [online], čl. 116963, vydáno: 26.1.2012, (Mlékařské listy, ročník 22, 2011, č. 129, s. 16 – 19), [cit. 2014-04-01]. Dostupné na: http://www.agronavigator.cz/default.asp?typ=1&val=116963&ids=163&ch=13 CALLEC, CH., 2002: Encyklopedie sýrů. 1. vyd., Rebo Productions, Čestlice, 256 s., ISBN 80-7234-225-8. CLARK, S., COSTELLO, M., DRAKE, M., BODZFELT F., 2009: The sensory evaluation of dairy products. 2nd ed., Springer, New York, 573 s., ISBN 978-0-38777406-0. DRBOHLAV, J., ŠALAKOVÁ, A., SEDLAŘÍK V., NEHYBA, A. et al., 2009: Využití kyseliny mléčné ze syrovátky pro přípravu polylaktátu a tvorbu biodegradovatelných plastů. Mlékařské listy, 115: 13-18 FANUN, M., 2010: Colloids in Biotechnology. CRC Press, USA, 547s., ISBN 978-14398-3080-2. FORMAN, L., MERGL, M. a kol., 1979: Syrovátka: její užití v lidské výživě a ve výživě zvířat. 1. vyd., Středisko technických informací potravinářského průmyslu, Praha, 343 s. FOX, P. F., MCSWEENEY, P. L. H., 1998: Dairy chemistry and biochemistry. 1st ed., Blackie Academic, New York, 478 s., ISBN 0-412-72000-0.
31
FOX, P. F., MCSWEENEY, P. L. H., COGAN, T. M., GUINEE, T. P., 2004: Cheese: chemistry, physics, and mikrobiology/ Major cheese groups. vol. 2, 3rd ed., Elsevier, Amsterdam, 434 s., ISBN 0-12-263653-8. HUTKINS, R. W., 2006: Microbiology and technology of fermented foods. 1st ed., Blackwell Pub., Iowa, 473 s., ISBN 0-8138-0018-9. HVÍZDALOVÁ, I., 2012: Fólie ze syrovátkové bílkoviny ve spojení s kyselinou askorbovou. [online], čl. 118156, vydáno: 14.3.2012, (Journal of Food Science, 2011, 76,
č. 9,
s. E561-E568),
[cit.
2014-03-31].
Dostupné
na:
http://www.agronavigator.cz/default.asp?ch=13&typ=1&val=118156&ids=176 CHANDAN, R. C., 2006: Manufacturing yogurt and fermented milks. 1.vyd., Blackwell Pub., Iowa, 364 s., ISBN 0-8138-2304-8. IBURG, A., 2004: Lexikon sýrů: výroba, původ, druhy, chuť. 1. vyd., Rebo productions, Dobřejovice, 301s., ISBN 80-7234-379-3. KADLEC, P., MELZOCH, K., VOLDŘICH, M. a kol., 2009: Co byste měli vědět o výrobě potravin?: technologie potravin. 1. vyd., Key Publishing, Ostrava, 536 s., ISBN 978-80-7418-051-4. KAMMERLEHNER, J., 2009: Cheese technology. Josef Kammerlehner, Freising, Burgrainer Str. 9, 930 s., ISBN: 978-3-00-021038-9 KELLY, A., O´MAHONY, S., 2013: Whey utilisation options for farmhouse cheese. [online], School of Food and Nutritional Sciences, University College Cork, [cit. 201403-29]. Dostupné na: http://www.irishcheese.ie/congress2013/ KERESTEŠ, J. a kol., 2008: Ovčárstvo na Slovensku. 1. vyd., NIKA, Považská Bystrica, 592 s., ISBN 80-969840-5-3. KLEIBEUKER, J., 2006: Whey in animal nutrition, a valuable ingredient. [online], European whey products association, Belgium, [citováno 2014-2-19]. Dostupné na: http://euromilk.org/ewpa/publications2.aspx?cid=189 32
KOPÁČEK, J., 2009: Evropské sýry s chráněným označením. Mlékařské listy, 115: 2421 KOPÁČOVÁ, O., 2005: Syrovátka v pekařských výrobcích. [online], čl. 35818, vydáno: 13.5.2005, (Bakers Journal, 65, 2005,l č. 1, s. 11), [cit. 2014-2-19]. Dostupné na: http://www.agronavigator.cz/default.asp?ids=154&ch=13&typ=1&val=35818 KUNZ, L., 2005: Rolnický chov ovcí a koz. 1. vyd., Valašské muzeum v přírodě, Rožnov pod Radhoštěm, 330 s., ISBN 80-239-4460-6. LAW, B. A., 1999: Technology of cheesemaking. Sheffield Academic Press, Sheffield, 322 s., ISBN 0-8493-9744-8. MARTH, E. H, STEELE, J. L, 2001: Applied Dairy Microbiology. 2nd ed., M. Dekker, New York, 744 s., ISBN 0-8247-0536-7. MASUI, K., JAMADA, T., 2007: Francouzské sýry. 1. vyd., Slovart, Praha, 288 s., ISBN 978-80-7209-994-8. MCSWEENEY, P. L., 2007: Cheese problems solved. CRC Press, Boca Raton, 402 s., ISBN 1-4200-4394-3. MICHELSON, P., 2012: Sýry: nejlepší ručně vyráběné sýry na světě : putování po celém světě za chutěmi a tradicemi ručně vyráběných sýrů. 1. vyd, Svojtka & Co, Praha, 304 s. ISBN 978-80-256-0729-5. MILLER, G. D., JARVIS, J. K., MCBEAN, L. D., 2006: Handbook of Dairy Foods and Nutrition. 3rd ed., CRC Press, Boca Raton, 407 s., ISBN 0-8493-2828-4. MINÁRIK, J., 2013: HAMLET: „Pít, či nepít? To je, oč tu běží!“ Výjimečné účinky některých proteinů syrovátky. New EU Magazine of Medicine, 8 (1-2): 31-37
33
PHILIPPOPOULOS, Ch. D., PAPADAKIS, T., 2001: Current trends in whey processing and utilization in Greece. [online], International Journal of Dairy Technology,
[cit.
