Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin
Technologie výroby jogurtů Bakalářská práce
Vedoucí práce: Ing. Táňa Lužová
Vypracoval: Jana Paráková
Brno 201
PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma „Technologie výroby jogurtů“ vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne ………………………………………. podpis…………………………………….
PODĚKOVÁNÍ Touto cestou bych chtěla poděkovat vedoucí mé bakalářské práce Ing. Táni Lužové za připomínky, odborné vedení, čas a trpělivost. Děkuji také svým rodičům za veškerou podporu a pomoc během studia i mimo něj.
ABSTRAKT Tato bakalářská práce se zabývá technologií výroby jogurtů. Jsou zde popsány požadavky na kvalitu mléka, jeho základní úpravy (čištění, standardizace, deaerace, homogenizace) a samotná výroba jogurtů. Jogurty vznikají fermentací mléka, která je způsobena jogurtovými bakteriemi, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus a Streptococcus salivarius subsp. thermophilus, ty vytváří typickou chuť a aroma. Obsah živých jogurtových kultur je zákonem stanoven na hodnotu 107 v 1 g jogurtu. Fermentace se provádí dvěma základními způsoby, které se liší dobou, teplotou a místem (spotřebitelský obal nebo fermentační tank). Mezi základní technologické kroky výroby patří chlazení, které zastavuje fermentaci. Každý výrobní krok je velice důležitý, protože při nesprávném postupu mohou vzniknout vady jogurtů. Výrobky se na trh uvádí ve čtyřech základních druzích podle obsahu tuku a mohou být ochucené či bílé. Na našem trhu se vyskytují i pitné jogurty, které se vyrábí v menší míře. Klíčová slova: mléko, jogurtové kultury, fermentace, jogurt.
ABSTRACT This thesis deals with manufacturing technology of yoghurt. There are written down requirements of milk quality and basic treatments of milk (clarification, standardization, deaeration, homogenisation) and primary manufacture of yoghurt. Yoghurt is made by milk fermentation. It is caused by yoghurt cultures (Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus and Streptococcus salivarius subsp. thermophilus). These bacteries make a typical taste and aroma. Number of alive yoghurt bacteries is layed down by the law, it is 107 bacteries in 1 gramme of yoghurt. Yoghurt can be fermented by two typical fermentation proceses, they differ in time, temperature and place (consumer packaging or fermentation tank). Fermentation is stopped by main manufacture process – cooling. Each operation in the production of yoghurt is very important. Wrong workflow can cause defects of yoghurts. In trade market, there are four basic types of yoghurts divided according to fat. Taste can be flavored or natural. In our trade market are drink yoghurts offered too, but they are produced less. Keywords: milk, youghurt cultures, fermentation, yoghur.
OBSAH 1
ÚVOD ............................................................................................................8
2
CÍL .................................................................................................................9
3
Literární přehled ......................................................................................... 10 3.1
Fermentované mléčné výrobky ............................................................... 10
3.2
Historie výroby jogurtů .......................................................................... 10
3.2.1
První ovocný jogurt ......................................................................... 11
3.3
Definice jogurtu ..................................................................................... 11
3.4
Funkční potraviny .................................................................................. 12
3.5
Suroviny potřebné na výrobu jogurtů...................................................... 12
3.5.1
Mléko ............................................................................................. 13
3.5.2
Úprava mléka pro výrobu jogurtů .................................................... 21
3.5.3
Bakterie mléčného kysání................................................................ 25
3.5.4
Zákysové kultury ............................................................................ 31
3.5.5
Doplňkové suroviny do jogurtů ....................................................... 35
3.6
Vlastní technologický postup výroby jogurtů.......................................... 38
3.6.1
Pasterace ......................................................................................... 39
3.6.2
Chlazení na teplotu zakysání ........................................................... 40
3.6.3
Zakysání ......................................................................................... 40
3.6.4
Fermentace a chlazení ..................................................................... 40
3.6.5
Přídavek přísad ............................................................................... 43
3.6.6
Plnění a chlazení ............................................................................. 43
3.6.7
Distribuce a trvanlivost jogurtů ....................................................... 44
3.6.8
Vady jogurtů ................................................................................... 45
3.7
Základní tržní skupiny jogurtů................................................................ 46
3.7.1 3.8
Druhy jogurtů.................................................................................. 47
Trh a výroba jogurtů v České republice .................................................. 48
4
ZÁVĚR ........................................................................................................ 50
5
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY ........................................................ 52
6
SEZNAM OBRÁZKŮ ................................................................................. 57
7
SEZNAM TABULEK ................................................................................. 58
1
ÚVOD
Mléko patří mezi základní složky potravy člověka, obsahuje hodnotné bílkoviny, mastné kyseliny, vitamíny a minerální látky. Všechny tyto látky jsou zde zastoupeny ve vyváženém množství, jsou snadno vstřebatelné, napomáhají rozvoji organismu a tvorbě kostí. Proto je mléko důležité pro děti a mláďata v prvních týdnech života. Jogurty se obvykle vyrábí z čerstvého kravského mléka, lze použít i mléka ovčí, kozí nebo buvolí, ale ta jsou méně obvyklá. Kravské mléko (popř. smetana) pro výrobu jogurtů, ale i pro ostatní výrobky, by mělo obsahovat nízký počet bakterií (max. 100 000 KTJ/ml) a počet somatických buněk by neměl překročit hranici 400 000 na 1 ml, optimum je ≤ 250 000 buněk/ml. Mimo to by mléko mělo být prosté nákazy, reziduí antibiotik, sanitačních prostředků a bakteriofágů. Důležitým krokem při výrobě jogurtů vždy bylo zvýšení tukuprosté sušiny mléka pomocí záhřevu mléka v hrnci na ohni. S teplotou nad 90 °C se z mléka vypařovala přebytečná voda. Dnes se tohoto „zahuštění“ jogurtů dosahuje použitím hydrokoloidů, sušených mlék nebo sušením na odparkách. Počáteční pevný bílý jogurt se vyvinul v mnoho nových variant, jako jsou jogurty míchané, pitné a jogurty obohacené vitamíny a bílkovinami. Novinkou jsou bezlaktózové
jogurty,
které
jsou
vhodné
pro
lidi
s laktózovou
intolerancí,
tj. neschopností štěpit mléčný cukr. Jogurtové výrobky dále mohou být sušené mrazem nebo horkým vzduchem. V posledních letech se jogurty a jogurtové výrobky stávají stále více populárními, dokonce patří mezi nejvíce konzumované fermentované výrobky. Mírně nakyslá chuť, dobrá stravitelnost, rozmanitost příchutí a vysoká dietická hodnota podporují jejich oblibu u spotřebitelů. Na výběr je mnoho druhů a příchutí jogurtů či pitných jogurtů od tuzemských nebo zahraničních výrobců.
8
2
CÍL
Cílem mé bakalářské práce bylo vypracovat literární rešerši na téma „Technologie výroby jogurtů“. Popsala jsem základní ošetření mléka a vlastní technologický postup výroby, vedoucí ke vzniku jogurtů s pevným (Set Yoghurts) a rozmíchaným (Stirred Yoghurts)
koagulátem.
Dále
jsem
popsala
nepostradatelnou součástí při výrobě jogurtů.
9
jogurtové
kultury,
které
jsou
3
LITERÁRNÍ PŘEHLED
3.1 Fermentované mléčné výrobky Fermentované mléčné výrobky patří mezi tradiční mlékárenské výrobky. Jejich tržní sortiment je velmi pestrý a neustále se rozšiřuje. Mají vhodné senzorické vlastnosti, delší trvanlivost než pasterovaná konzumní mléka a řadu předností z fyziologie výživy. Výrobky jsou sytivé a relativně snadno stravitelné (z žaludku odcházejí snadněji než pasterované mléko). Fermentované mléčné výrobky vznikají kysáním mléka za použití bakterií mléčného kysání. Základním biochemickým procesem při výrobě fermentovaných mléčných výrobků je anaerobní přeměna laktózy na kyselinu mléčnou. Bakterie mléčného kysání během výroby enzymaticky přeměňují asi 20 – 30 % laktózy na kyselinu mléčnou. Ta sráží bílkoviny v jemných vločkách, zlepšuje využití vápníku, fosforu, železa, podporuje sekreci žaludečních šťáv a aktivitu pepsinu. Mikroflóra působí příznivě při detoxikaci nitrátů a nitritů v trávícím traktu, snižuje hladinu sérového cholesterolu a toxických aminů, stimuluje imunitní systém a upravuje střevní mikroflóry (HOLEC, 2001).
3.2 Historie výroby jogurtů Fermentace patří k nejstarším metodám uchovávání potravin. Fermentace mléka se objevila před 10 – 15 000 lety nezávisle na sobě na různých místech ve světě. Kysané mléčné nápoje původně vznikly bez přičinění lidí samovolným kysáním mléka různého druhu dojnic (kravské, ovčí, kozí, oslí, buvolí, velbloudí atd.) v závislosti na klimatických podmínkách dané oblasti a působení mikroflóry obsažené v syrovém mléce. V mírném pásu byly mléka zkyslá mezofilními bakteriemi (kyška), v subtropickém pásmu (především na Balkáně) mléka zkyslá termofilními bakteriemi mléčného kysání (klasický jogurt). Na severu a na východě Evropy, v Zakavkazku a jinde mléko prokysávalo psychrotrofními mikroorganismy a kvasinkovou mikroflórou v táhlovité kysané nápoje jako je kefír a kymus (GÖRNER, VALÍK, 2004). V okolí Balkánu bylo mnoho kočovných pastevců, jejichž dobytek vykazoval nejvyšší laktaci během letních měsíců. Vlivem teploty (40 °C), mikroorganismů ze vzduchu, z vemene a ze špinavých rukou začalo mléko nadojené do kozího koženého vaku kysnout a koagulovat (TAMIME, ROBINSON, 1999). 10
Mléko zkyslé tímto způsobem si našlo u lidí oblibu. Atraktivnost a chutnost podnítily průmyslovou výrobu jogurtů a vedly ke zkoumání specifické mikroflóry. První průmyslová výroba jogurtů v Evropě byla ve Španělsku, ve firmě DANONE založené Isaacem Carassem v rove 1919 (GÖRNER, VALÍK, 2004; ŠTÍPKOVÁ, 2010). 3.2.1 První ovocný jogurt První ovocný jogurt se objevil v Radlické mlékárně na Smíchově v Praze v roce 1933. Nejdříve se vyráběl s jahodovým, později meruňkovým džemem. Džem na povrchu měl zabránit vytváření plísní a dodával jogurtu lepší chuť. Pravidelná výroba byla zavedena až po dokončení patentního řízení v roce 1934. Radlická mlékárna si výrobek nechala patentovat pod názvem JOVO a prodávala licenci v tuzemsku i v zahraničí. Výroba ovocného jogurtu v krátké době několikanásobně vzrostla oproti výrobě jogurtu bílého. Zanedlouho v licenci radlické mlékárny začalo s výrobou ovocného jogurtu zhruba 120 mlékáren v ČSR a mnoho mlékáren ve 14 státech Evropy. V italském Milánu byla založena společnost ITALJOVO. Ovocný jogurt ve skleničkách se v Radlické mlékárně vyráběl až do roku 1962, kdy byla zavedena výroba šlehaného jogurtu v plastových kelímcích. Důvodem k zavedení nového typu jogurtu byla snaha ulehčit výrobním dělníkům práci. Z 30 000 kusů denní výroby původního radlického ovocného jogurtu se výroba nového typu rychle snižovala, až byla při 3 500 kusech zrušena. Obnovení původní výroby již nebylo možné, protože zařízení bylo zlikvidováno. Později se z Německa dovezla plnoautomatická linka značky GASTI na výrobu polotekutých ovocných jogurtových směsí (Jovokoktejl, Jovokrém). Dnes Radlická mlékárna neexistuje (BRONCOVÁ et al., 1998).
3.3 Definice jogurtu Podle Vyhlášky č. 77/2003 Sbírky se jogurtem rozumí: „kysaný mléčný výrobek získaný kysáním mléka, smetany, podmáslí nebo jejich směsí pomocí mikroorganismů Streptococcus salivarius subsp. thermophilus a Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus s mikroflórou 107 v 1 g. U jogurtových výrobků mohou být kromě základní jogurtové kultury přidávány kmeny produkující kyselinu mléčnou a pomáhající dotvářet
11
specifickou chuťovou nebo texturovou charakteristiku výrobku. Musí však být zachován optimální poměr obou základních kmenů jogurtové kultury.“ Z hlediska použité mikroflóry se ve většině zemí definuje jogurt jako výrobek obsahující živé bakterie Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus a Streptococcus thermophilus. Některé státy povolují přídavek ostatních bakterií, např. probioticky aktivních. Jiné státy, např. Austrálie, požadují pouze přítomnost Streptococcus thermophilus a připouští různé druhy laktobacilů. Ve Velké Británii je požadován Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus a mohou k němu být přidány další bakterie mléčného kysání (PLOCKOVÁ, 2009 a).
3.4 Funkční potraviny Mezi funkční potraviny patří jogurty s obsahem živých probiotických mikroorganismů. Probiotika jsou živé, přesně definované kmeny mikroorganismů, které mají prokazatelně pozitivní vliv na lidské zdraví. Funkční potraviny nejsou žádné léky, slouží pro prevenci určitých onemocnění. Jejich pozitivní vliv na lidské zdraví objevil ruský lékař Ilja Mečnikov na začátku 20. století (ŠTAFEN, 2010). Mezi probiotika jsou v současné době řazeny laktobacily, bifidobakterie, streptokoky, enterokoky a kvasinky - Saccharomyces boulardii. Funkční potraviny by měly obsahovat nejméně 106 životaschopných jedinců v 1 gramu potraviny (NEVORAL, 2010; ŠUSTOVÁ, 2010). Funkční potraviny často obsahují probiotika a zároveň prebiotika. Prebiotika jsou potravinové přísady, které jsou nestravitelné (oligosacharidy, hlavně oligofruktóza a inulin). Ale přitom příznivě ovlivňují růst a aktivitu probiotických bakterií v zažívacím traktu. Kombinací probiotika a prebiotik vznikají symbiotika (ŠTÍPKOVÁ, 2010).
