kierunki zagospodarowania serwatki
TRANSCRIPT
![Page 1: Kierunki zagospodarowania serwatki](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012819/5571f9ab4979599169902281/html5/thumbnails/1.jpg)
KIERUNKI ZAGOSPODAROWANIA SERWATKI
![Page 2: Kierunki zagospodarowania serwatki](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012819/5571f9ab4979599169902281/html5/thumbnails/2.jpg)
Serwatka jest produktem ubocznym, który powstaje podczas produkcji serów, twarogów, kazeiny lub innych preparatów białek mleka. Stanowi od 65-80% objętości mleka przerobowego.
![Page 3: Kierunki zagospodarowania serwatki](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012819/5571f9ab4979599169902281/html5/thumbnails/3.jpg)
Zależnie od technologii przetwarzania do serwatki przechodzi od 50-60% składników suchej masy mleka. Średnio do serwatki przechodzi:
95% albumin 95% globulin do 33% kazeiny (w tym część koagulatu) 96% laktozy 8% tłuszczu 81% związków mineralnych
![Page 4: Kierunki zagospodarowania serwatki](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012819/5571f9ab4979599169902281/html5/thumbnails/4.jpg)
Wyróżnia się następujące rodzaje serwatki:
serwatkę podpuszczkową, która bywa określana także mianem słodkiej
serwatkę kwasową, nazywaną również kwaśną
![Page 5: Kierunki zagospodarowania serwatki](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012819/5571f9ab4979599169902281/html5/thumbnails/5.jpg)
O wartości biologicznej serwatki decyduje obecność białek, laktozy, soli mineralnych i witamin. Najważniejsze białka występujące w serwatce to laktoglobuliny, laktoalbuminy, imunnoglobuliny, proteozo- peptony i laktoferryny. W grupie witamin duże znaczenie mają witamina C oraz witaminy grupy B m.in. ryboflawina (B2) która nadaje serwatce zielonkawą barwę czy pirydoksyna (B6) która w całości przechodzi z mleka do serwatki.
![Page 6: Kierunki zagospodarowania serwatki](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012819/5571f9ab4979599169902281/html5/thumbnails/6.jpg)
To właśnie atrakcyjny skład suchej masy serwatki jest uzasadnieniem celowości jej wykorzystania w technologii żywności. Należy tu jednak wspomnieć, że duża zawartość wody – ok. 94% oraz krótki okres trwałości spowodowany obecnością mikroflory wprowadzanej z zakwasem to niekorzystne aspekty jej przetwórstwa. Przetwarzanie serwatki musi być więc poprzedzone jej utrwaleniem. W tym celu najczęściej stosowana jest pasteryzacja krótkotrwała, a następnie schłodzenie do 5-8°C.
![Page 7: Kierunki zagospodarowania serwatki](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012819/5571f9ab4979599169902281/html5/thumbnails/7.jpg)
Zagospodarowanie serwatki(dane z przełomu 2000/2001)
![Page 8: Kierunki zagospodarowania serwatki](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012819/5571f9ab4979599169902281/html5/thumbnails/8.jpg)
Wśród kierunków przetwarzania serwatki do najważniejszych zaliczyć można:
produkcję koncentratów białek serwatkowych i laktozy
produkcję koncentratu serwatki i proszku serwatkowego
![Page 9: Kierunki zagospodarowania serwatki](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012819/5571f9ab4979599169902281/html5/thumbnails/9.jpg)
![Page 10: Kierunki zagospodarowania serwatki](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012819/5571f9ab4979599169902281/html5/thumbnails/10.jpg)
ZAGĘSZCZANIE I SUSZENIE SERWATKI
Zagęszczanie serwatki przeprowadza się w urządzeniach wyparnych lub za pomocą metod membranowych, przy czym najczęściej używaną metodą jest odwrócona osmoza. Otrzymane koncentraty znajdują zastosowanie m.in. przy produkcji żywności i pasz, ale głównym kierunkiem ich wykorzystania jest produkcja proszku serwatkowego. Zagęszczanie jest także niezbędnym etapem przy produkcji laktozy.