2014-02-19].
Dostupné
na:
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1046/j.1471-0307.2001.00007.x/abstract PEREZ, A., GARCIA, I., 2007: Použití ultrafiltrace a reverzní osmózy a prospěch z nich pro mlékárenský průmysl. Mlékařské listy. 105: 35-34 PINTADO, M. E., MACEDO, A. C., MALCATA, F. X., 2001: Review: Technology, Chemistry and Microbiology of Whey Cheeses. [online], Food Science and Technology International,
[cit.
2014-03-30].
Dostupné
na:
http://fst.sagepub.com/content/7/2/105.short RIDGWAY, J., 2004: Sýry: průvodce světem sýrů. 2. vyd., Fortuna Print, Praha, 224 s., ISBN 80-7321-108-4. ROBINSON, R. K., 2002: Dairy microbiology handbook: the mikrobiology of milk and milk products. 3. vyd., John Wiley and Sons, Inc., New York, 765s., ISBN 0-47172395-0. SPREER, E., 1998: Milk and dairy product technology. M. Dekker, New York, 483 s., ISBN 0-8247-0094-5. SUKOVÁ, I., 2006: Syrovátka v potravinářství. Ústav zemědělských a potravinářských informací, Praha, 60 s. ISBN 80-7271-173-3. SUKOVÁ, I., 2011: Nápoje a žvýkací bonbony na bázi syrovátky. [online], čl. 111580, vydáno: 15.6. 2011, (Die Milchwirtschaft, 2, 2011, č. 10, s. 351), [cit. 2014-03-20]. Dostupné na: http://www.agronavigator.cz/default.asp?ch=13&typ=1&val=111580&ids =163 SUKOVÁ, I., 2012: Senzorické vlastnosti syrovátkových nápojů. [online], čl. 120554, vydáno: 27.6.2012, (Mlékařské listy, 2012, č. 130, s. 8-11), [cit. 2014-02-19]. Dostupné na: http://www.agronavigator.cz/default.asp?ids=162&ch=13&typ=1&val=120554
34
SUKOVÁ, I., 2013: Úspornější čistění a zvýšení výtěžnosti syrovátky: otevřené plastové sýrařské lisy. [online], čl 126041, vydáno: 23.4.2013, (Die Milchwirtschaft, 4, 2013, č. 5,
s.
160-161)
[cit.
2014-2-19].
Dostupné
na:
http://www.agronavigator.cz/default.asp?typ=1&val=126041&ids=314&ch=13 ŠUSTOVÁ, K., SÝKORA, V., 2013: Mlékárenské technologie. 1. vyd., Mendelova univerzita v Brně, Brno, 223 s., ISBN 978-80-7375-704-5. TABOR, A., BLAIR, R. M., 2009: Nutritional Cosmetics: Beauty from Within. 1st ed., William Andrew, Oxford, UK, 584 s., ISBN 978-081-5520-290. TAMIME, A., 2006: Brined cheeses. 1st ed., Blackwell Pub., Oxford, 315 s., ISBN 1405-12460-1. TEUBNER, CH., MAIR-WALDBURG, H., EHLERT, F. W., 1998: Sýry - velká encyklopedie. Perfekt, Bratislava, 255 s., ISBN 80-8046-101-5. USDEC (US DAIRY EXPORT COUNCIL), 2004: Reference manual for U. S. whey and
lactose
products.
[online],
USA,
[cit.
2014-03-31].
Dostupné
na:
http://www.usdec.org/library/PublicationsInfo.cfm?ProductType=Whey&mnItemNumb er=82207&snItemNumber=82218&tnItemNumber=82261&Category=Manuals WALKER, H., 2000: Milk: beyond the dairy: proceedings of the Oxford Symposium on Food and Cookery 1999. Prospect Books, Totnes, Devon, Eng., ISBN 978-190-3018064. WALSTRA, P., GEURTS, T. J., NOOMEN, A., JELLEMA, A., VAN BOEKEL, M. A. J. S., 1999: Dairy technology: principles of milk properties and processes. 1st ed., Marcel Dekker, New York, 727 s., ISBN 0-8247-0228-X. WALSTRA, P., WOUTERS, J. T., GEURTS, T. J., 2006: Dairy science and technology. 2nd ed., CRC/Taylor & Francis, Boca Raton, 782 s., ISBN 0-8247-2763-0.
35
WIT, J. N., 2001: Lecturer’s Handbook on whey and whey products. [online], European Whey
Products
Association,
Belgium,
[cit.
http://euromilk.org/ewpa/publications2.aspx?cid=189
36
2014-03-26].
Dostupné
na:
6
SEZNAM SYMBOLŮ A ZKRATEK
€
Euro
°C
Stupeň Celsia
Aj.
A jiné
Atd.
A tak dále
h
Hodiny
H+
Vodíkový kation
min.
Minuty
MF
Mikrofiltrace
Např. Například NF
Nanofiltrace
OH-
Hydroxidový anion
pH
Záporný dekadický logaritmus vodíkových iontů
RO
Reverzní osmóza
s
Sekundy
tzv.
Takzvaný
UF
Ultrafiltrace
WPC Koncentrát syrovátkových bílkovin WPI
Izolát syrovátkových bílkovin
37