3.5 Suroviny potřebné na výrobu jogurtů Hlavní surovinou pro výrobu jogurtů je mléko, které musí mít odpovídající jakost a kvalitu. Je nutné provést prvotní ošetření, které zahrnuje více technologických operací (čištění, standardizace, deaerace, homogenizace). Mléko slouží jako živné médium pro jogurtové kultury, které fermentují laktózu na kyselinu mléčnou a tím vytváří typickou konzistenci a chuť jogurtů. Fermentace může 12
být provedena dvěma základními způsoby. Vzniklé jogurty mohou být neochucené nebo ochucené. V případě ochucených jogurtů se využívají sirupy či džemy. 3.5.1 Mléko 3.5.1.1 Složení mléka Kravské mléko je složeno z vody (86 – 88 %) a sušiny (12 – 14 %). Sušina obsahuje v průměru 3,8 % tuku, 3,3 % bílkovin (z toho 2,6 % kaseinu a 0,7 % sérových bílkovin), 4,6 % laktózy, 0,7 % popelovin (Ca, P, Na, Mg, K, Cl), dále obsahuje vitamíny (B2, A, D, E, K, C), enzymy, hormony, nebílkovinné dusíkaté látky (NH3, H2, CH4) a plyny (CO2, N2, O2). Hodnoty jsou variabilní (ČURDA, 2005; ŠLAISOVÁ, 2010). Mléko představuje polydisperzní systém. Mléčný tuk je v mléčné plazmě přítomen ve formě emulze. A hlavní mléčná bílkovina (kasein) je přítomna v mléčném séru ve formě koloidní disperze. Mléčné sérum dále obsahuje koloidní roztok sérových bílkovin a pravý roztok laktózy, minerálních látek a dalších složek (ŠTĚTINA, 2009 a). Sušina mléka Kasein Kasein tvoří 4 základní druhy fosfoproteinů (αs, β, γ, ҡ). Vlivem hydrofobních sil a za účasti fosforečnanů a citrátů vápenatých se seskupují do micel (kulovité částice o velikosti 50 – 300 nm). V povrchové vrstvě micely je ҡ-kasein, který není citlivý na vápenaté ionty a zabraňuje spojování kaseinových micel vápníkovými můstky. Pro zpracování mléka je důležitá koloidní stabilita kaseinu, která je ovlivněna těmito faktory: Aktivní kyselost – v kyselejším prostředí klesá disociace karboxylových skupin aminokyselin, to znamená, že se snižuje celkový záporný náboj kaseinových micel. Dochází k přeměně koloidního fosforečnanu vápenatého na rozpustný a dochází k jeho uvolňování z kaseinových micel. Výsledkem je pokles koloidní stability. Při dosažení izoelektrického bodu kaseinu (pH 4,6) se kaseinové micely shlukují a dochází ke srážení mléka. Tento princip kyselého srážení se využívá při výrobě fermentovaných mléčných výrobků (jogurtů) a některých sýrů. Teplota – při tepelném ošetření se kaseinové micely zvětšují, zmenšuje se jejich hydratační obal, takže při zhoršené koloidní stabilitě může dojít k vysrážení mléka (ŠTĚTINA, 2009 a). 13
Sérové bílkoviny Globulární bílkoviny se v mléce vyskytují ve formě koloidního roztoku. Mezi sérové bílkoviny patří: α-laktalbumin, β-laktoglobulin, imunoglobuliny, sérový albumin, laktoferin, proteozopeptony. Sérové bílkoviny jsou termolabilní - při tepelném ošetření nad 60 – 70 °C denaturují. V mléce nedochází k jejich vysrážení, ale spojují se s ҡ-kaseinem a mění velikost kaseinové micely. Sérové bílkoviny zvětšují objem kaseinu, protože mají schopnost vázat velké množství vody. Při srážení kaseinu se vytváří měkčí sraženina s menším sklonem k uvolňování syrovátky. Což se kladně hodnotí při výrobě jogurtů (ŠTĚTINA, 2009 a). Enzymy Mléko obsahuje široké spektrum nativních enzymů, které pochází z mléčné žlázy. Řada z nich se podílí na přirozeném antibakteriálním systému mléka. Některé mohou katalyzovat biochemické reakce vznikající při výrobě fermentovaných mléčných výrobků, popřípadě jejich činnost vede i ke změně technologických vlastností. Při výrobě jogurtů jsou podstatně větším rizikem bakteriální enzymy pocházející od nežádoucích psychrotrofních organismů. Jsou to především termorezistentní proteázy a lipázy. Proteázy způsobují hořknutí mléka a lipázy žluknutí tučnějších mléčných výrobků (ŠTĚTINA, 2009 a). Mléčný tuk Mléčný tuk je v mléce rozptýlen ve formě tukových kuliček. Je tvořen především triacylglyceroly, které jsou obklopeny fosfolipidy a lipoproteiny. V přirozeném pH mléka nesou lipoproteiny záporný náboj a zabraňují tak slévání mléčného tuku. Tukové kuličky, ve kterých neproběhla dostatečná krystalizace tuku, jsou křehké a mechanickým namáháním (např. čerpáním, mícháním) se snadno poškodí a uvolní tekutý tuk. Tekutý tuk snadno podléhá lipolýze a způsobuje slepování tukových kuliček, což přináší negativní vliv při výrobě fermentovaných mléčných výrobků. Přítomnost mikrobiálních lipáz se částečně inaktivuje tepelným ohřevem. Volné mastné kyseliny, které při hydrolýze tuku vznikají, způsobují chuťové vady mléčných výrobků a mohou negativně ovlivnit růst bakterií mléčného kysání při výrobě jogurtů (ŠTĚTINA, 2009 a). 14
Laktóza Laktóza je disacharid tvořený D-glukózou a D-galaktózou spojený β-glykosidovou vazbou. Laktóza tvoří substrát pro rozvoj jogurtových bakterií (ŠTĚTINA, 2009 a). Minerální látky Z technologického hlediska je nejdůležitější obsah a forma vápníku. Aktivita Ca2+ iontů ovlivňuje koloidní stabilitu kaseinu (srážení mléka). Průměrný obsah vápníku v mléce je 1200 mg/l, 30 % je přítomno v rozpustné formě v mléčném séru jako hydrogenfosforečnan a citrát. Převážná část vápníku je v mléce přítomna v nerozpustné formě (koloidního fosforečnanu vápenatého) obsaženého v kaseinových micelách. Při zvýšení kyselosti mléka (fermentace laktózy na kyselinu mléčnou) se zvyšuje podíl rozpustného vápníku (ŠTĚTINA, 2009 a). 3.5.1.2 Hlavní změny složek mléka působením fermentace Laktóza – je v mléce hlavním zdrojem energie pro mikrobiální metabolismus. Jogurtové kultury homofermentativně rozkládají laktózu na glukózu a galaktózu, pomocí enzymové hydrolýzy. Glukóza je fermentována na kyselinu mléčnou přímo, galaktóza po enzymové přeměně na glukózu. V závislosti na aktivitě dehydrogenáz použitých mikroorganismů vzniká směs různých optických isomerů kyseliny mléčné (FORMAN et al., 1994). Bifidobakterie rozkládají laktózu heterofermentativně za vzniku kyseliny mléčné a octové v poměru 2 : 3. V malé míře vznikají i těkavé mastné kyseliny (kaprinová, kaprylová). A karbonylové sloučeniny, např. acetaldehyd (HOLEC, 2001). Bílkoviny – v průběhu fermentace uvolňují proteolyticky aktivnější laktobacily z kaseinu peptidy (s nižší molární hmotností) a aminokyseliny. A Streptococcus působí proteolyticky na meziprodukty rozkladu kaseinu. Mikrobiální činností se bílkoviny rozkládají na aminokyseliny a z nich vzniká acetaldehyd. Část proteolyticky uvolněných aminokyselin je využívána jako zdroj dusíku a zbytek zůstává ve zfermentovaném mléce. Kvalita těchto změn je závislá na druhu kultur, podmínkách vedení fermentace, především na působení teplot a dosažených hodnot pH.
15
Při fermentaci je dosaženo izoelektrického bodu, což je hodnota pH 4,7 – 4,8. Z koloidního kaseinátu vápenatého vznikne kyselý kasein, který tvoří síťovou strukturu, do které uzavírá bakterie mléčného kysání, tukové kuličky nebo tepelně denaturované syrovátkové bílkoviny (FORMAN et al., 1994). Mléčný tuk – lipolytická aktivita je vyšší u rodu Lactobacillus a Bifidobacterium. Porovnání čerstvého a fermentovaného mléka ukázalo, že ve fermentovaném mléce je více volných mastných kyselin. Množství závisí na složení mléka, mikroorganismech a technologických procesech. Malá množství mastných kyselin vznikají i při enzymových změnách laktózy a degradaci bílkovin (FORMAN et al., 1994; HOLEC, 2001). Vitamíny – jsou během fermentace (v lag fázi) spotřebovány bakteriemi mléčného kysání, ale následně jsou zase těmi samými bakteriemi syntetizovány. Záleží na typu použitých bakterií. Podobné množství thiaminu, riboflavinu, biotinu, kyseliny nikotinové a pantothenové je jak před fermentací, tak po fermentaci. Fermentací se zvyšuje obsah kyseliny listové a cholinu a snižuje obsah vitamínu. Množství vitamínů rozpustných v tucích je dáno zastoupením vitamínů v mléce. Kupříkladu v letních měsících obsahuje mléko více vitamínů díky bohatšímu krmení dojnic. Obsah vitamínů také závisí na tepelném ošetření a skladování mléka (FORMAN et al., 1994; HOLEC, 2001). Minerální látky – jejich obsah se během fermentace nemění (HOLEC, 2001). 3.5.1.3 Vlastnosti mléka v Základní fyzikální a chemické vlastnosti Kyselost U mléka a mléčných výrobků se kyselost vyjadřuje titrační kyselostí a aktivní kyselostí. Kyselost je jedním z nejdůležitějších technologických ukazatelů vlastností mléka: ·
produkce kyselin poukazuje na rozvoje velkého množství kontaminujících organismů v mléce (indikuje zhoršení jakosti mléka);
·
mléčné kysání je základním procesem technologie fermentovaných výrobků (kyselost slouží ke kontrole správné fermentace);
·
kyselost ovlivňuje technologickou jakost mléka (GAJDŮŠEK, 2003; ŠTĚTINA, 2009 a).
16
Titrační kyselost Titrační kyselost se vyjadřuje počtem mililitrů hydroxidu sodného o koncentraci c (NaOH) = 0,25 mol.l-1 spotřebovaného k neutralizaci kysele reagujících látek ve 100 ml (100 g) vzorku na indikátor fenolftalein. V různých státech se označení kyselosti různí. Setkáváme se se starším označením Soxhlet-Henkelovy stupně (°SH) nebo jen se zkratkou (SH). Další označení je podle Dornica (°D), podle Thörnera (°T), případně se udává titrační kyselost v obsahu kyseliny mléčné v procentech nebo gramech. Podle soustavy SI by se měla titrační kyselost uvádět v jednotkách mmol.l-1. Dle ČSN 57 0529 se za normální titrační kyselost považují hodnoty v rozmezí 6,2 – 7,8 SH. Mléko s kyselostí pod 5 SH je vodnaté, pochází od dojnic s mastitidou. Hodnoty nad 8 SH jsou v mléce od otelených dojnic nebo v mléce produkovaném při první laktaci. Pokud je překročena hodnota 9 SH, jedná se o mlezivo nebo mléko od dojnice s akutní mastitidou. Ke konci laktace nastává pokles kyselosti (GAJDŮŠEK, 2003). Aktivní kyselost Aktivní kyselost se určuje aktivitou H+ iontů (pH). Čerstvě nadojené mléko má aktivní kyselost v rozmezí 6,4 – 6,8. Jeho hodnota přímo určuje vliv kyselosti na složky mléka (ŠTĚTINA, 2009 a). Mléko se vyznačuje pufrační schopností, tzn. přidáme-li malé množství kyseliny nebo zásady, nezmění se aktivní kyselost, proto nelze zachytit počáteční rozklad laktózy. Proto je vhodnějším měřítkem kvality mléka titrační kyselost (GAJDŮŠEK, 2003). v Technologické vlastnosti Kysací schopnost Bakterie mléčného kysání jsou velice citlivé na vnější prostředí, proto je důležité složení a jakost mléka sloužícího jako živné prostředí. Kysací schopnost vyjadřuje, zda bude v mléce zajištěn dobrý růst čistých mlékařských kultur. Mléko musí obsahovat složky potřebné pro rozvoj přidaných čistých mlékařských kultur a nesmí obsahovat žádné inhibiční látky (GAJDŮŠEK, 2003). 17
Mléko pro výrobu jogurtů a dalších fermentovaných mléčných výrobků musí mít výbornou kysací schopnost, kterou lze vyjádřit technologickým testem pro stanovení kysací aktivity. Testem se nezjišťují inhibiční látky v mléce, ale zda je mléko vhodným médiem pro růst a množení mlékařských kultur. Používá se jogurtová kultura, která je z běžných mlékařských kultur nejcitlivější na vnější vlivy. Kulturou se zaočkuje předem pasterované mléko a směs se inkubuje 3,5 hodiny ve vodní lázni (43±1°C) nebo v termostatu (43±2°C). Po ochlazení a přídavku fenolftalein se vzorek titruje roztokem hydroxidu sodného. Kysací schopnost mléka se vyjadřuje spotřebou odměrného roztoku NaOH na 100 ml mléka (ŠUSTOVÁ, 2005). 3.5.1.4 Inhibitory růstu mikroorganismů v mléce Přirozené inhibiční látky v mléce V syrovém mléce jsou přítomny přirozené obranné látky, které potlačují mléčné kysání. Jsou to imunoglobuliny, lysozym, laktoferin, transferin, systém laktoperoxidáza, bakteriostaticky působící proteiny, lipidy a organické kyseliny. Tyto látky se v syrovém mléce vyskytují v nepatrném množství a inhibičně působí 2 – 3 hodiny. Přirozené inhibiční látky jsou termolabilní, proto se v mléce vyšetřují až po jeho pasteraci (GAJDŮŠEK, 2003; ZADRAŽIL, 2002). Zvýšené množství inhibičních látek se vyskytuje v mlezivu, v mléce mastitidních a starodojných dojnic a také po vakcinaci dojnic. Technologicky nevhodné je mléko od dojnic s metabolickými poruchami (acidóza, ketóza a alkalóza), kdy se zvýší počet somatických buněk v mléce (GAJDŮŠEK, 2003). Cizorodé inhibiční látky Největší technologická a zároveň zdravotní rizika představují cizorodé inhibiční látky. Jsou to chemické látky používané při zemědělské výrobě (ochrana rostlin, skladování krmiv), při chovu zvířat (prevence nemocí a léčba dojnic) a při čištění provozních zařízení (rezidua čistících a dezinfekčních prostředků) (GAJDŮŠEK, 2003). v Antibiotika Antibiotika patří mezi nejčastěji používané látky v chovu hospodářských zvířat, využívají se k léčbě zánětů mléčných žláz dojnic. Přítomnost reziduí antibiotik v mléce zhoršuje technologické vlastnosti mléka a mléčných výrobků. Při nedostatečném růstu mlékařských kultur nevzniká typické aroma kysaných mléčných výrobků. 18
Jako rezidua se v mléce nejčastěji vyskytují: penicilin, streptomycin, neomycin, tetracyklin, chloramfenikol, chlortetracyklin. Čisté mlékařské kultury se podle citlivosti na penicilin dělí na: citlivé a méně citlivé. Do skupiny citlivých patří streptokokové kultury (inhibiční účinek při koncentraci 0,1 m. j. na 1 ml). Citlivější jsou Laktobacily a Streptococcus thermophilus (inhibiční účinek při koncentraci penicilinu 0,01 m. j. na 1 ml). Mlékem se mohou rovněž vylučovat antibiotika rostlinného původu z krmiva nebo antibiotika použitá ke konzervaci siláží. U spotřebitele mohou vyvolávat alergické kožní reakce nebo rezistenci vůči jiným antibiotikům (ZADRAŽIL, 2002). Tabulka č. 1: Citlivost jogurtové kultury k různým antibiotikům (FORMAN et al., 1994)
kultura
koncentrace způsobující inhibici v ml-1 PEN
jogurtová 0,01
STRP
CHLF
ERTM
CTTC
BCT
OXTC
TTC
1,0
0,5
0,1
0,1
0,04
0,4
1,0
PEN – penicilin, CTTC – chlortetracyklin, STRP – streptomycin, BCT – bacitracin, CHL – chloramfenikol, OXTC – oxytetracyklin, ERTM – erytromycin, TTC – tetracyklin.