![Page 11: Kierunki zagospodarowania serwatki](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012819/5571f9ab4979599169902281/html5/thumbnails/11.jpg)
Czasami przez zagęszczaniemw urządzeniach wyparnych stosuje się najpierw odwróconą osmozę lub ultrafiltrację serwatki. Pozwala to na otrzymywanie koncentratów o różnej proporcji białka do laktozy i zmniejszenie zawartości związków mineralnych. Dzięki możliwości regulowania zawartości laktozy w zagęszczonej serwatce można uzyskać wyższy stopień koncentracji innych składników, głównie białek.
![Page 12: Kierunki zagospodarowania serwatki](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012819/5571f9ab4979599169902281/html5/thumbnails/12.jpg)
Stopień zagęszczenia serwatki w urządzeniach wyparnych zależy m.in. od zawartości laktozy. Jeśli jej koncentracja przekracza 25% następuje łatwa krystalizacja tego cukru, co jest związane z jego niską rozpuszczalnością. Aby wyprodukować niezbrylający się proszek serwatkowy, trzeba zadbać o dobranie odpowiednich parametrów krystalizacji laktozyw zagęszczonej serwatce, mianowicie czasu, temperatury i intensywności mieszania roztworu.
![Page 13: Kierunki zagospodarowania serwatki](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012819/5571f9ab4979599169902281/html5/thumbnails/13.jpg)
Podobnie jak w przypadku mleka, serwatka także jest suszona metodą rozpryskową. Ale dla tego typu surowca niezbędne jest dobranie odpowiednich parametrów technologicznych. W czasie suszenia serwatki występuje niepożądane zjawisko zlepiania się cząstek proszku. O predyspozycjach serwatki do zbrylania się decydują przede wszystkim: temperatura, kwasowość oraz stopień konwersji laktozy bezpostaciowej do α-laktozy. Ważnym czynnikiem jest również zawartość wilgoci w relacji do temperatury powietrza suszącego.
![Page 14: Kierunki zagospodarowania serwatki](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012819/5571f9ab4979599169902281/html5/thumbnails/14.jpg)
Uproszczony schemat czynnościowy proszku serwatkowego
![Page 15: Kierunki zagospodarowania serwatki](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012819/5571f9ab4979599169902281/html5/thumbnails/15.jpg)
DEMINERALIZACJA SERWATKI
Duża zawartość związków mineralnychw serwatce będzie wywierała wpływ na smak koncentratów z niej otrzymanych. Fosforany wapnia oraz chlorki sodu i potasu to związki, które występują w największych ilościach i to właśnie one przyczyniają się do wyczuwalnego smaku słonego zarówno w zagęszczonej serwatce, jak i proszku serwatkowym. Pojawienie się słonego smaku ograniczania możliwości wykorzystania koncentratów serwatkowych w produkcji np. odżywek dla niemowląt, laktozy lub słodkich koncentratówz serwatki.
![Page 16: Kierunki zagospodarowania serwatki](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012819/5571f9ab4979599169902281/html5/thumbnails/16.jpg)
Metody demineralizacji
• Wymiana jonowa
Metoda polega na tym, żew kolumnach jonowymiennychw pierwszym etapie usuwa się kationy np. Na+ zamieniając je na H+, a następnie usuwa się aniony. Aby usprawnić demineralizację, zamiast procesu okresowego stosuje się zestaw dwóch lub trzech par kolumn jonowymiennych, co umożliwia prowadzenie procesu systemem ciągłym.
• Elektrodializa
W procesie elektrodializy jony są usuwane z serwatkiw układzie naprzemiennie ustawionych membran kationo- i anionoprzepuszczalnych umieszczonych w polu elektrycznym.
![Page 17: Kierunki zagospodarowania serwatki](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012819/5571f9ab4979599169902281/html5/thumbnails/17.jpg)
Serwatkę po demineralizacji zagęszcza się i suszy metodą rozpryskową. Otrzymany proszek jest przede wszystkim stosowany do produkcji żywności dietetycznej, np. odżywek dla niemowląt i dzieci. Ponadto znajduje zastosowanie w produkcji sosów, napojów itp.
![Page 18: Kierunki zagospodarowania serwatki](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012819/5571f9ab4979599169902281/html5/thumbnails/18.jpg)
PRODUKCJA LAKTOZYW skali przemysłowej laktozę wydziela się z serwatki słodkiej, ale obecnie coraz częściej do produkcji laktozy wykorzystuje się także permeat po ultrafiltracji mleka lub serwatki. Tradycyjnie w technologii produkcji laktozy z serwatki uwzględnia się następujące etapy:
odbiałczanie,zagęszczanie,krystalizację,wirowanie,rafinację,suszenie,mielenie,pakowanie.
