TEJIPARI TECHNOLÓGIÁK
Tejgazdaság: • Tej termelése szerkezet: 90-es évektől változott, változik tehénállomány csökkenése fogyasztói ártámogatás megszűnése fizetőképes kereslet csökkenése
A tehénállomány és a megtermelt tej mennyisége (Tej Terméktanács adatai) Időszak (év)
Tehénállo mány (ezer db)
Termelt tej (millió liter)
Időszak (év)
Tehénállo mány (ezer db)
Termelt tej (millió liter)
1998
407
2.045,0
2003
365
1977
2004
342
1890
2005
334
1839
2006
326
1796
2007
322
1796
1999
399
2.045,0
2000
380
2.080,0
2001
368
2.079,7
2002
367
2.094,3
Tejfeldolgozó ipar ∗ Multinacionális nagyvállalatok: tömegtermékek gyártása európai minőség ∗ Kis- és közép üzemek: egyedi termékek, specialitások, hungarikumok
Értékesítés (bel- és külpiac) • Kibővült EU-s piac • Európai szintű választék • Magyar tejtermék export ∗ orientális típusú sajtok (Akawi, Halloum) 10.000 t ∗ Pannónia sajt 800 t - USA ∗ tejfehérje koncentrátumok ∗ sajtkrémek ∗ EU-s tejpiaci szabályozás (kvóta, garantált ár, intervenció)
A tejgazdaság jelenlegi helyzete: A magyar tejgazdaság válságban van. 1. Tejtermelés: - jövedelmezőség az utóbbi években – 0, vagy veszteséges - évről évre csökken a termelés (~ 10%), - az EU-s támogatási rendszer nem kedvez az állattenyésztésnek, - változik a kvóta alapú támogatás, amely a termeléstől független lesz. 2. Tejfeldolgozás: - export piacokat veszített a szabályozás változása miatt (~ 10%). - az exporton belül a tankos tej aránya duplázódott (+ 100 e. tonna/év) - belföldi részarányt veszített minden termékcsoportban (pl. sajtban az „import” aránya drasztikusan nőtt, ma már minden 3. eladott kilogramm sajt importból származik.) 3. Kereskedelem: - áruházláncok átadási ár csökkentő stratégiája, „import” preferálása - minőség másodlagossága - saját márka térhódítása 4. Tejtermelés önköltségének vizsgálata: - Beltartalmi vizsgálati és finanszírozási rendszer ésszerűsítése - Benchmarking a versenytárs országok tej önköltségével (takarmányozás, hatósági díjak, energia-üzemanyag, stb) - Környezetvédelmi költségek és beruházási kényszer. 5. Fogyasztás: - a tejtermék továbbra is a legegészségesebb élelmiszer a fogyasztó megítélése szerint - a fogyasztás évről-évre növekszik (pl. sajtoknál + 5 %/év) - a fogyasztás 2010-ben 180 kg/ fő/év, de ebből a hazai termékek részaránya egyre csökken.
A Tej Terméktanács feladatai A csatlakozás után a Tej Terméktanács átalakította tevékenységét, feladatai az alábbi fő területekre koncentrálódtak: 1.
Tejpiaci szabályozásban való részvétel (EU szintű, Nemzeti szintű)
2.
Termék- és piacvédelem (FVM, MÉK)
3.
Tejtermelés és a kvótagazdálkodás támogatása
4.
Tejpiaci marketing (nyílt napok, iskolatej)
A tej összetétele Biológiailag: az emlős állatok tejmirigyei által kiválasztott, bonyolult összetételű és felépítésű biológiai folyadék, amely az újszülött fejlődéséhez szükséges valamennyi tápanyagot tartalmazza. Kémiailag: a tejcukor és különböző sók oldata, melyben a tejfehérje kolloidálisan oldott, míg a tejzsír emulgeált állapotban van.