Prevence výskytu reziduí antibiotik v mléce spočívá v evidenci zvířat léčených antibiotiky, vyřazování jejich mléka, dodržování ochranných lhůt léčiv, kontrola vyléčených zvířat na negativní inhibiční látky před zařazením jejich mléka zpět do dodávky (GAJDŮŠEK, 2003). v Rezidua sanitačních a dezinfekčních prostředků Rezidua sanitačních prostředků jsou nejčastěji se vyskytující kontaminanty mléka (inhibují ušlechtilé mikroorganismy a snižují kysací aktivitu). Nejagresivnější jsou prostředky na bázi kvarterních amonných sloučenin (nitráty). Další nevhodné jsou amfolytová mýdla a prostředky na bázi fenolu a formalinu. Sanitační prostředky na bázi chloru a jodu v nízkých reziduálních koncentracích ve styku s mlékem ztrácejí své inhibiční účinky a zásadně neovlivňují technologické vlastnosti mléka. Množství reziduí sanitačních prostředků v mléce se zvyšuje díky nevhodnému šetření vodou při proplachu dojících zařízení (ZADRAŽIL, 2002). Rezidua dezinfekčních látek se stanovují např. kvasinkovým testem za pomoci testačního kmene Saccharomyces cerevisce CCM 1344 na speciálním agaru. Přítomnost dezinfekčních látek dokazuje čirá zóna kolem vzorku (KOMPRDA, 2003). 19
Mléko dodávané k dalšímu mlékárenskému ošetření musí být prosté reziduí inhibičních, pesticidních a kontaminujících látek. Vyhlášky stanovují maximální limity reziduí veterinárních léčiv a biologicky aktivních látek používaných v živočišné výrobě v potravinách a potravinových surovinách (GAJDŮŠEK, 2003). Pozitivní nález inhibičních látek v bazénovém mléce je nežádoucí, mlékárna zastaví odběr a dodavatel mléka je penalizován. Mléko se dvakrát testuje, aby se potvrdila správnost výsledku. Někdy je potřebná tzv. konfirmace výsledků, tj. pokus o určení konkrétního původce inhibiční látky ve vzorku. Používají se mikrobiologické metody, fyzikálně-chemické metody a jejich vzájemné kombinace (např. scintilačněmikrobiologicko-imunologické, chromatografické, elektroforetické atd.) (GAJDŮŠEK, 2003). Mikrobiologické metody – patří sem například agarové difuse na plotnách s testovacím mikrobiálním kmenem citlivým na dané reziduum. Následně se vizuálně odečítají inhibiční zóny. Dále se používají metody destičkové a zkumavkové, kde je spojen princip agarové difuse se změnou barvy indikátoru. V praxi se nejvíce používají mikrobiologické metody s testovacími kmeny Bacillus stearothermophillus, Bacillus subtilis, Micrococcus luteus. Stanovení RIL patří k základním stanovením, provádí se pomocí barevně reagujících mikrobiologických testů. Testovací kmen je Bacillus stearothermophilus var. calidolactis C 953, který je citlivý na penicilinová antibiotika, především na β-laktamová antibiotika. Převážná většina RIL v mléce je antibiotického původu a více než polovina z použitých antibiotik je z penicilinové řady (GAJDŮŠEK, 2003). Bakteriofágy Bakteriofágy způsobují zhoršenou fermentaci nebo úplné selhání startovacích kultur. Při kontaminaci
matečného
zákysu
fágem
hrozí
selhání
výroby,
při
napadení
mezioperačního nebo provozního zákysu je riziko selhání výroby menší (FORMAN, 1994). Prevence proti bakteriofágům spočívá v zabránění
rekontaminace čerstvě
pasterovaného mléka. Bakteriofágy se přenáší vzduchem a vodou. Proto je důležitá fermentace za anaerobních podmínek (GADŮŠEK, 1998). Fágy se mohou ve výrobním zařízení množit v minerálních usazeninách nebo v biofilmu. Odstranění se provádí dezinfekcí a důkladným vyčistěním. Nejúčinnější dezinfekce je kyselinou peronovou nebo roztokem chloranu sodného. 20
Použitím fágurezistentních čistých mlékařských kultur nebo vícedruhových kultur snižuje riziko kontaminace fágy (GAJDŮŠEK, 1998). 3.5.1.5 Požadavky na mléko pro výrobu kysaných mléčných výrobků Pro výrobu kysaných mléčných výrobků je vhodné pouze mléko výběrové jakosti. Nežádoucí je vysoký podíl psychrotrofních mikroorganismů (způsobujících vadnou konzistenci, chuť a vůni jogurtů působením termorezistentních proteáz a lipáz) a inhibičních látkek (antibiotika, insekticidy, dezinfekční a mycí prostředky), na něž jsou zákysové kultury v různé míře citlivé. Růst čistých mlékařských kultur, tím pádem fermentaci
i
mléka,
podporují
volné
mastné
kyseliny,
kyselina
listová,
p-aminobenzoová kyselina a stopové prvky (mangan) (GÖRNER, VALÍK, 2004; PLOCKOVÁ, 2009 a). Při hodnocení mikrobiální kvality jsou sledovány: ·
mezofilní mikroorganismy;
·
koliformní bakterie (indikátor fekálního znečištění);
·
termorezistentní mikroorganismy (mohou přežít pasteraci);
·
sporotvorné anaerobní bakterie (ve formě spor přežívají pasteraci);
·
psychrotrofní mikroorganismy (pomnožují se i při teplotách pod 10 °C; pasterací jsou usmrceny, ale produkují termorezistentní proteázy a lipázy, které zhoršují technologické a senzorické vlastnosti mléka) (ŠTĚTINA, 2009 a).
Další požadavky jsou: ·
celkový počet mikroorganismů by neměl překročit 100 000 JTK/ml;
·
mléko nesmí mít změněné senzorické vlastnosti (např. zkyslé);
·
musí být dodržena teplota uchování 4 – 6 °C;
·
mléko musí mít neporušené složení (zvodnění, snížený obsah tukuprosté sušiny) (ŠTĚTINA, 2009 a).
3.5.2 Úprava mléka pro výrobu jogurtů 3.5.2.1 Čištění Mléko se čistí před tepelným ošetřením. K odstranění hrubších nečistot se používají filtry, které jsou součástí potrubí pro přívod mléka. K dokonalému vyčištění mléka 21
dochází na odstředivkách, kde se oddělí i nepatrné částečky nečistot. Nečistoty se usazují v kalovém prostoru odstředivky, odtud se v určitých časových intervalech odstraňují (GAJDŮŠEK, 1998). 3.5.2.2 Standardizace tuku a tukuprosté sušiny Úprava obsahu tuku se provádí ve výrobku přídavkem smetany nebo odtučněného mléka tak, aby byl získán produkt o požadovaném obsahu tuku (nejméně 0,5 %) (PLOCKOVÁ, 2009 b). Fortifikace je proces zvyšování obsahu sušiny ve směsi za účelem získání požadovaných reologických vlastností jogurtu. Obsah celkové sušiny se pohybuje od 12,5 do 25 % (JANŠTOVÁ, HOLEC, 2004; ZADRAŽIL, 2002). Minimální obsah tukuprosté sušiny u jogurtových výrobků je 8,2 % a dosahuje hodnoty až 17 % (JANŠTOVÁ, HOLEC, 2004). Zvýšení obsahu tukuprosté sušiny (zvýšení podílu kaseinu a bílkovin syrovátky) vede ke zvýšení pevnosti koagulátu jogurtů a ke snížení oddělování syrovátky na povrchu. Nejčastěji používané způsoby jsou: ·
odpařování na odparkách, ultrafiltrace (výhodou je výborná konzistence a levné provedení);
·
přídavek sušeného odtučněného mléka (přídavek zvýší obsah TPS, proces je energeticky a finančně náročný);
·
přídavek sušené syrovátky (syrovátka zvyšuje obsah TPS, především obsah syrovátkových bílkovin, laktózy a minerálních látek; výhodou je zlevnění výrobku);
·
přídavek sušeného podmáslí (podmáslí zvyšuje obsah TPS a fosfolipidů, dochází tak k nutričnímu obohacení; proces je relativně nákladný a v řadě zemí nepřípustný);
·
přídavek mléčných koncentrátů: a) kaseinátů (zlepšují konzistenci, ale jsou nákladné a zhoršují barvu jogurtů), b) ultrafiltrovaného plnotučného nebo odtučněného mléka (zhoršuje barvu výrobku, ale jogurty mají lepší chuť a konzistenci), c) ultrafiltrovaná syrovátka (levná surovina, která zhoršuje chuť) (FORMAN et al., 1994; PLOCKOVÁ, 2009 b).
22
Smetanové jogurty jsou vyrobeny ze smetany s nejméně 10 % tuku, taková smetana obsahuje nejméně 18 % sušiny, proto se už neprovádí zahušťování. Výběr vhodného postupu se odvíjí od ekonomické stránky věci (FORMAN et al., 1994). Při použití sušeného odtučněného mléka je vhodnější použít mléko sušené rozprašováním, protože se lépe rozpouští než mléko sušené na válcích. Příhodné je použít sušené odstředěné mléko než sušené mléko obsahující tuk. Sušené mléko obsahující tuk by se mohlo nesprávným skladováním znehodnotit. Použije-li se sušené mléko horší jakosti, vznikají potíže při fermentaci a zhoršuje se konzistence jogurtů. V případě, že se sušené mléko špatně rozpouští nebo se špatně rozmíchá, usazuje se na dno a způsobuje písčitou chuť ve spodní vrstvě jogurtů (HYLMAR, 1968). Kromě složek mléčné sušiny se do výrobků přidávají sacharidy, umělá sladidla a stabilizátory, jejichž funkcí je upravovat chuť a konzistenci výrobků. Nejčastěji se používají sacharózy nebo glukózy, které jsou součástí ovocné složky jogurtů (mohou tvořit až 50 % ovocné složky). Vyšší přídavek sacharózy před zaočkováním zákysovou kulturou může negativně ovlivnit průběh fermentace (PLOCKOVÁ, 2009 b).
Přídavkem hydrokoloidů (váží vodu) se zvýší viskozita a zabrání se vyvstávání syrovátky. Vhodný typ hydrokoloidu a jeho koncentrace je stanovena experimentálně pro daný typ výrobku a pro použitou technologii. U výrobků značených jako přírodní (např. Natural Yoghurt) se hydrokoloidy nepoužívají a požadované viskozity se dosáhne zvýšením mléčné sušiny a způsobem fermentace. Přídavek hydrokoloidů je obvyklý u ovocných jogurtů a u výrobků ošetřených tepelným záhřevem po fermentaci (HOLEC, 2001; PLOCKOVÁ, 2009 b). 3.5.2.3 Deaerace Deaerace patří mezi základní technologické procesy při zpracování mléka a smetany. Jejím cílem je minimalizace obsahu vzduchu v mléce nebo smetaně. Provádí se vstřikem teplého mléka nebo smetany do komory s vakuem, kde se odstraní většina vzduchu. Deaerace zlepšuje homogenizaci, zvyšuje viskozitu a odstraňuje nežádoucí těkavé kyseliny. Obsah vzduchu se zvyšuje s přídavkem sušeného odtučněného mléka, proto musí být mléko po jeho přidání znovu odvzdušněno. 23
Přítomnost vzduchu by inhibovala růst některých bakterií, například rod Bifidobacterium je přísně anaerobní (GAJDŮŠEK, 1998; PLOCKOVÁ, 2009 b). 3.5.2.4 Homogenizace Dochází k mechanickému rozbití tukových kuliček na menší (velikost do 2 µm). Rozbitím jedné tukové kuličky vznikne 100 až 1 000 nových kuliček. Homogenizací se umožní ukládání tukových kuliček do dutin koagulátu kyselého mléčného kaseinu a tím se odstraní vyvstávání tuku na povrchu jogurtu. A také se dosáhne lepších reologických vlastností jogurtu. Rozlišujeme tři typy homogenizace: nízká, střední, vysoká. Tabulka 2: Typy homogenizace u fermentovaných výrobků (FORMAN et al., 1994)
Homogenizace Tlak v MPa
Teplota ve °C
nízká
0–3
38
střední
3 – 10
38
vysoká
10 – 20
60 – 70
Homogenizace nízká a střední ovlivňuje mléčný tuk, při vysoké homogenizaci jsou zasaženy i bílkoviny (kasein). Při výrobě jogurtů se obvykle provádí vysoká homogenizace (15 – 20 MPa při 58 – 60 °C): kaseinové micely jsou roztříštěny na submicely a stanou se lipofilními. Dojde ke shromáždění submicel na mléčném tuku (nové obaly tukových kuliček) a tím se stabilizuje bílkovinný komplex. Vznikem komplexu se zlepší schopnost bílkovin vázat vodu a nedochází k synerezi na povrchu jogurtů (FORMAN et al., 1994; HOLEC, 2001; SPREER, 1998; ZADRAŽIL, 2002). Podle požadavků na výrobek se provádí jednostupňová nebo dvoustupňová homogenizace. -
Jednostupňová homogenizace se používá u výrobků s nízkým obsahem tuku (kdy dochází k minimální tvorbě shluků tukových kuliček) nebo při požadavku na vyšší viskozitu.