![Page 19: Kierunki zagospodarowania serwatki](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012819/5571f9ab4979599169902281/html5/thumbnails/19.jpg)
Proces produkcji laktozy1. Odbiałczanie: w temp. 93-95°C, kwasowość powinna wynosić
9-12°SH. Do odbiałczania można zastosować AlCl3,FeCl3 bądź też proces ultrafiltracji.
2. Zagęszczanie: do uzyskania koncentracji laktozy ok. 50-55%.3. Krystalizacja: w zbiornikach zaopatrzonych w mieszadła
i płaszcze, umożliwiające regulację temperatury od 2 do 70°C. Najczęściej proces ten rozpoczyna się w temperaturze 65°C i trwa kilka godzin. Następnie koncentrat ochładza się do temperatury 30°C lub niższej. Ochładzanie koncentratu serwatki decydujeo wydajności krystalizacji.
4. Wirowanie: kryształy laktozy oddziela się od syropu w wirówkach wyposażonych w cylindryczny bęben zatrzymujący laktozę,a przepuszczający ług pokrystalizacyjny.
5. Rafinacja6. Suszenie: gorącym powietrzem o temperaturze 55-60°C.7. Mielenie: w młynach kulowych lub udarowych8. Pakowanie
![Page 20: Kierunki zagospodarowania serwatki](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012819/5571f9ab4979599169902281/html5/thumbnails/20.jpg)
Zastosowanie laktozy
Laktoza jest produktem dość powszechnie stosowanym w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym. Jest surowcem do produkcji galaktozy, laktulozy, laktobionianu wapnia lub magnezu.
Fakt, iż laktoza jest cukrem o małej słodkości i rozpuszczalności, jest trudno dostępna dla mikroflory stosowanej przemyśle fermentacyjnym, a także jest przyczyną nietolerancji pokarmowej ogranicza jej wykorzystanie. Hydroliza laktozy daje możliwość zwiększenia zastosowania laktozy. Laktozę można hydrolizować stosując enzym: β-D-galaktozydazę, w środowisku stężonych kwasów bądź też z wykorzystaniem kationitów.
Laktuloza powstaje po epimerycznej przemianie laktozy pod wpływem kwasów lub zasad w temperaturze powyżej 100°C. Laktuloza wykazuje różnorodne działanie fizjologiczne i z tego względu jest stosowana leczniczo lub jako składnik żywności funkcjonalnej. Nie ulega hydrolizie i wchłanianiu w jelicie cienkim, co odróżnia ją od innych cukrów. Migruje natomiast do jelita grubego, gdzie stymuluje rozwój bakterii z rodzaju Bifidobacterium.
![Page 21: Kierunki zagospodarowania serwatki](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012819/5571f9ab4979599169902281/html5/thumbnails/21.jpg)
CHARAKTERYSTYKA, WYDZIELANIEI PRZETWARZANIE BIAŁEK
SERWATKOWYCHBiałka serwatkowe różnią się od kazeiny zarówno pod względem składu jak i właściwości. Są to białka heterogenne, które występują w postaci licznych frakcjii podfrakcji, wykazujące znaczną wrażliwość cieplną. Ostatnia z wymienionych cech jest przyczyną, dla którejw technologii produkcji preparatów białkowych z serwatki dobiera się takie warunki, które pozwolą na otrzymanie preparatów o wysokiej koncentracji białek nie zdenaturowanych.
Preparaty białek serwatkowych znajdują zastosowaniew produkcji odżywek dla niemowląt lub do wzbogacania żywności pochodzenia roślinnego. Wysoka wartość biologiczna białek serwatkowych i bardzo korzystne właściwości funkcjonalne np. zdolności emulgacyjne, pianotwórcze i żelifikujące, decydują o ich przydatności w produkcji pieczywa, przetworów ziemniaczanych, przetworów mięsnych, makaronów, lodów oraz wyrobów cukierniczych.
