Technologia: Serki bez odczerpywania serwatki
Proszki białek serwatkowych to najliczniejsza grupa produktów w proszku. Ze względu na źródło pochodzenia, wyróżnia się serwatkę słodką, jako produkt uboczny koagulacji enzymatycznej wykorzystywanej przy produkcji serów dojrzewających, oraz serwatkę kwaśną, otrzymywaną podczas produkcji skrzepu kwasowego. Cechą charakterystyczną serwatki słodkiej jest obecność silnie hydrofilnego fragmentu glikomakropeptydu i znaczących ilości ββ-laktoglobuliny, która ze względu na niską pasteryzację mleka nie jest wytrącana ze skrzepem, ale przechodzi do serwatki. Podczas pozyskiwania serwatki kwasowej, przechodzą do niej znaczące ilości soli wapniowych i innych składników mineralnych. Dodatkowo, przy wykorzystaniu wysokiej pasteryzacji mleka, β-laktoglobulina częściowo wiąże się z κ-kazeiną i nie przechodzi do serwatki. Dlatego serwatka słodka i serwatka kwasowa różnią się składem oraz właściwościami technologicznymi. Ponadto, zabiegi przed procesem suszenia (hydroliza laktozy, demineralizacja, procesy membranowe: ultrafiltracja lub diafiltracja) dodatkowo wpływają na skład proszku serwatkowego lub koncentratów białek serwatkowych.
Zmiana proporcji białek do pozostałych składników w efekcie procesów membranowych wpływa na finalne właściwości koncentratów: wiązania wody, żelowanie i emulgowanie. W zależności od efektu koncentracji białek, rozróżnia się koncentraty białek serwatkowych (WPC) lub ich izolaty (WPI). Te ostatnie mają stopień koncentracji białek powyżej 85%, zaś koncentraty typowo zawierają 35%, 60% lub 80% białek. Maślanka z kolei jest produktem ubocznym przy produkcji masła. Jej skład jest specyficzny w porównaniu do poprzednio omawianych koncentratów białek mleka. Ze względu na źródło pochodzenia, w składzie maślanki dominują fragmenty otoczek kuleczek tłuszczowych, resztkowy tłuszcz, fragmenty miceli kazeinowej. Maślanka jest cennym źródłem fosfolipidów i innych składników powierzchniowo czynnych.
Wartość odżywcza białka
Białko ma bezsprzeczne znaczenie dla organizmu człowieka. Białka mleka są uznawane za białka pełnowartościowe, tzn. takie, które składają się z całego kompleksu aminokwasów pozwalających naszemu organizmowi na syntezę białek ustrojowych. W tym względzie największą wartością odżywczą charakteryzują się białka serwatkowe, wyższą w porównaniu do kazeiny. Białka serwatkowe cechują się istotną dla organizmu człowieka zawartością aminokwasów ograniczających (metioniny i cysteiny), tzn. tych aminokwasów, które decydują o przyswajaniu pozostałych aminokwasów wchodzących w skład matrycy. Białko stanowi około 80% twarogu chudego, 67% półtłustego i 53% twarogu tłustego. Trzeba jednak podkreślić, że w serkach twarogowych produkowanych metodą tradycyjną (wirówkową) wyłącznym składnikiem masy twarogowej jest kazeina, białka serwatkowe i wapń pozostają w roztworze serwatki i razem z nią są usuwane. Pośrednie metody zwiększające odzyskiwanie białek serwatkowych, jak i składników mineralnych, nie gwarantują pełnego odzysku i jednocześnie nie minimalizują udziału frakcji odpadowej (serwatki). W zależności od stosowanej metody przetwórstwa twarogowego, wraz z serwatką traconych jest do 50-60% składników suchej masy w tym do: 95% białek serwatkowych (albumin i globulin mleka), 33% kazeiny, 96% laktozy, 8% tłuszczu, 81% składników mineralnych. Białka serwatkowe charakteryzują się wyższym udziałem aminokwasów egzogennych (52,7 g/100 g białka) w porównaniu do kazeiny (45,8 g/100 g białka). Dotyczy to w szczególności takich aminokwasów jak: lizyna, treonina, izoleucyna, tryptofan i walina. Pod nazwą białka serwatkowe kryje się grupa protein (białek) prostych, wśród których znaczący udział mają: αα-laktoalbumina, ββ-laktoglobulina, immunoglobuliny, albuminy surowicy krwi, laktoferyna, laktoperoksydaza i inne enzymy natywne mleka. Wśród białek serwatkowych β-laktoglobulina występuje w największej ilości, którą ocenia się na poziomie 58%. Ze względów odżywczych β-laktoglobulina cechuje się istotną zawartością cysteiny, która jest niezbędna do syntezy glutationu, cennego antyoksydanta w organizmie człowieka. Pod względem technologicznych odznacza się niską rozpuszczalnością w wodzie. Z uwagi na udział αα-laktoalbumina jest drugim białkiem występującym w białkach serwatkowych (na poziomie 20%). W literaturze można znaleźć liczne doniesienia o antynowotworowym działaniu tej frakcji białek serwatkowych. Immunoglobuliny są to ciała układu odpornościowego, które występują także w organizmie człowieka i pełnią szereg funkcji istotnych dla prawidłowego funkcjonowania organizmu. Podobnie albuminy serum krwi bydlęcej, są cennym źródłem aminokwasów egzogennych. Bardzo interesującym składnikiem białek serwatkowych jest laktoferyna, która jest białkiem chelatującym (kompleksującym) żelazo, tym samym może być cennym źródłem tego składnika. Poza tym, ze względu na blokowanie żelaza, ma właściwości antybakteryjne. Podobnie laktoperoksydaza, która nie ulega inaktywacji w procesie łagodnej pasteryzacji, oprócz właściwości antyoksydacyjnych wykazuje aktywność bakteriostatyczną.