-
Dvoustupňová homogenizace je založena na průchodu mléka dvěma po sobě následujícími homogenizačními hlavami. Na 2. stupni se tukové kuličky nezmenšují, ale dochází k rozbití jejich shluků. Tato metoda se používá při požadavku na stejnorodost směsi a pro výrobky s vysokým obsahem tuku (ŠTĚTINA, 2009 b). 24
Vlivem rozrušení tuku a kaseinu mléka se posouvá počátek srážení mléka do oblasti nižšího pH (4,9), což napomáhá zkrácení kysacího procesu (HOLEC, 2001). Homogenizátory jsou vysokotlaká pístová čerpadla, která protlačují mléko úzkou štěrbinou homogenizační hlavy (GAJDŮŠEK, 1998). 3.5.3 Bakterie mléčného kysání Bakterie mléčného kysání mají konzervační vlastnosti, které se využívají při prodlužování trvanlivosti potravin živočišného i rostlinného původu. Hlavním produktem jejich činnosti je kyselina mléčná (GÖRNER, VALÍK, 2004). Bakterie mléčného kysání lze rozdělit do dvou všeobecných kategorií – podle konečných produktů jejich metabolismu nebo podle optimální teploty růstu. Homofermentativní bakterie mléčného kysání produkují jako hlavní metabolit kyselinu mléčnou, zatímco heterofermentativní produkují další produkty (kyselinu octovou, CO2 a etanol). Mezofilní bakterie mléčného kysání rostou nejlépe při teplotě 25-30 °C, kdežto termofilní preferují teploty 40 – 45 °C a rostou větší rychlostí než mezofilní (GAJDŮŠEK, 1998). Bakterie mléčného kysání produkují vedle kyseliny mléčné i jiné látky (acetaldehyd, volné těkavé mastné kyseliny, diacetyl apod.), rozkládají bílkoviny, případně i tuky a potlačují patogenní a škodlivé mikroorganismy (GAJDŮŠEK, 1998). Dokáží rychle snížit hodnotu pH na 3,8 až 4,6. Což zamezuje růstu nežádoucích bakterií vyskytujících se v potravinách. Ovšem toto pH vytváří vhodné prostředí pro růst kvasinek a plísní, které nejčastěji způsobují mikrobiální vady jogurtů (FORMAN et al., 1994; GÖRNER, VALÍK, 2004). Rod Streptococcus Streptokoky jsou grampozitivní, nesporolující, fakultativně anaerobní koky. Jejich optimální teploty růstu jsou okolo 37 °C a nižší s výjimkou Streptococcus salivarius subsp. thermophilus. Koky mají v průměru velikost 2 µm a jsou uspořádány v párech, krátkých nebo delších řetízcích. Rod Streptococcus se nově rozdělil na rody Lactococcus a Enterococcus (GAJDŮŠEK, 1998). Z pohledu výroby jogurtů je nejdůležitější kmen Streptococcus salivarius subsp. thermophilus. Je součástí mikroflóry směsných jogurtových kultur (ZADRAŽIL, 2002). Rod Lactobacillus 25
Laktobacily se množí, rostou a metabolizují za anaerobních podmínek, ale i za sníženého obsahu kyslíku, tam kde mají dostatek fermentovaných sacharidů, bílkovin a nukleových kyselin. Laktobacily obecně produkují kyselinu mléčnou, octovou, CO2 a ehtanol. Tímto snižují pH pod hodnotu 4 (GAJDŮŠEK, 1998). Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus společně se Streptococcus salivarius subsp. thermophilus zajišťují biochemické pochody a tím i charakteristické znaky finálních jogurtových výrobků (ZADRAŽIL, 2002). Rod Bifidobacterium Kmeny bifidobakterií se v mlékárenském průmyslu využívají v kombinaci s dalšími bakteriemi ostatních kmenů na výrobu probatických kysaných mléčných výrobků. Používají se při výrobě kysaných mléčných výrobků (FORMAN et al., 1994; ZADRAŽIL, 2002). Převážná většina kmenů z rodu Bifidobakterium jsou anaerobního charakteru, jsou heterofermentativní, ale neprodukují CO2, propionovou ani máselnou kyselinu. Hlavními produkty jsou kyselina mléčná a octová, v poměru 2 : 3. Mezi vedlejší produkty patří: kyselina mravenčí, kyselina jantarová, acetaldehyd, aceton, acetoin, diacetyl (GAJDŮŠEK, 1998; ZADRAŽIL, 2002). Bifidogenní kmeny jsou přirozenou součástí zažívacího traktu všech savců, kde napomáhají potlačovat nežádoucí mikroflóru, proto se jejich růstová optima pohybují v rozmezí 37 – 43°C a pH 6,5 – 7,0. Morfologicky jsou velmi variabilní. Vytváří tyčinky všech velikostí (krátké, středě dlouhé, dlouhé) anebo specifické tyčinky ve tvaru písmene Y. Mohou být uspořádány jednotlivě, do řetízků anebo do tvaru písmene V (ZADRAŽIL, 2002). Podmínky kultivace: 37 °C po dobu 16 – 24 hodin, 1,5% inokulum. B. bifidum vytváří řidší sraženinu a film je potrhaný. B. longum vytváří táhlovitou konzistenci v důsledku produkce extracelulárních polysacharidů (FORMAN et al., 1994). 3.5.3.1 Čisté mlékařské kultury Čisté mlékařské (starterové) kultury jsou specifické bakterie mléčného kysání, které jsou používány k inokulaci mléka a jejich metabolismy vytváří charakteristiku daných mléčných výrobků.
26
Obsahují jeden nebo více identifikovaných a definovaných rodů, druhů popřípadě kmenů mikroorganismů se specifickými vlastnostmi. Z pohledu výroby jogurtů se nejvíce využívají jogurtové a bijogurtové směsné kultury (GAJDŮŠEK, 1998).
A) Směsné kultury Směsné kultury tvoří základ mléčných výrobků. Kombinace kmenů různých druhů se osvědčila z hlediska zvýšení odolnosti a vitality (ZADRAŽIL, 2002). B) Jogurtové směsné kultury Mikroflóru směsných jogurtových kultur tvoří kmeny Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus a Streptococcus salivarius subsp. thermophilus v poměru tyčinek ke kokům 1 : 1 až 1 : 2. Součástí jogurtových kultur mohou být kmeny bifidobakterií např. Bifidobakterium bifidum. (ZADRAŽIL, 2002). Někdy se používá i Lactobacillus helveticus a i Lactobacillus delbrueckii ssp. lactis. K jejich nasazení dochází především proto, že se ve výrobním procesu chovají odolněji než citlivý Streptococcus salivarius subsp. thermophilus. Použité kultury se při zrání symbioticky ovlivňují. L. delbrueckii ssp. bulgaricus částečně odbourává kasein a tím uvolňuje valin, histidin, metionin, kys. glutamovou a leucin. Zejména valin působí stimulačně na rozvoj Streptococcus salivarius subsp. thermophilus. Streptokoky pak tvoří kyselinu mléčnou a vytváří příznivé podmínky pro rozvoj laktobacilů. Produkce kyseliny mléčné začíná po 30 minutách inkubace, tj. po prvním dělení mikroflóry (GÖRNER, VALÍK, 2004; HOLEC, 2001; PLOCKOVÁ, 2009 a). Při fermentaci je důležité udržet správný poměr laktobacilů ku streptokokům a vytvořit podmínky pro vznik požadovaného množství metabolitů (kyselina mléčná: 0,85 – 1,20 %, acetaldehyd: 10 – 15 mg/kg, biacetyl: 1 – 2 mg/kg). Základní složkou jogurtového aroma je acetaldehyd (PLOCKOVÁ, 2009 a). Zvýšení inokula, prodloužení doby a teploty kultivace vede ke zvýšení počtu laktobacilů a tím ke zvýšení kyselosti (vyšší podíl D (-) izomerů kyseliny mléčné). V současné době se fermentace vede ve prospěch streptokoků. Následkem je nižší kyselost a nižší obsah acetaldehydu (GAJDŮŠEK, 1998; GÖRNER, VALÍK, 2004; PLOCKOVÁ, 2009 a). Charakteristika bakterií jogurtové kultury 27
Bakterie Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus jsou homofermentativní (hexózu fermentují na D (-) kyselinu mléčnou, pentózy a glukonáty nefermentují), grampozitivní, fakultativně anaerobní, mezofilní koky s optimální teplotou růstu mezi 37 – 45 °C. Produkují kyselinu mléčnou, látky s antibakteriálním účinkem (nisin, bakteriociny) a karbonylové sloučeniny (acetaldehyd, aceton, biacetyl, acetoin). Vykazuje mírnou proteolytickou a lipolytickou aktivitu. Tvorba aromatických látek, hlavně acetaldehydu,
je spojena především
s L. delbrueckii ssp. bulgaricus. Acetaldehyd se začíná tvořit při pH 5,0 (FORMAN et al., 1994; HEJLOVÁ, 1997). Streptococcus salivarius subsp. thermophilus patří mezi homofermentativní, grampozitivní, fakultativně anaerobní koky s vysokou tvorbou L(+) mléčné kyseliny. Mezi vedlejší produkty metabolismu patří: acetaldehyd, aceton, biacetyl, acetoin (GAJDŮŠEK, 1998). Na jogurtovém aroma se také podílejí mastné kyseliny: máselná (C 4), kapronová (C 6), kaprylová (C 8), kaprinová (C 10), laurová (C 12). Mastné kyseliny vznikají hydrolýzou mléčného tuku a deaminací aminokyselin. Slizové látky tvoří některé bakterie vlivem nepříznivých fyziologických a životních podmínek. Tento sliz je tvořen polysacharidy (dextrany), které slouží jako zásobní anebo ochranné látky. Jogurtové bakterie za normálních okolností netvoří sliz, ale v případě nepříznivých podmínek jej začnou tvořit. Jogurty se pak stávají táhlovité. Hořké látky se v jogurtu mohou vyskytnout vlivem nadměrné proteolýzy mléčných bílkovin. L. delbrueckii ssp. bulgaricus štěpí volné aminokyseliny a stimuluje tak růst S. thermophilus
a
zvyšuje
stravitelnost
produktu
(GÖRNER,VALÍK,
2004;
PLOCKOVÁ, 2009 a). Jogurtová kultura po kultivaci 2,5 až 4 hodiny při 43°C vykazuje tyto vlastnosti: ·
kyselá jogurtová chuť i vůně;
·
hustá homogenní sraženina, film na skle se rozděluje v praménky;
·
titrační kyselost je vyšší než 40 SH;
·
mikroskopický preparát- poměr tyčinek a koků 1 : 2 až 2 : 1 (FORMAN et al., 1994; ŠUSTOVÁ, 2010).
Požadavky na jogurtové kultury
28
Jogurtové kultury mají zajistit správný průběh výrobního procesu a požadovanou jakost hotového výrobku. Proto jsou na ně kladeny následující požadavky: ·
vytvářet dostatek typických aromatických látek;
·
produkovat slizovité látky zlepšující konzistenci jogurtů;
·
štěpit mléčné bílkoviny;
·
dostatečně rychle produkovat kyselinu mléčnou při fermentaci a nepřekysávat při chlazení jogurů.
Kultury s příliš intenzivní tvorbou kyseliny mléčné mají tendenci k překysávání jogurtů při chlazení. Při pomalé tvorbě kyseliny mléčné, na začátku fermentace, se v jogurtu mohou začít
množit
koliformní popřípadě choroboplodné bakterie
(GÖRNER,VALÍK, 2004). C) Bijogurtové směsné kultury Mají podobné organoleptické vlastnosti jako jogurtová kultura. Je tvořena kmeny Streptococcus salivarius subsp. thermophilus a Lactobacillus acidophilus v poměru 1 : 1 až 2 : 3. Přítomné bakterie se většinou pěstují odděleně a mísí se ve vhodném poměru při přidávání do tepelně ošetřeného mléka (ZADRAŽIL, 2002). 3.5.3.2 Probiotika Probiotika jsou živé organismy, které při podání v přiměřeném množství přináší hostiteli zdravotní výhody. Nejčastěji jsou jako probiotika používány bakterie mléčného kysání, ale lze využívat i jiných bakterií (např. Bacillus) nebo kvasinek. Ze zdravotního hlediska probiotika působí na prevenci a léčení průjmů způsobené patogenními mikroorganismy a na rovnováhu zažívacího traktu. Probiotický organismus musí zůstat v potravinách v živém stavu a v takovém množství, aby se mohl dostat do trávícího traktu (BENEŠOVÁ, 1996; PLOCKOVÁ, 2009 b). K nejpoužívanějším probiotickým bakteriím patři např. Lactobacillus acidophilus LA5, Lactobacillus casei Shirota, Bifidobacterium longum BB536, Bifidobacterium breve Yakult aj. (PLOCKOVÁ, 2009 b). Bifidobakterie se vybírají na základě schopnosti růstu, produkce organických kyselin v mléce a reologických vlastností výrobku. Dále se vybírají podle pozitivních účinků na člověka. Např. Bifidobacterium longum je kladně hodnoceno z důvodu produkce extracelulárních polysacharidů (zlepšení chuti výrobků) a jsou aktivní při 29
odstraňování kontaminantů z lidského zažívacího traktu. Dává se přednost těm kmenům, které mají schopnost růst v mléce a vykazují životaschopnost po celou dobu skladování produktu. Počet živých mikroorganismů by se měl pohybovat alespoň mezi 106 – 108 KTJ/ml (FORMAN et al., 1994).
Množství probiotických bakterií v jogurtech ovlivňuje zejména: ·
kombinace probiotických kmenů s tradičními zákysovými kulturami (např. Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus svými metabolity stimuluje růst Bifidobacterium sp.);
·
množství rozpuštěného kyslíku (deaerací mléka a použitím vzduchotěsných obalů je v jogurtech nízký obsah kyslíku, který podporuje růst a množení bifidobakterií);
·
velikost inokula (probiotické bakterie rostou v mléce špatně, proto se používá na zaočkování 5 – 10% inokulum);
·
inkubační teplota (vzhledem k intestinálnímu původu probiotických bakterií se tato teplota pohybuje okolo 37 °C);
·
vysoká
kyselost
(v překysaných
výrobcích
se
snižuje
životaschopnost
bifidobakterií); ·
nízká skladovací teplota (teplota pod 4 °C pozastavuje růst L. delbrueckii subsp. bulgaricus a tvorbu kyseliny mléčné, čímž se zlepšuje přežívání bifidobakterií) (PLOCKOVÁ, 2009 b).
Při průmyslovém použití probiotických bakterií se používá koncentrovaných zmrazených nebo lyofilizovaných zákysových kultur. Některé způsoby jejich aplikace při výrobě jogurtů: ·
oddělené zakysání tradičních a probiotických kultur (ke smíchání dojde až ve fermentačním tanku);
·
fermentace mléka tradiční kulturou, následný přídavek koncentrované probiotické kultury před balením (PLOCKOVÁ, 2009 b).
3.5.3.3 Mikrooragnismy kontaminující jogurty Jogurty fermentované při 42 – 45 °C, 2,5 – 3,5 hod. s kyselostí 60 – 65 SH jsou z mikrobiologického hlediska bezpečné potraviny. Rychlý vznik kyseliny mléčné 30
nedovoluje růst kontaminující mikroflóry. Míchané jogurty s normální fermentací umožňují růst mezofilní a koliformní mikroflóry. V jogurtech také mohou být obsaženy kvasinky a plísně. Jestliže dojde ke kontaminaci mléka po pasteraci, dochází k jejich množení během fermentace i během skladování. Kvasinky a plísně dobře snáší kyselé prostředí a nižší teploty. Ke kontaminaci může dojít použitím kontaminované jogurtové mikroflóry, použitím staršího provozního zákysu nebo kontaminovaným džemem (sirupem). Výsledkem jejich metabolické činnosti je změna chuti (kvasničná) a plynatost jogurtů (bublinky v jogurtu a nafouklé spotřebitelské obaly). Nejčastější kvasinky: Saccharomyces cerevisce a Kluyveromyces fragilis. V míchaných jogurtech s vyšším obsahem kyslíku a nižší kyselostí se může objevit Bacillus cereus (roste při nižších teplotách). Jeho spory přežívají pasteraci. Způsobuje sladké srážení jogurtů a vzniká tak nesouvislá sraženina s chuťovými změnami (GÖRNER, VALÍK, 2004). 3.5.4 Zákysové kultury „Zákysové kultury jsou vybrané definované a živé mikroorganismy, které se používají ve vodné formě jako očkovací dávka v množství nejméně 106 buněk/g s cílem zahájení procesu fermentace, která má zlepšit vzhled, chuť, vůni a trvanlivost, případně zajistit další požadované funkční vlastnosti produktu“ (PLOCKOVÁ, 2009 a). Použití zákysových kultur Klasické tekuté kultury, pro zaočkování matečné kultury, se v dnešní době omezují. Nejvíce se používají koncentrované lyofilizované kultury pro přímé zaočkování provozního zákysníku nebo výrobního tanku. Jejich nevýhodou je delší aktivace v mléce oproti koncentrovaným zmrazeným kulturám. Lyofilizované kultury pro zaočkování matečné kultury nebo matečného zákysu se používají v situacích, kdy je potřeba jen malé množství kultury. Koncentrované zmrazené kultury (skladované při -18 °C) umožňují přímé zaočkování provozního zákysníku nebo výrobního tanku. Jejich použitím se ušetří čas, náklady i práce. Nevýhodou je nutnost dodržení teploty (nižší než -45 °C) při skladování a přepravě. Při zmrazení na -196 °C jsou uchovatelné více než rok (GÖRNER, VALÍK, 2004; PLOCKOVÁ, 2009 a; ZADRAŽIL, 2002). 31
Obrázek č. 1: Příprava jednotlivých zákysových kultur v mlékárně (PLOCKOVÁ, 2009 a)
Procesy vedoucí k fermentaci mléka ve výrobníku: Tepelné ošetření Ke kultivaci se používá buď vysoce jakostní čerstvé mléko, obnovené jakostní sušené mléko (plnotučné nebo odtučněné) nebo speciální obnovené sušené médium pro přípravu kultur. Mléko pro růst zákysové kultury se musí tepelně ošetřit, aby došlo ke zničení přítomných
bakteriofágů,
mikroorganismů
a
vypuzení
rozpuštěného
kyslíku.