![Page 22: Kierunki zagospodarowania serwatki](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012819/5571f9ab4979599169902281/html5/thumbnails/22.jpg)
PRODUKCJA NAPOJÓW Z SERWATKI
Odbiałczoną serwatkę można stosować do produkcji piwa, napojów chłodzących, szampanów, itp. Trzeba mieć jednak na uwadze, że laktoza nie jest wykorzystywana przez klasyczne drożdże piwowarskie i winiarskie, dlatego też konieczne są pewne zmianyw technologii oraz dobór szczepu drożdży wykazujących zdolność biokonwersji laktozy.
W technologii piwa serwatką można zastąpić ok. 30% słodu. W ten sposób można uzyskać piwo o podobnym smaku, a także o podobnych właściwościach.
Z odbiałczonej serwatki (najczęściej rozcieńczonej wodą) z dodatkiem sacharozy produkuje się napoje musujące. W Polsce znana jest technologia produkcji szampana serwatkowego. W wielu krajach z serwatki produkuje się napoje musujące typu oranżady oraz niegazowane napoje owocowe.
![Page 23: Kierunki zagospodarowania serwatki](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012819/5571f9ab4979599169902281/html5/thumbnails/23.jpg)
BIOTECHNOLOGICZNE KIERUNKI PRZETWARZANIA SERWATKI
•produkcja drożdży,•produkcja alkoholu etylowego,•otrzymywanie kwasu mlekowego,•otrzymywanie kwasu propionowego,•otrzymywanie kwasu cytrynowego,•otrzymywanie butanolu•otrzymywanie mikrobiologicznych
polisacharydów
![Page 24: Kierunki zagospodarowania serwatki](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012819/5571f9ab4979599169902281/html5/thumbnails/24.jpg)
WYKORZYSTANIE SERWATKI W ŻYWIENIU ZWIERZĄT
Serwatka nieprzetworzona Serwatka przetworzona
• Zastosowanie serwatki w żywieniu przeżuwaczy
• Zastosowanie serwatkiw żywieniu trzody
• Najczęściej stosuje się serwatkęw postaci zagęszczonej lub suszonej jako dodatek do pasz.
• Innym przykładem jest zastosowanie serwatki w technologii preparatów mlekozastępczych. Serwatkę stosuje się równieżw produkcji probiotyków.
![Page 25: Kierunki zagospodarowania serwatki](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012819/5571f9ab4979599169902281/html5/thumbnails/25.jpg)
Podsumowanie
Optymalne zagospodarowanie składników serwatki tj. wydzielenie oraz utrwalenie preparatów białek serwatkowych, laktozy, soli mineralnych i witamin lub jej wykorzystanie bez frakcjonowania (np. proszek serwatkowy) daje realne możliwości zmniejszenia kosztów produkcji serów, twarogów lub innych koncentratów białkowych z mleka. Ponadto sprzyja ochronie środowiska – nie powoduje zanieczyszczenia wód.
![Page 26: Kierunki zagospodarowania serwatki](https://reader030.vdocuments.mx/reader030/viewer/2022012819/5571f9ab4979599169902281/html5/thumbnails/26.jpg)
Literatura:• Chojnowski W., Dec B., Zastosowanie maślanki i serwatki w
produkcji preparatów mlekozastępczych dla młodych cieląt, Przegląd Mleczarski, 06, 2003
• Kroll J., Budzyński J., Zastosowanie procesów membranowych w przetwórstwie serwatki, Przegląd Mleczarski, 02, 2001
• Leman J., Laktuloza – prozdrowotny cukier z serwatki, Przegląd Mleczarski, 07, 2000
• Minakowski D.,Lipiński K., Tywończuk J., Warmińska – Radyko I., Suszona serwatka w żywieniu zwierząt, Przegląd Mleczarski, 04, 1998
• Oziemkowski P., Zastosowanie techniki ultrafiltracji w technologii wykorzystania serwatki, Przemysł Spożywczy, 08, 2003
• Pluta A., Kratochwil A., Domańska E., Porównanie otrzymywania i zagospodarowania serwatki podpuszczkowej i kwasowej w aspekcie ochrony środowiska, Przegląd Mleczarski, 10, 2002
• MLECZARSTWO zagadnienia wybrane pod red. Stefana Ziajki, t. II, Olsztyn, 1997, Wydawnictwo ART