Dobór preparatów podwyższających suchą masę beztłuszczową w postaci proszków mlecznych jest to także możliwość naturalnego regulowania udziału składników mineralnych w mleku przerobowym. Już z prostego efektu porównania składu mleka, jako surowca do produkcji serków bez odczerpywania i masy twarogowej serków otrzymywanych tradycyjną metodą, można oszacować dwukrotnie wyższy udział jonów wapnia w serku bez odczerpywania, w porównaniu do metody klasycznej produkcji twarogów. Należy zauważyć, że twarogi są krytykowane pod względem żywieniowym, jako produkt mleczny o zubożonym udziale naturalnego składnika, jakim jest wapń. Zarzutu tego nie można kierować do serków produkowanych zgodnie z technologią bezodpadową, ze względu na eliminację etapu odczerpywania serwatki. Dodatkowo, proces produkcyjny w tym wypadku umożliwia dodatkowe wzbogacenie produktu w wapń, poprzez pośrednie wprowadzenie jonów wapnia w proszku mlecznym na etapie wzbogacania w suchą masę beztłuszczową. Na tej podstawie, po spełnieniu warunków, co do ilości jonów wapniowych można wykorzystać oświadczenie żywieniowe na etykiecie opakowania finalnego. W przypadku wapnia, referencyjna wartość spożycia wynosi 800 mg, zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady nr 1169/2011 w sprawie przekazywania konsumentom informacji na temat żywności, znacząca ilość wapnia stanowi 15% referencyjnej wartości spożycia w 100 g lub w przeliczeniu na porcję opakowania. Tym samym, jeśli na opakowaniu jednostkowym produktu finalnego (lub w porcji 100 g) zawartość wapnia będzie określana na poziomie co najmniej 120 mg, to zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady nr 1924/2006 w sprawie oświadczeń żywieniowych i zdrowotnych dotyczących żywności, na opakowaniu tego produktu można umieścić oświadczenie żywieniowe o treści: „Źródło wapnia” lub „Zawiera wapń”.
Znaczącą różnicą w procesie technologicznym serka bez odczerpywania jest etap dodatku składników suchych, w tym hydrokoloidów stabilizujących. Składniki suche łączy się na początku z mlekiem, które następnie poddaje się pasteryzacji. Tak przygotowaną bazę poddaje się procesowi fermentacji. Po procesie fermentacji produktu nie poddaje się termizacji, dlatego bakterie fermentacji mlekowej pozostają żywe i aktywne, co należy uwzględnić przy doborze kultury starterowej. Ofertę produktu finalnego można powiększyć poprzez dodatek różnych dodatków smakowych. Ze względu na brak obróbki termicznej po fermentacji dodatki smakowe muszą spełniać wymogi czystości mikrobiologicznej. W celu zwiększenia stabilności układu i minimalizacji zjawiska synerezy w mieszance składników suchych należy uwzględnić stabilizację hydrokoloidami. Zgodnie z załącznikiem II do Rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1333/2008 do serów niedojrzewających możliwe jest zastosowanie dodatków z grupy I. W grupie tej znajduje się szereg substancji stabilizujących, takich jak: pektyny, mączka chleba świętojańskiego, skrobie modyfikowane itp. Cenną grupą składników, z grupy składników żywności godnych polecenia, w tego rodzaju produktach są błonniki naturalne. Wśród nich możliwe do zastosowania substancje intensywnie wiążące wodę, takie jak inulina lub psylium. Składniki te zaliczyć można do składników zgodnych z trendami czystej etykiety.