(GÖRNER, VALÍK, 2004; ZADRAŽIL, 2002). Tabulka 3: Úprava mléka pro přípravu zákysů (PLOCKOVÁ, 2009 a) Mléko pro:
Tepelná úprava
Tlak
Nádoba
matečnou kulturu
95 °C/30 min
0,12 MPa/30 min
100 ml láhev
matečný +
90 – 95 °C/30 – 45 min
kontejner
90 – 95 °C/30 – 45 min
500 – 1 000 l zákysník
mezioperační zákys provozní zákys
Ochlazení na teplotu inokulace Teplota inokulace se liší podle typu bakteriální kultury, bývá uvedena na obalu komerční kultury a je nutné ji dodržovat. Pokud dojde při inokulaci jogurtové kultury 32
k malé teplotní výchylce (zvýšení teploty), dojde k nárůstu laktobacilů vůči streptokokům a tím se může změnit typická chuť finálního výrobku. Typická iokulační teplota pro jogurtové kultury je 42 – 45 °C a pro probiotické kultury 37 °C (PLOCKOVÁ, 2009 a). Zaočkování Mléko pro matečnou kulturu se naočkovává injekční stříkačkou. Kontejner pro matečný, mezioperační nebo provozní zákys se zaočkovává pomocí proudu sterilního vzduchu. Je důležité dodržet dávku inokula (FORMAN et al., 1994; PLOCKOVÁ, 2009 a). Inkubace Inkubace je zahájena po promíchání inokula s kultivačním médiem. Bakterie se rychle pomnožují a fermentují laktózu na kyselinu mléčnou. Je důležité kontrolovat pH (při požadovaném stupni kyselosti se ukončí fermentace) a teplotu (neměl by nepřevládnout rod Lactobacillus) (GÖRNER, VALÍK, 2004; PLOCKOVÁ, 2009 a). Zchlazení kultury Chlazení se provádí po dosažení titrační kyselosti (vyšší než 40 SH). Zchlazení má zastavit bakteriální množení a zároveň zachovat vysoký stupeň aktivity kultur. Kultury, které budou použité v následujících 6 hodinách se chladí na teplotu 10 – 12 °C. Pro delší dobu skladování se musí skladovat při teplotě 5 °C (PLOCKOVÁ, 2009 a). Mlékárny a provozovny si samy mohou zkontrolovat mikrobiologii zákysů pomocí mikrobiotestu. Tímto testem lze odhalit zdroje kontaminace ve výrobním procesu, jsou vyrobeny pro určování koliformních bakterií, plísní, kvasinek a všech redukujících mikrobů (ZADRAŽIL, 2002). 3.5.4.1 Kysací křivka Růstová křivka graficky znázorňuje množení bakterií mléčného kysání při kultivaci v tekutém médiu. Množení mikroorganismů neprobíhá stále exponenciálně, odvíjí se od spotřeby živin a tvorby toxických metabolitů v kultivačním médiu. Nahromadí-li se určité množství nežádoucích metabolitů, dochází ke zpomalení až zastavení růstu. Na osu x se vynáší čas v hodinách a na osu y přirozený logaritmus (ln) počtu živých bakterií.
33
Logaritmus počtu mikrobiálních buněk se nejčastěji stanovuje pomocí mikroskopu (počítání buněk) nebo kultivačně na kultivačním médiu na Petriho misce. Růstová křivka má několik fází: Lag – fáze: během této fáze se buňky nerozmnožují, zvětšují svůj objem a aktivují svůj enzymový systém. Délka lag-fáze se liší podle druhu mikroorganismů, fyziologického stavu buněk, složení růstového média a velikosti inokula. Fáze zrychlujícího se růstu: buňky se začínají rychle dělit. Logaritmická fáze: dochází k pravidelnému a rychlému množení buněk. Počet mikrobiálních buněk roste exponenciálně s časem. Fáze zpomalujícího se růstu: rychlé dělení buněk pomíjí a dochází k odumírání buněk. Stacionární fáze: se vzrůstající koncentrací toxických metabolitů a snižujícím se obsahem živin dochází k pomalému dělení a postupnému odumírání buněčné populace. Délka stacionární fáze se u jednotlivých organismů liší v závislosti na jejich citlivosti k okolním podmínkám. Fáze postupného odumírání: buňky se už nedělí, živé buňky pouze hynou (ŠUPINOVÁ, 2009).
Obrázek č. 2: Kysací křivka (ANONYM a, 2006) 1)lag-fáze, 2)fáze zrychlujícího se růstu, 3)logaritmická fáze, 4)fáze zpomalujícího se růstu, 5)stacionární fáze, 6)fáze postupného odumírání buněk.
Fyziologické vlastnosti mikrobiálních buněk jsou v různých fázích kysací křivky odlišné. Buňky z lag-fáze a exponenciální fáze jsou více citlivé k okolním nepříznivým podmínkám než buňky z fáze stacionární a odumírání. Kdybychom převedli buňky do nového prostředí, buňky stacionární fáze mají větší šanci na růst a přežití než buňky z exponenciální fáze (ANONYM a, 2006). 34
3.5.5 Doplňkové suroviny do jogurtů 3.5.5.1 Ochucující složky Do mlékáren se dodávají v hotové podobě. Jsou to především ovocné přísady (ovoce v přírodním stavu, ovocné dřeně, džemy, šťávy a sirupy). Mezi nejrozšířenější ovocné příchutě patří: jahodová, meruňková, broskvová, borůvková, malinová atd. Další rozšířené příchutě jsou: čokoládová, vanilková, lískový oříšek, vaječní likér (HOLEC, 2001). 3.5.5.2 Aditivní látky Potravinářské aditivní látky či také přídatné látky jsou takové sloučeniny nebo jejich směsi, které se k potravině záměrně přidávají při výrobě, zpracování, skladování nebo balení za účelem zvýšení její kvality. Mohou být přirozenou složkou potravy. Jako potravina se nevyužívají samostatně, mohou i nemusí mít výživovou hodnotu (LION TELEPERFORMANCE, 2008). Hlavní úkoly aditivních látek v potravinách: ·
zajištění hygienické nezávadnosti potravin;
·
zlepšení kvality potravin;
·
zvýšení dostupnosti ve všech ročních obdobích;
·
zlepšení nebo udržení jejich nutriční hodnoty;
·
zvýšení jejich přijatelnosti pro spotřebitele (vůně, barva, chuť);
·
usnadnění přípravy potravin;
·
prodloužení trvanlivosti potravin;
·
zlepšení technologických vlastností a textury potravin (EUFIC, 2001).
Legislativní předpisy Druhy a množství aditivních látek, které se smějí v potravinách vyskytovat, a podmínky jejich používání jsou stanoveny příslušnými právními předpisy. V Evropské unii musí být všechna potravinová aditiva před svým použitím v potravině hodnocena Evropským úřadem pro bezpečnost potravin (EFSA). A provádí se u nich toxikologické a karcinogenní testy (LION TELEPERFORMANCE, 2008).
35
Aditiva na obalech výrobků Přítomnost přídatných látek musí být uvedena na obalu výrobku. Aditivní látky se uvádí v sestupném pořadí podle klesajícího množství v potravině. Uvádí se příslušná kategorie (antioxidant, barvivo, konzervant, zahušťovadlo, emulgátor atd.) a dále název nebo písmeno „E“ s troj až čtyřmístným kódem (kódem E systému Evropské unie). Například E 330 nebo kyselina citronová (EUFIC, 2001). Aditiva přidávaná do fermentovaných mléčných výrobků, především do jogurtů Do jogurtů se nejčastěji přidávají stabilizátory. Ty umožňují udržovat fyzikálněchemické vlastnosti potraviny. Pro spotřebitele je důležitá barva a chuť výrobku, k dobarvení se používají potravinářská barviva a aromatizaci látky upravující aroma (ZADRAŽIL, 2002; KŘIVÁKOVÁ, 2009).
A) Stabilizátory ve fermentovaných mléčných výrobcích Stabilizátory používané v mlékárenském průmyslu lze rozdělit na živočišné (želatina) a rostlinné. Rostlinné se dělí na suchozemské a mořské. Mezi rostlinné suchozemské patří: nativní i modifikované škroby, dextriny, pektiny, moučka z jader lusku rohovníku, algináty, guarová guma a další. Pro zlepšení reologických vlastností se používají nativní i modifikované škroby z kukuřice, pšenice, rýže a brambor. Mezi mořské stabilizátory lze řadit agar a karagenany. Ze
syntetických
stabilizátorů
se
používá
karbonylmethylcelulóza
a karbonylmethylškrob (KŘIVÁKOVÁ, 2009). Časté stabilizátory: pektin, agar, škrob. U nás se k zahuštění jogurtů nejčastěji používají tyto škroby: kyselé hydrolyzované škroby, oxidované škroby, škrobové estery, hydroxyalkylethery a kyrboxymethylethery škrobu a enzymově odbourané škroby (KŘIVÁKOVÁ, 2009; ŠUSTOVÁ, 2010). Vliv stabilizátorů na fermentované mléčné výrobky Jogurty mají různou konzistenci, různý obsah tukuprosté sušiny i tuku. Jsou buď klasické bílé nebo ochucené, většinou obsahují další nemléčné složky (ochucující látky, aroma, barviva, stabilizátory). Pro zlepšení viskozity se přidávají hydrokoloidy. Hydrokoloidy v jogurtu vážou vodu a tím brání vyvstávání syrovátky z jogurtů. Používají se při výrobě nízkotučných jogurtů a jogurtů s nízkou sušinou. Také do 36
pasterovaných jogurtů je nutné přidávat stabilizátory, protože tepelný záhřev jogurty ztekutí. Jogurty jsou pak hladší, jemnější, homogeničtější a odolnější vůči výkyvům teploty. Hydrokoloidy váží vodu a vytváří se molekulární síť se složkami mléka, voda se pak nemůže pohybovat natož vyvstávat. Na tuhost koagulátu příznivě působí agar, alginát a karboxymethylcelulosa. Na vázání vody je dobrý pektin a želatina. Výběr stabilizátoru závisí na jeho vlastnostech, technolog musí sledovat bobtnavost, želírující schopnost, vliv na viskozitu, rozpustnost v závislosti na teplotě, tepelnou stabilitu, antioxidační účinky, vliv na chuť atd. Například enzymově odbouraný škrob je za studena rozpustný a chuťově neovlivňuje výrobek (ani při vyšších dávkách). Množství záleží na technologických postupech výrobců. Čím více se do jogurtů přidá stabilizátorů, tím vznikne hustší hmota (KŘIVÁKOVÁ, 2009).
B) Látky upravující barvu fermentovaných mléčných výrobků Stabilizace přirozené barvy potravin a jejich barvení se provádí z důvodu estetického a z důvodu standardizace barvy (vliv sezónních výkyvů). Atraktivní barva ovlivňuje spotřebitelskou oblibu. Při dobarvování kysaných mléčných výrobků se nejčastěji používají syntetická barviva identická s přírodními (např. oranžový β-karoten) a přírodní barviva (např. kurkumin). Syntetická barviva mají obecně intenzivnější barvu než barviva přírodní, mají stálý odstín barvy a jsou levnější než přírodní barviva (KŘIVÁKOVÁ, 2009; STRATIL, 2009). Příklady barviv používaných při výrobě jogurtů jsou uvedeny v přílohách.
C) Látky upravující aróma Do této skupiny dle STRATILA (2009) patří: ·
Látky k aromatizaci potravin (získané z rostlinného nebo živočišného původu. Např. meruňkové, hruškové, vanilkové aroma).
·
Sladidla ((syntetická- aspartam, acesulfam K) ; (přírodní- glukoso-fruktózový sirup)).
·
Regulátory kyselosti (citrát sodný a kyselina citronová, které okyselují jogurty).
37
3.6 Vlastní technologický postup výroby jogurtů Pro dosažení požadované vysoké jakosti a trvanlivosti jogurtů je nezbytné dodržovat přísný sanitačně-hygienický režim. Pro správnou konzistenci je nezbytné vhodné uspořádání výrobní linky tak, aby operace neovlivnily viskozitu výrobku (čerpání, chlazení, plnění, atd.) a probíhaly co nejšetrněji z hlediska mechanického a teplotního namáhání (FORMAN et al., 1994; HOLEC, 2001; PLOCKOVÁ, 2009 b). Princip výroby fermentovaných mléčných výrobků
Obrázek č. 3: Schéma výroby fermentovaných mléčných výrobků (PLOCKOVÁ, 2009 b)
38
3.6.1 Pasterace Syrové mléko se z hlediska zdravotní nezávadnosti nesmí používat na výrobu mléčných výrobků, protože může obsahovat původce alimentárních nákaz a patogenní mikroorganismy. Proto se mléko vždy tepelně ošetřuje (GÖRNER,VALÍK, 2004). Dále se u mléka pro výrobu jogurtů provádí tepelné ošetření z důvodů: ·
zničení bakteriofágů;
·
inaktivace enzymů;
·
zlepšení vlastností mléka jako substrátu pro zákysové kultury;
·
zajištění dostatečně pevného koagulátu ve finálním výrobku;
·
minimalizování vylučování syrovátky v hotovém jogurtu.
Při výrobě jogurtů se používá vysoká pasterace (85 – 95 °C po dobu 5 minut), kdy dochází k 80 – 85% denaturaci syrovátkových bílkovin (zlepší se jejich hydrofilní vlastnosti a na povrchu jogurtu nevyvstává syrovátka). Lze použít i UHT záhřev (135 – 150 °C na 2 až 4 s). Syrovátkové bílkoviny jsou uzavírány do trojrozměrné sítě kaseinových molekul. Tím vzniká pevnější koagulát bez uvolňování syrovátky (FORMAN et al., 1994; GAJDŮŠEK, 1998; ŠUSTOVÁ, 2010). Vysoký pasterační záhřev se provádí při diskontinuálním procesu ve víceúčelovém duplikátorovém tanku. Při velkém objemu výroby kontinuálním procesem se používají především deskové pastery nebo trubkové, méně výměníky tepla se stíraným povrchem. Deskový paster je vyroben z desek nerezového ocelového plechu, spojených gumovým těsněním a upevněných na kovový rám. Skládá se z chladící, regenerační (dvoukomorové) a pasterační sekce. Mezi deskami pasteru prochází po jedné straně zahřívané (studené) mléko a na straně druhé v protiproudu teče ohřívací (teplé) mléko. Mléko vtéká do regenerační sekce (I, II), předehřívá se zde studené mléko horkým pasterovaným. Odtud pokračuje mléko do pasterační sekce (k pasteraci se používá horkovodní okruh). Rozdíl teplot ohřívací vody a mléka by měl být co nejmenší, aby nedocházelo k připalování mléka. Mléko pokračuje do výdržníku (pokud je součástí pasteru), kde se prodlužuje doba působení pasterační teploty. Odtud je horké mléko vedeno přes regenerátor II a I do chladící sekce. Deskové pastery mají výkon 1 000 litrů/hodinu (minimlékárny) až po výkon 20 000 – 40 000 l/hod (GAJDŮŠEK, 1998). 39
3.6.2 Chlazení na teplotu zakysání Mléko je po pasteraci zchlazeno na teplotu inokulace, která je závislá na typu použité mikroflóry. V případě jogurtové kultury je to teplota 42 – 45 °C a v případě bifidogenní kultury 37 °C. U diskontinuálního procesu se surovina chladí přímo ve víceúčelovém tanku. U kontinuálního procesu probíhá chlazení v chladících sekcích pasteru a poté se surovina čerpá do fermentačního tanku. Čerpadlo musí být opatřeno přesnými průtokoměry (JANŠTOVÁ, HOLEC, 2004; PLOCKOVÁ, 2009 b; ZADRAŽIL, 2002). 3.6.3 Zakysání U diskontinuálního procesu výroby se surovina zakysá přímo ve víceúčelovém tanku. U kontinuální výroby se pasterované mléko čerpá do fermentačního tanku (ZADRAŽIL, 2002). Před použitím provozního zákysu je nutné promíchání, aby se zákysové kultury z koagulátu uvolnily. Je důležité rovnoměrné rozptýlení inokula po celém obsahu mléka, protože hrubé kousky mohou vyvstávat na povrchu a způsobovat nerovnoměrné srážení mléka (FORMAN et al., 1994; GAJDŮŠEK, 1998). 3.6.4 Fermentace a chlazení Pro výrobu jogurtů se používají dva typy fermentace v závislosti na druhu výrobku. 3.6.4.1 Typ I- (Set Yoghurts) jogurty s pevným koagulátem. Jogurty s pevným koagulátem (klasické jogurty) se vyrábí z mléka se zvýšenou 21% sušinou, ve které je 4,5 % tuku. Mléko se zaočkovává 1 – 2% kulturou a následně se plní do spotřebitelských balení a v nich se nechá prokysávat. Při výrobě ovocných jogurtů se ovocný podíl (džem, sirup) dávkuje na dno spotřebitelského balení (plastové kelímky, malé skleničky) a poté se zalévá zaočkovanou směsí nebo se džem dávkuje na povrch koagulátu (GÖRNER, VALÍK, 2004). Po uzavření kelímků se výrobky přemisťují do zracích skříní, popř. zracích tunelů nebo zracích místností. Ve zracích skříních se udržuje zrací teplota, aby mohla proběhnout fermentace přímo ve spotřebitelském obalu. Tato metoda se nazývá
40
termostatová a fermentace probíhá 3 – 3,5 hodiny při 42 – 45 °C. Po dosažení hodnoty pH 5,3 – 5,5 se výrobek chladí (FORMAN et al., 1994; GAJDŮŠEK, 1998). Chlazení probíhá ve dvou stupních: při 1. stupni se teplota sníží na 20 °C, a ve 2. stupni na 5 – 8 °C. Některé zrací boxy mají funkci jak inkubátoru, tak chladíren, např. zrací tunely mají inkubační i chladící sekci. V nich jsou jogurty umístěny na dopravní pás a tunelem fouká studený vzduch. Ze zracích skříní, které mají pouze inkubační funkci, se musí palety s jogurty převést do chladící komory. Manipulace s teplým koagulátem při přemisťování z inkubační do chladící komory je z hlediska výsledné konzistence méně šetrná než chlazení na místě inkubace. Jakmile jsou jogurty schlazené na 20 °C, přemístí se do skladu (5 °C) (FORMAN et al., 1994; JANŠTOVÁ, HOLEC, 2004; PLOCKOVÁ, 2009 b; ROBINSON et al., 2006). Jogurty vzniklé tímto způsobem jsou kyselejší (70 – 80 SH) a mají pevnější konzistenci (HYLMAR, 1968). Použité džemy a sirupy obsahují sacharózu, která podporuje růst kvasinek, proto se ovocné složky musí před použitím tepelně upravit (GÖRNER, VALÍK, 2004). 3.6.4.2 Typ II- (Stirred Yoghurts) jogurty s rozmíchaným koagulátem Koagulát vzniká ve fermentační nádobě (fermentační tanku, více účelový tank, fermentační/chladící tank, o velikosti 10 000 až 20 000 litrů) a struktura vzniklé sraženiny je rozrušena před nebo během procesu chlazení a balení. Fermentace v tanku může trvat 16 – 18 hodin při 30 °C, za použití 0,05 – 1% inokula. Někdy probíhá fermentace při hodnotách mezi termostatovou a tankovou metodou, např. 7 – 8 hod. při 30 – 36 °C. Po fermentaci se zakysaná směs ochladí na teplotu 18 – 20 °C, přidá se ovocný podíl a jogurty se plní do obalů. Následně se chladí na teplotu pod 10°C. V našich podmínkách se využívá spíše jednostupňové chlazení (FORMAN et al., 1994; GAJDŮŠEK, 1998; JANŠTOVÁ, HOLEC, 2004; PLOCKOVÁ, 2009). Při dosažení pH 4,5 – 4,7 se doporučuje přerušit fermentaci. Chlazení je jednostupňové na 5 až 8 °C. Jde provádět buď přímo ve víceúčelovém tanku cirkulací studené vody (2 °C) v meziplášti nebo speciálními agregáty zabudovanými přímo do zracího tanku (trubkové chladiče) nebo ve výměnících tepla- trubkové nebo deskové (do výměníku tepla se koagulát přečerpá ze zracího tanku pomocí šnekového čerpadla). Čerpání a chlazení koagulátu na deskových nebo trubkových výměnících tepla má nepříznivý vliv na reologické vlastnosti jogurtu. Použití trubkových chladičů je 41
mnohem šetrnější. (FORMAN et al., 1994; PLOCKOVÁ, 2009 b; ROBINSON et al., 2006). Při dlouhodobé kultivaci se méně rozvíjí laktobacily, což má za následek nižší kyselost a méně typickou jogurtovou chuť a vůni. Tato technologie je vhodnější pro ovocné jogurty, kde je základní chuť a vůně překryta aromaty. Kyselost se pohybuje v rozmezí 35 – 40 SH (GAJDŮŠEK, 1998; FORMAN et al., 1994). Pokud dojde k rychlému chlazení a manipulaci s nedostatečně prokysaným koagulátem, výsledkem je zhoršení konzistence jogurtu. Naopak velmi pomalé chlazení způsobuje dodatečné nežádoucí dokysávání výrobku (FORMAN et al., 1994). Vlivem této technologie může dojít k nahromadění kontaminující mikroflóry (koliformní bakterie, kvasinky, plísně) (GÖRNER, VALÍK, 2004). 3.6.4.3 Typ III (Drink Yoghurts) výrobek s nízkou viskozitou určený k pití Jogurtová mléka a koktejly jsou tekuté nápoje jogurtového typu. Koagulát vzniklý ve fermentačním tanku je při tepelném ošetření (pasterace nebo UHT záhřev) nebo při homogenizaci zcela rozrušen. Výrobky tepelně ošetřené po fermentaci se zásadně liší od tepelně neošetřených. Hlavním rozdílem je, že tepelně ošetřené po fermentaci neobsahují živé organismy a mohou se skladovat při pokojové teplotě. Fermentace probíhá obdobně jako u jogurtu s rozmíchaným koagulátem (16 – 18 hodin při 30 °C nebo 7 – 8 hod. při 30 – 36 °C), pouze se vyrábí z mléka se sníženým obsahem sušiny. Fermentace se ukončuje při dosažení titrační kyselosti 45 – 69 SH. Poté se pitné jogurty ochladí na 18 – 20 °C, přidají se pouze ochucující přísady a následuje tepelné ošetření. U pitných jogurtů se trvanlivost zajišťuje těmito způsoby: ·
Homogenizace a chlazení (trvanlivost 2 – 3 týdny při uchování v lednici).
·
Homogenizace, pasterace, aseptické plnění (trvanlivost 1 – 2 měsíce při uchování v lednici).
·
Homogenizace, UHT záhřev, aseptické plnění (trvanlivost několik měsíců při pokojové teplotě) (JANŠTOVÁ, HOLEC, 2004; PLOCKOVÁ, 2009 b).
42
Obrázek č. 4: Kysací křivka mléka zaočkovaného jogurtovou kulturou při 42 °C, vyjadřující pokles pH v závislosti na čase (GÖRNER, VALÍK, 2004)
3.6.5 Přídavek přísad Jakost ovocného podílu může zásadním způsobem ovlivnit jakost a trvanlivost jogurtu. Zpracované ovoce se do mlékáren dodává v kovových plechovkách, plastových obalech nebo v nerezových kontejnerech. Nejhygieničtější je čerpání přímo z nerezových kontejnerů, protože při ruční manipulaci s plechovkami a plastovými obaly se musí ovoce tepelně ošetřit. Přídavek ovoce do koagulátu může probíhat kontinuálně nebo diskontinuálně. Při diskontinuálním postupu se do tanku s koagulátem načerpá požadované množství ovoce, směs se šetrně promíchá a čerpá do plnícího zařízení. Při kontinuálním postupu se koagulát zchladí na 15 – 20°C a poté se mísí s ovocným podílem v mísícím zařízení, které dávkuje směs do spotřebitelského balení. Mísící zařízení přesně odměřuje množství koagulátu i ovoce a směšovací jednotka umožňuje stejnoměrné rozmíchání (FORMAN et al., 1994). 3.6.6 Plnění a chlazení Pro výrobky s požadovanou delší dobou trvanlivosti se používají vysokokapacitní aseptické plničky. Jogurty se plní do předem vyrobených skleniček nebo plastových kelímků. Plastové kelímky jsou kryty aluminiovou folií, která je sterilována roztokem peroxidu vodíku (následně se odpařuje horkým vzduchem) nebo UV světlem. Plněné probíhá pomocí pístové plničky, na provozní lince, kde je přetlak sterilního vzduchu (PLOCKOVÁ, 2009 b; ZADRAŽIL, 2002). 43
Konečné chlazení kelímků uložených ve spotřebitelských obalech probíhá v chladírnách. Jogurty jsou chlazeny na expediční teplotu 2 – 7 °C (FORMAN et al., 1994). Nedostatečně vychlazené výrobky překysávají a dochází k chuťovým odchylkám (hořknutí) a na jejich povrchu se začínají množit křísovité mikroorganismy (ŠUSTOVÁ, 2010). 3.6.7 Distribuce a trvanlivost jogurtů Trvanlivost těchto výrobků je omezena dodatečným kysáním použité mikroflóry, což vede k překysání. Problém spočívá také v možném pomnožení kontaminující mikroflóry. Nejvýznamnější pro prodlužování trvanlivosti všech fermentovaných mléčných výrobků je zachování chladírenského řetězce od výrobce až na stůl spotřebitele. Ideální je zachování teploty mezi 2 – 5 °C. Další omezení nežádoucích aktivit v jogurtech se řeší pasterací připravených standardizovaných směsí (ovocné dřeně, džemy,…), aseptickou výrobou, sterilací částí výrobních zařízení, balením pod ochrannou atmosférou
CO2 nebo N2, termizací
finálních výrobků (60 až 78 °C až po 30 minut, ale tyto výrobky se musí označovat jako dezerty) atd. Za takových výrobních podmínek jsou fermentované mléčné výrobky trvanlivé při 2 – 5 °C po 4 až 6 týdnů (FORMAN et al., 1994; HOLEC, 2001). Další možností prodlužování trvanlivosti jogurtů je zmrazování, kdy se při dodržení teplot -25 až -18 °C prodlouží trvanlivost na 3 – 12 měsíců. Chemickou konzervací se trvanlivost prodlužuje na několik měsíců. Dopomáhá k tomu použití kyseliny sorbové a sorbanů, které jsou v povolených množstvích obsaženy v ovocném podílu (FORMAN et al., 1994). 3.6.7.1 Označování jogurtů ·
„Název obchodní firmy a sídlo výrobce,
·
název druhu (jogurt bílý) a podskupiny (smetanový, nízkotučný, se sníženým obsahem tuku) pro neochucené jogurty; u ochucených výrobků se místo slova „bílý“ označuje použitá ochucující složka,
·
množství v g nebo ml (cl, dl),
·
obsah tuku v %,
·
údaj o způsobu skladování, 44
·
datum použitelnosti (označeno slovy „spotřebujte do: “),
·
složení jogurtu- musí být uvedeny všechny složky a to v sestupném pořadí (na prvním místě bude složka, které výrobek obsahuje nejvíce),
·
zdravotní upozornění, pokud jogurt obsahuje složky, které mohou být pro některé konzumenty zdravotním rizikem,
·
pokud jogurt obsahuje vitamíny, musí při překročení určitého obsahu mít uvedenou doporučenou denní dávku (DDD) v % na 100 g “ (ŠUSTOVÁ, 2010).
3.6.7.2 Vliv vysokého tlaku na jakost jogurtů Vědci ze zahraničí zjišťovali účinek vysokého tlaku na zamezení nežádoucího kysnutí jogurtů v obalech. Prokázali, že ošetření tlakem pod 200 MPa mu nezabrání. Při skladování po dobu 2 týdnů zůstane počet živých bakterií mléčného kysání stejný. Ošetření tlakem 200 – 300 MPa zabraňuje kysnutí a udržuje původní počet bakterií. Tlak nad 300 MPa zabraňuje kysnutí a snižuje počet jogurtových bakterií úměrně k rostoucímu tlaku. Při všech variantách zůstává struktura jogurtu stejná. Z toho vyplývá, že hydrostatický tlak 200 až 300 MPa může zajistit jakost jogurtů při skladování i distribuci (LUKÁŠOVÁ, 2001). Tabulka č. 4: Vliv tlaku na nežádoucí kysnutí jogurtů v obalech Tlak (MPa)
Čas (min)
Teplota
Nežádoucí kysnutí v obalech
pod 200
10
pokojová teplota
proběhne
200 – 300
10
pokojová teplota
neproběhne
nad 300
10
pokojová teplota
neproběhne
3.6.8 Vady jogurtů 3.6.8.1 Organoleptické změny: ·
Slabá kyselost jogurtu – může být způsobena nekvalitní kulturou nebo zákysem. Špatná kvalita zákysu může být způsobena příliš nízkou nebo vysokou teplotou kultivace při přípravě provozního zákysu.
·
Silná kyselost bývá spojena s hořkou chutí jogurtu, vzniká ponecháním zákysu dlouhou dobu při fermentační teplotě. Na povrchu jogurtů se začnou množit křísovité mikroorganismy.
·
Tvorba plynů – je vyvolána velkým množstvím nežádoucích koliformních bakterií Coliaerogenes. 45
·
Ztráta typického jogurtového aromatu vzniká při potlačení laktobacilů v jogurtové kultuře.
·
Vločkovitost jogurtu je zapříčiněna pomalým srážením.
·
Kvasničná chuť – přítomnost kvasinek (sekundární kontaminace) (HEJLOVÁ, 1997).
3.6.8.2 Technologické vady: ·
Zdlouhavé srážení nebo nesrážení jogurtu vůbec – tato vada je zapříčiněna použitím příliš staré, překysané nebo poškozené kultury.
·
Uvolňování syrovátky na povrchu jogurtu – může být způsobeno fermentací při vysoké teplotě, zaočkováním mléka vysokou dávkou kultury nebo dlouhým zráním jogurtu. Na této vadě se také může podílet malý počet laktokoků.
·
Vysoká dávka kultury – způsobuje písčitou až moučnatou chuť jogurtu (HEJLOVÁ, 1997).
3.7 Základní tržní skupiny jogurtů Jogurty jsou rozděleny na přírodní (Naural Yoghurts, Yoghurts) a ochucené jogurty (Flavoured Yoghurts). Mohou obsahovat přírodní nemléčné složky (ovoce, zelenina), aromata, barviva a stabilizátory (rostlinného nebo živočišného původu) (FORMAN et al, 1994). Podle způsobu fermentace mohou být jogurty: pevné, z tradiční výroby, se zráním ve spotřebitelském obalu (set yoghurts) nebo jogurty šlehané z kontinuální výroby se zráním ve fermentoru (stirred yoghurts) (FORMAN et al, 1994; HOLEC, 2001). Tabulka č. 5: Obsah mléčného tuku a sušiny tukuprosté u jogurtů (DRAGOUNOVÁ, 2003) Druh jogurtu
Obsah mléčného tuku v %
Jogurt bílý smetanový
Nejméně 10
Jogurt bílý
Nejméně 3,0
Jogurt se sníženým obsahem tuku Jogurt bílý nízkotučný nebo odtučněný
Obsah sušiny tukuprosté v % hmotnosti
Nejméně 8,2
Méně než 3,0
Méně než 0,5
46
Ochucené jogurty jsou vyráběny a označovány podle výše uvedených mléčných výrobků s tím, že přídavek ochucující složky smí být nejvýše 30 % hmotnostních (DRAGOUNOVÁ, 2003). 3.7.1 Druhy jogurtů Bílý jogurt – je základním výrobkem jogurtů. Má pevný koagulát a jsou z něho odvozeny ochucené varianty. Vyrábí se z mléka nebo mléka částečně zahuštěného (odpařením nebo přidáním sušeného mléka) nebo z mléka jinak standardizovaného na různý obsah tuku, bílkovin a tuku prosté sušiny. České jogurty s pevným koagulátem mívají 4,5 % tuku a 16 % tukuprosté sušiny (HOLEC, 2001; ZADRAŽIL, 2002). Ovocný jogurt – je bílý jogurt (s pevným koagulátem) s přídavkem ovoce nebo džemu. Ovocný podíl se dávkuje na dno spotřebitelského obalu, na to se dávkuje inokulované mléko a dále se pokračuje jako u bílého jogurtu. Lze zvolit i opačný postup, kdy se ovocný přídavek navrství na povrch hotového jogurtu a zavíčkuje se. Existují i výrobky s oddělenou ovocnou složkou, kterou do jogurtu vmíchá sám spotřebitel (HOLEC, 2001). Jogurt se sirupem – je vyráběn z pasterované směsi pro bílý jogurt. Sirup se do směsi rozmíchá po hodině ve fermentoru, jinak by sirup ovlivňoval kysání. Po dokonalém rozmíchání se směs plní do spotřebitelských balení. Po jejich uzavření se pokračuje v inkubaci (další 2 hodiny). Tím se zpevní konzistence výrobku a výrobek se zchladí (HOLEC, 2001). Jogurtový krém – slovem „jogurtový“ lze označit výrobek, který obsahuje nejméně 50 % hmotnosti jogurtu. Řadí se mezi krémovité (šlehané) jogurty s obsahem tuku 1,5 –4,5 % a 16,5 % tukuprosté sušiny. Výrobní postup a titrační kyselost je stejná jako u bílého jogurtu. Ve fermentátorech zraje krátkodobým způsobem, po rozmíchání se plní do obalů a chladí. Má krémovitou konzistenci (HOLEC, 2001; VYHLÁŠKA č. 77/2003 Sb.; ZADRAŽIL, 2002). Ovocný jogurtový krém – je vyráběn ze směsi pro bílý jogurtový krém. Při této výrobě se také může používat dlouhodobé zrání s 0,05 až 0,1 % jogurtové kultury při 28 až 30°C po dobu 16 až 18 hodin. Ke zralému jogurtu se přičerpá pasterovaná ovocná směs, džem nebo sirup a po rozmíchání se plní do obalů. Po uzavření se chladí pod 10 °C (HOLEC, 2001; ZADRAŽIL, 2002). Jogurty smetanové – obsahují nejméně 10 % mléčného tuku (ZADRAŽIL, 2002). 47
BIJO jogurty – obsahují Lactobacillus acidophilus a Streptococcus salivarius subsp. thermophilus (ŠUSTOVÁ, 2010). Bifijogurt – obsahuje Lactobacillus acidophilus, jogurtovou kulturu (Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus a Streptococcus salivarius subsp. thermophilus) a Bifidobacterium bifidum (PLOCKOVÁ, 2009 b). BIO jogurty – suroviny použité při výrobě BIO jogurtů pocházejí z certifikovaných ekofarem. BIO mléko je zpracováno ve své původní tučnosti (ANONYM b, 2004). Pitný jogurt s ovocem – se vyrábí z mléka se sníženým obsahem sušiny a už se nepřidávají žádné stabilizátory. Směs se po homogenizaci podrobí dlouhodobému zrání do titrační kyselosti asi 42 SH. Po jednodenním zrání se ke sraženině přičerpá ovocný sirup, naplní se spotřebitelské obaly a výrobek se chladí. Hodnota tuku se pohybuje mezi 0,5 – 2 %, 9,25 % tukuprosté sušiny, sacharóza 5,5 % (HOLEC, 2001; ZADRAŽIL, 2002; FORMAN et al., 1994). Dále sem patří: sušené jogurty, mražené jogurty, jogurty z mléka delaktózovaného, jogurty vitaminizované, jogurty ochucené zeleninou a ovocem atd. (FORMAN et al., 1994).
3.8 Trh a výroba jogurtů v České republice Výroba jogurtů se u nás neustále zvyšuje: v roce 2001 se zde vyrobilo 96 780 tun, v roce 2006 123 991 tun, v r. 2007 141 872 tun, v r. 2008 134 901 tun a v roce 2009 152 436 tun. Spotřeba jogurtů byla v roce 2008 10 kg na osobu. Do ČR se dovezlo 14 117 tun a do sousedních států se vyvezlo 58 714 tun jogurtů. České mlékárny vyrábí jogurty s živou mikroflórou, prodlouženou dobou trvanlivosti, se zachováním nutričních, zdravotních a senzorických parametrů. Jogurty tepelně upravené po fermentaci se na našem trhu od našich výrobců nevyskytují (ŠTÍPKOVÁ, 2010). Výrobky ze zahraničí, především z Německa, Polska a Slovenska, ovlivňují náš trh s jogurty. V Německu se vyrábějí bezlaktózové jogurty, to znamená, že obsah mléčného cukru je snížen až na hodnotu blížící se nule. Přídavkem enzymu laktázy se štěpí laktóza na glukózu a galaktózu a tím se zvyšuje sladká chuť výsledného výrobku. U běžného jogurtu dochází jen k částečnému štěpení laktózy. Takto fermentované bílé jogurty mají příjemně nasládlou chuť (SUKOVÁ, 2008; ŠTÍPKOVÁ, 2010). 48
V roce 1984 fermentované výrobky vyrábělo 48 mlékáren. Mezi nejvýznamnější patřily (tři pražské) Radlická, Trojská, Pragolaktos, dále mlékárna OLMA Olomouc, Brno – Bubeníčkova, Louny, Jindřichův Hradec a jiné. Spotřebitelé si výrobek vybírali zejména podle vzhledu kelímku, ochucující složky a dosažitelné trvanlivosti. Kysané mléčné výrobky v ČR dnes vyrábí ve větším množství 13 mlékáren a největší jsou: ·
Danone, a. s., Benešov u Prahy;
·
OLMA, a. s., Olomouc;
·
Mlékárna Kunín a. s. v Ostravě-Martinově;
·
HOLLANDIA Karlovy Vary, a. s., v Krásném Údolí (známá klasickou technologií prokysání v kelímcích);
·
YOPLAIT CZECH, a. s., Slušovice;
·
Mlékárna Valašské Meziříčí, spol. s r. o.;
·
firma Ehrmann ve Stříbře;
·
Choceňská mlékárna s. r. o. v Chocni;
·
AGRO-LA,spol. s. r. o., v Jindřichově Hradci (klasická výroba ovocného jogurtu v nevratných lahvičkách) (ŠTÍPKOVÁ, 2010).
49
4
ZÁVĚR
Jogurty patří mezi tradiční mlékárenské výrobky. Jejich průmyslová výroba začala v roce 1919 ve Španělsku, ve firmě DANONE. Běžně se vyrábí z kravského mléka o různé tučnosti. Na toto mléko jsou kladeny různé požadavky jak z hlediska jakosti (počet somatických buněk, celkový počet mikroorganismů, rezidua inhibičních látek atd.), tak z hlediska kvality (např. dobrá kysací schopnost). Syrové mléko se nejprve musí vyčistit, tím se zbaví nečistot. Někdy se používá i baktofugace k odstranění nežádoucích mikroorganismů. Následuje standardizace tuku a tukuprosté sušiny. Zvýšení sušiny se dosahuje pomocí odparek nebo přídavkem sušených mlék a často také přídavkem hydrokoloidů (např. pektin, agar, škrob). Vše probíhá za nepřítomnosti vzduchu, aby se zabránilo vzdušné kontaminaci mléka a nedocházelo k oxidaci mléčného tuku. Proto se často do samotného procesu zařazuje deaerace, tj. odvzdušnění. Dobré konzistence jogurtů se dosahuje procesem zvaným homogenizace. Pro vznik jogurtů jsou nejpodstatnější jogurtové bakterie Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus a Streptococcus salivarius subsp. thermophilus, kterými se zakysává mléko a následně dojde k fermentaci mléčného cukru (laktózy) na kyselinu mléčnou. Tím vzniká typická jogurtová sraženina s typickou chutí a vůní. Lze použít i bifidogenní bakterie, které jsou prospěšné pro trávící trakt. K přípravě zákysu se jogurtové bakterie využívají
různých
formách
(lyofilizované,
koncentrované
lyofilizované
nebo
koncentrované zmrazené). Zákysy se inkubují při teplotě 42 – 45 °C a při pH okolo 5,3 se fermentace ukončuje ochlazením na 10 °C. Připravené zákysy se používají na zaočkování pasterovaného mléka (85 – 95 °C po dobu 5 min. nebo 135 – 150 °C po dobu 2 – 4 s). Zaočkování se provádí dvěma základními typy a to buď ve fermentačním tanku (jogurty s rozmíchaným koagulátem), nebo ve spotřebitelských baleních (jogurty s pevným koagulátem), kam se na dno dává ochucující složka. Fermentace ve fermentačním tanku probíhá při teplotě 30 °C podobu 16 – 18 hod nebo při 30 – 36 °C po dobu 7 – 8 hod. Jogurty s pevným koagulátem se fermentují při 42 – 45 °C po dobu 3 – 3,5 hod. a jsou znatelně kyselejší. Následně se jogurty chladí. Do míchaných jogurtů se přidává ochucující složka a jogurty se plní do spotřebitelských balení. Konečným procesem je ochlazení na expediční teplotu (5 °C). Mezi jogurtové výrobky se řadí i pitné jogurty (liší se nižším obsahem sušiny), které se vyrábí obdobně jako jogurty. Fermentace probíhá stejně jako u jogurtů 50
s rozmíchaným koagulátem, po ní se do pitných jogurtů přidají ochucující složky (promíchání) a výrobek se buď tepelně ošetří (pasterace/UHT záhřev), nebo se zchladí a plní do spotřebitelských balení. Dodržením řetězce nízkých teplot (2 – 5 °C) se dosáhne trvanlivosti 4 až 6 týdnů. Pokud se nedodrží některý z technologických postupů, vznikají vady chuti (např. slabá nebo silná kyselost, ztráta aroma, kvasničná chuť) nebo vady konzistence (vyvstávání syrovátky, vločkovitost atd.). Podle obsahu mléčného tuku se jogurty mohou dělit na: bílé smetanové, bíle, bílé se sníženým obsahem tuku nebo bílé nízkotučné/odtučněné. U nás se jogurty ve větším množství vyrábí ve zhruba 13 mlékárnách (např. OLMA, a. s., Olomouc; Danone, a. s.; HOLLANDIA Karlovy Vary, a. s.; AGRO-LA,spol. s. r. o.; atd.). Náš trh s jogurty je ovlivněn zahraničními výrobky, ale ovlivnění není výrazné. V roce 2009 se více jogurtových výrobků vyvezlo, než přivezlo.
51
5
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY
ANONYM a, 2006: Dynamika růstu a množení mikroorganismů. Databáze online, [cit. 2011-2-23]. Dostupné na:
. ANONYM b, 2004: BIO jogurt bílý: Mlékárna Valašské Meziříčí s. r. o. Databáze online, [cit. 2011-3-12]. Dostupné na: . BENEŠOVÁ, L., 1996: Biotechnologie v mléčné výrobě. In BENEŠOVÁ, L., CHÝLEOVÁ, L., KONOPÁČOVÁ, O., PERLÍN, C. Potravinářství ´94. 1. vyd. Praha: Ústav zemědělských a potravinářských informací, 159 s., ISBN 80-85120-53-4. BRONCOVÁ, D. (ed.) a kol., 1998: Historie mlékařství v Čechách a na Moravě. Praha: MILPO, 279 s. ISBN 80-86098-07-9. ČURDA, L., 2005: Polydisperzní systém mléka. Databáze online, [cit. 2011-4-16]. Dostupné na: . DRAGOUNOVÁ, H., 2003: Hodnocení jakosti mléka a mlékárenských výrobků: návody pro praktická cvičení. 1. vyd. Praha: Česká zemědělská univerzita v Praze ISV Praha, 57 s. ISBN 80-213-1029-4. ESMEDIA a. s., 2009: Olma: jogurty. Firemní stránky. Databáze online, [cit. 2011-3-6]. Dostupné na: . EUFIC, 2001: Co jsou potravinářské aditivní látky? Databáze online, [cit. 2011-3-6]. Dostupné na: .
52
FORMAN, L., HUŠEK, V., PLOCKOVÁ, M., SNÁŠELOVÁ, J., ŠTÍPKOVÁ, J., 1994: Mlékárenská technologie II. 1. vyd. Praha: VŠCHT Praha, 217 s. ISBN 80-7080214-6. GAJDŮŠEK, S., 1998: Mlékařství II. 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 142 s. ISBN 80-7157-342-6. GAJDŮŠEK, S., 2003: Laktologie. 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 84 s. ISBN 80-7157-65-3. GÖRNER, F., VALÍK, Ľ., 2004: Aplikovaná mikrobiológia poživatin. 1. vyd. Bratislava: Vydavateľstvo MALÉ CENTRUM, 528 s. ISBN 80-967064-9-7. HEJLOVÁ, Š. 1997: Mikrobiologie mléka a mléčných výrobků. In CAMPÍRKOVÁ, R., LUKÁŠOVÁ, J., HEJLOVÁ, Š. Mikrobiologie potravin. 1. vyd. České Budějovice: Jihočeská univerzita Zemědělská fakulta České Budějovice, 165 s. ISBN 80-7040254-7. HOLEC, J., 2001: Kysané (fermentované) mléčné výrobky. In LUKÁŠOVÁ, J., BURDOVÁ, O., HOLEC, J., LINHARTOVÁ, E., VEČEŘEK, V. Hygiena a technologie mléčných výrobků. 1. vyd. Brno: Veterinární a farmaceutická univerzita Brno, 180s. ISBN 80-7305-415-9. HYLMAR, B., 1968: Průmyslová výroba kysaných a zkvašených mléčných nápojů. In TEPLÝ, M., HYMLAR, B., KALINA, Č., RUMLOVÁ, V. Kefír, jogurt, acidofilní a jiné kyšky. 1. vyd. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 188 s. JANŠTOVÁ, B., HOLEC, J., 2004: Hygiena a technologie mléka a mléčných výrobků: Návody k praktické výuce v mlékařské dílně. 1. vyd. Brno: Veterinární a farmaceutické univerzita Brno, 71 s. ISBN 80-7305-486-8. KOMPRDA, T., 2003: Hygiena potravin – cvičení. 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 50 s. ISBN 80-7157-709-X. KRYŠTOF, T, 2010: Danone: katalog výrobků. Firemní stránky. Databáze online, [cit. 2011-3-15].
Dostupné
na:
katalog-vyrobku--2010-05.pdf>.
53
KŘIVÁKOVÁ, L. Přídatné látky používané v technologii mléčných výrobků: bakalářská práce. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, Agronomická fakulta, 2009. 50 l. Vedoucí bakalářské práce Květoslava Šustová. LION TELEPERFORMANCE, 2008: Nestlé: ostatní značení na obale výrobků. Firemní
stránky.
Databáze
online,
[cit.
2011-3-6].
Dostupné
na:
. LUKÁŠOVÁ, J., 2001: Moderní technologie v mlékařství. In LUKÁŠOVÁ, J., BURDOVÁ, O., HOLEC, J., LINHARTOVÁ, E., VEČEŘEK, V. Hygiena a technologie mléčných výrobků. 1. vyd. Brno: Veterinární a farmaceutická univerzita Brno, 180 s., ISBN 80-7305-415-9. MCCANN DIGITAL, 2009: Klasa:mléčné výrobky. Databáze online, [cit. 2011-3-6]. Dostupné
na:
producent/stranka-19>;
vyrobky/o-producent/stranka-11>; ;
mlecne-vyrobky/o-producent/stranka-8>. NEVORAL, J., 2010: Probiotika a jejich klinické užití. Potravinářská Revue, 7 (2): 18 – 36. ISSN 1801-9102. PLOCKOVÁ, M., 2009 a: Zákysové kultury a způsoby jejich aplikace. In KADLEC, P., MELZOCH, K., VOLDŘICH, M., (eds.) a kol. Co byste měli vědět o výrobě potravin? Technologie potravin. 1. vyd. Ostrava: KEY Publishing s.r.o., 536 s., ISBN 978-807418-051-4. PLOCKOVÁ, M., 2009 b: Fermentovaná mléka, probiotika, prebiotika. In KADLEC, P., MELZOCH, K., VOLDŘICH, M., (eds.) a kol. Co byste měli vědět o výrobě potravin? Technologie potravin. 1. vyd. Ostrava: KEY Publishing s.r.o., 536 s., ISBN 978-80-7418-051-4. ROBINSON, R., K., LUCEY, J., A.,TAMIME, A., Y., 2006: Manufacture of Yoghurt. In TAMIME, A., (ed.). Fermented milks (Society of dairy technology). 1st edition. Oxfodr: Blackwell Science/SDT, 262 p. ISBN – 10: 0-632-06458-7. 54
SKVELESTRANKY.CZ, 2009: Mlékárna Kunín: produkty. Firemní stránky. Databáze online,
[cit.
2011-3-25].
Dostupné
na:
kunin.cz/produkty/jogurty>. SPREER, E., 1998: Acid milk products. In MIXA, A., SPREER, E. Milk and Dairy Product Technology. 1st edition. New York: Marcel Dekker, 483 p. ISBN: 0-8247-00945. STRATIL, P., 2009: Základy chemie potravin 1, 2, [elektronická pošta]. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, [cit. 2011-03-06]. SUKOVÁ, I., 2008: Bezlaktózové jogurty. Databáze online, [cit. 2011-4-8]. Dostupné na: . ŠLAISOVÁ, J., 2010: Mléko a mléčné výrobky. Databáze online, [cit. 2011-4-16]. Dostupné na: < http://vladahadrava.xf.cz/mleko.html>. ŠTAFEN, M., 2010: Zakysané mléčné výrobky jsou nezastupitelné funkční potraviny. Potravinářská Revue, 7 (2): 15-17. ISSN 1801-9102. ŠTĚTINA, J., 2009 a: Vlastnosti mléka a jeho základní ošetření. In KADLEC, P., MELZOCH, K., VOLDŘICH, M., (eds.) a kol. Co byste měli vědět o výrobě potravin? Technologie potravin. 1. vyd. Ostrava: KEY Publishing s.r.o., 536 s., ISBN 978-807418-051-4. ŠTĚTINA, J., 2009 b: Tekuté mléčné výrobky. In KADLEC, P., MELZOCH, K., VOLDŘICH, M., (eds.) a kol. Co byste měli vědět o výrobě potravin? Technologie potravin. 1.vyd. Ostrava: KEY Publishing s.r.o., 536 s., ISBN 978-80-7418-051-4. ŠTÍPKOVÁ, J., 2010: Zakysané mléčné výrobky a nápoje – spotřebitelský fenomén. Potravinářská Revue, 7 (2): 9 – 12. ISSN 1801-9102. ŠUPINOVÁ, P. Studium podmínek aerobní kultivace vybraných kmenů rodu Lactobacillus: diplomová práce. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta chemická, 2009. 84 l. Vedoucí diplomové práce Libor Babák. ŠUSTOVÁ, K., 2005: Laktologie (návody do cvičení), [elektronická pošta]. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, [cit. 2011-2-27]. 55
ŠUSTOVÁ, K., 2010: Mlékárenské technologie: Fermentované mléčné výrobky – přednáška 21.10.2010, Mendelova univerzita v Brně. TAMIME, A. Y., ROBINSON, R. K., 1999: Yoghurt: Science and technology. 2ndedition. Cambridge: Woodhead Publishing Limited, Abington, 619 p. ISBN 1 85573 399 4. VYHLÁŠKA č. 77/2003 Sb. Požadavky pro mléko, mléčné výrobky, mražené krémy, jedlé
tuky,
oleje.
Databáze
online,
[cit.
2011-3-23].
Dostupné
na:
; . WEBDESIGN ATELIER W. D. A. CZECH, s.r.o., 2007: Hollandia: naše produkty. Firemní
stránky.
Databáze
online,
[cit.
2011-3-25].
Dostupné
na:
. ZADRAŽIL, K., 2002: Mlékařství (přednášky). 1. vyd. Praha: Česká zemědělská univerzita v Praze a IVS Praha, 119 s. ISBN 80-86642-15-1.
56
6
SEZNAM OBRÁZKŮ
1 – Příprava jednotlivých zákysových kultur v mlékárně 2 – Kysací křivka 3 – Schéma výroby fermentovaných mléčných výrobků 4 – Kysací křivka mléka zaočkovaného jogurtovou kulturou při 42 °C, vyjadřující pokles pH v závislosti na čase
57
7
SEZNAM TABULEK
1 – Citlivost jogurtové kultury k různým antibiotikům 2 – Typy homogenizace u fermentovaných výrobků 3 – Úprava mléka pro přípravu zákysů 4 – Vliv tlaku na nežádoucí kysnutí jogurtů v obalech 5 – Obsah mléčného tuku a sušiny tukuprosté u jogurtů
58
PŘÍLOHY
59
Příklady látek upravujících barvu fermentovaných mléčných výrobků (především jogurtů). Betain (E 162) – je přírodní červené barvivo z červené řepy. K barvení potravin se používá ve formě koncentrovaného sirupu nebo prášku. Pro svou malou stabilitu se používá k barvení potravin s kratší trvanlivostí, jako jsou mléčné a masné výrobky. Anthokyany (E 163) – tvoří skupinu červeno-modrých barviv. Jsou izolované z přírodních zdrojů a jako potravinářská barviva se využívají déle než 100 let. Nevýhodou je, že intenzivní barvu mají jen v dosti kyselém pH (pod 3,5). Proto se používají na dobarvování kysaných mléčných výrobků. Nejčastěji se získávají z hroznů vinné révy (slupek nebo sedimentů), plodů bezu černého, červeného zelí, ze semen červených odrůd kukuřice nebo z květu ibišku. Košelina, karmíny (E 120) – jsou živočišného původu. Košelina se získává z oplodněných samiček červce nopálového žijícího jako parazita na kaktusech. Hlavním barvivem tohoto živočicha je karmínová kyselina. Z kyseliny karmínové se vyrábí karmín nebo-li košelina. Ta se používá na barvení potravin (džemy, mléčné výrobky, aperitivy, masné výrobky apod.). Barevný odstín závisí na pH (při pH 3 je oranžový, při pH 5,5 je červený a při pH 7 purpurový). U košeliny bylo zjištěno, že u citlivých jedinců může způsobit alergickou reakci. Paprikový extrakt (E 160 c) – obsahuje barvivo kapsanthin a kapsorubin, které tvoří skupinu ҡ-karoteny a patří mezi xantofyly. Červené barvivo se získává z červené papriky za pomoci rozpouštědel. Kurkumin (E 100) – je oranžovo-žluté barvivo získané přírodní cestou z rostliny zvané Curcuma longa. Karoteny (E 160 a) (CI potravinářská oranž 5); (i) směs karotenů, (ii) beta-karoten. Karoteny jsou přírodní oranžovo-žlutá barviva, nejčastěji se vyskytující v potravě. β-karoten je hlavním pigmentem mrkve, dále se vyskytuje v meruňkách, mangu, špenátu atd. Pro účely barvení potravin se využívá synteticky vyráběný β-karoten (STRATIL, 2009).
Linka pro výrobu jogurtů s pevným koagulátem
1.yyrovnávací tank, 2. deskový výměník tepla, 3. odparka, 4. homogenizátor, 5. výdržník, 6. tanky pro provozní zákys, 7. vyrovnávací tank, 8. Tank na přísady, 9. Směšovač, 10. Plnění, 11. Inkubace
Linka pro výrobu jogurtů s rozmíchaným koagulátem
1.yyrovnávací tank, 2. deskový výměník tepla, 3. odparka, 4. homogenizátor, 5. výdržník, 6. tanky pro provozní zákys, 7. inkubační tanky, 8. deskový chladič, 9. vyrovnávací tank, 10. tank na přísady, 11. směšovač, 12. Plnění
(ROBINSON et al., 2006).
Sortiment jogurtů některých mlékárenských podniků na našem trhu OLMA, a. s., Olomouc ·
Klasik – bílý jogurt;
·
Florian smetanový ochucený (obsah tuku 8,2 %) [a], bílý (10 %tuku);
·
Florian střednětučný ochucený (průměrná hodnota tuku je 2,3 %);
·
Florian active jogurt [b];
·
Silueta bílá a s příchutí [c];
·
Pierot [d];
·
Bio Via natur [e];
·
Revital aktive (s probatickou kulturou);
·
Bio jogurt drink bílý [f] a ochucený;
·
ovocný jogurtový nápoj Florian drink [g] (ESMEDIA a. s., 2009).
[a]
[c]
[b]
[d]
[e]
[f]
[g]
HOLLANDIA Karlovy Vary, a. s., Hollandia vyrábí i pod privátní značkou nadnárodních řetězců a je držitelem národní značky KLASA za některé jogurty. ·
Selský jogurt – ochucený [h], bílý neobsahuje stabilizátory konzistence (želatina, škroby, pektin);
·
Jogurt selský BIO s probatickou kulturou [i];
·
aktivní jogurty s přídavkem kultury Bifidobacterium a Lactobacillus acidophilus [j];
·
Delikatesse [k];
·
jogurty krémové [l];
·
jogurtové BIFI drinky [m] (MCCANN DIGITAL, 2009; NEVORAL, 2010; WEBDESIGN ATELIER W.D.A. CZECH, s.r.o., 2007).
[h]
[l]
[i]
[m]
[j]
[k]
Společnost AGRO – LA, spol. s. r. o., Jindřichův Hradec Podnik vyrábí jogurty prokysávající přímo ve skle. Agrola do výrobků nepřidává škroby ani želatinu. Jogurty jsou zhušťovány sušeným odtučněným mlékem, proto mají vyšší obsah vápníku a bílkovin. Na povrchu je vrstva mléčného tuku, která vzniká fermetací, pod touto vrstvou je jogurt s obsahem 0,5 % tuku a na dně skleničky je ovocná složka. Jogurty mají výrazně kyselejší chuť. Společnost vyrábí bílé [n] a ochucené [o] Jihočeské jogurty. V součastné době jsou držiteli značky KLASA za některé jogurty (MCCANN DIGITAL, 2009; NEVORAL, 2010).
[n]
[o]
Choceňská mlékárna s. r. o. V současnosti jsou držiteli označení KLASA za některé jogurty ·
Smetanové jogurty s 10 % tuku [p];
·
Max bílý [q] (MCCANN DIGITAL, 2009; NEVORAL, 2010).
[p]
[q]
Mlékárna Kunín a. s. Držitel označení KLASA za některé jogurty. ·
Smetanové jogurty ovocné (nejméně 8 % tuku) [r] i bílé (nejméně 10% tuku);
·
Beskydský jogurt bílý [s] (s obsahem tuku nejméně 3 %) a ovocný (s obsahem tuku nejméně 2,4 %);
·
Lehký jogurt bílý i ovocný [t], mají nejméně 0,1 % tuku (MCCANN DIGITAL, 2009; SKVELESTRANKY.CZ, 2009).
[r]
[s]
[t]
Závod Danone, a. s., Benešov u Prahy ·
Activia – probiotický jogurt obsahující Bifidobacterium animalis subsp. lactis se vyrábí ochucený, bílý [u], bílý slazený;
·
Activia Lehká & Fit s obsahem 1,5 % tuku;
·
Activia Vláknina;
·
Fantasia jogurt s dvoukomorovým kelímkem [v];
·
Kostíci [w];
·
Dobrá máma pro celou rodinu [x], Dobrá máma pro labužníky;
·
Dobrý táta [y];
·
Dobrá cena;
·
jogurtový koktejl s ovocnými příchutěmi;
·
s Lactobacillus casei. Je nabízený s 0,1 % tuku, neochucený [z] anebo s příchutí (KYRŠTOF, T, 2010).
[u]
[x]
[v]
[y]
[w]
[z]