3. táblázat Néhány tejféleség átlagos összetétele Megnevezés
Szárazanyag [g/100g]
Zsír [g/100g]
Össz. fehérje [g/100g]
Cukor [g/100g]
Hamu [g/100g]
Tehéntej
12,6
3,8
3,5
4,6
0,8
Kecsketej
13,2
4,0
3,8
4,5
0,9
Juhtej
19,5
8,2
5,3
5,0
0,9
Bivalytej
19,1
7,9
5,9
4,5
0,8
Kancatej
9,9
0,6
2,2
6,8
0,4
Szamártej
9,1
1,2
1,5
6,0
0,4
Anyatej
12,4
4,5
1,3
6,3
0,3
Kazeintej:
Albumintej
A tehén-, a juh- és a kecsketej átlagos összetétele Összetevők
Tehéntej
Juhtej
Kecsketej
Összetevők
Tehéntej
Juhtej
Kecsketej
8,80
12,30
8,90
Víz [g/100g]
87,40
80,50 87,0 0
Zsírmentes száraz-anyag [g/100g]
Szárazanya g [g/100g]
12,60
19,50 13,0
Fehérjék [g/100g]
3,30
5,25
3,65
kazein
2,70
4,20
2,60
0,50
0,85
0,95
egyéb fehérjék
0,02
0,05
0,05
egyéb N-tart. anyagok
0,08
0,15
0,05
Lipidek
3,80
7,20
4,10
tejzsír
3,75
7,10
4,00
lipoidok
0,05
0,10
0,10
savófehérjék
A tehén-, a juh- és a kecsketej átlagos összetétele (folytatás) Összetevők
Tehéntej
Juhtej
Kecsketej
Szénhidrátok
4,50
5,00
4,65
Szerves savak
0,10
0,15
0,08
Ásványi anyagok Vitaminok Enzimek Színező anyagok Sejtes elemek
0,80
0,90
0,85
Gázok [tf%]
Kis mennyiség 5-10 [mg/100g] 5-8
5-10
5-7
A tejben lévő enzimek fontosabb tulajdonságai Megnev ezés
Aktivit ási
optimu ma
inaktivá lási
Felhasználása
hőfok [°C]
pH
hőfoka [°C]
hőntar tási ideje
Ellenőrzésre
Amiláz
30
6,5-6,8
52
30 perc
Föcstej és beteg állatok tejének kimutatá sa
Lipáz
37
8,5-9,0
63
20 perc
Savak, nehézfémsók, fluorid, H2O2 inaktiválása
Alkalikus foszfatáz
37
9-10
62 70 72 80
30 perc 90 s 15 s 0,45 s
A tej pasztőrö zöttségé nek kimutatá sa
Laktoper oxidáz
20
6,8
85
0
Pillanat pasztőrö zés ellenőrz ése
Megnev ezés
Aktivit ási
optimu ma
inaktiv álási
felhasz nálása
hőfok [°C]
pH
hőfoka [°C]
hőnta rtási ideje
Ellenőrzésre
Laktoka taláz
20
6,8-7,0
65 80
30 perc 1-2 s
Beteg állatok tejében megnő, rendelle nesség ellenőrz ése
Xantino xidáz
37
6-9
78
1 perc
Anyatej ben nincs, Hamisítás ellenőrzésére
A tej kémiai- fizikai- és kolloid- és érzékszervi tulajdonságai • Tulajdonságcsoportok A tej teljes polidiszperz rendszere által meghatározott tulajdonságok: ∗ savasság ∗ sűrűség ∗ redoxpotenciál
Savasság, Sűrűség Potenciális savasság (°SH) Az összes, lúggal reagálni képes savjellegű vegyület H-ionjait vesszük figyelembe függetlenül annak disszociációjától. • Aktuális savasság (pH) kizárólag az adott körülmények között disszociált savjellegű vegyületek H-ion koncentrációját méri. Sűrűség: tejzsír • tejfehérje: • tejcukor: • ásványi anyagok: • Víz:
0,931 g/cm3 1,451 g/cm3 1,607 g/cm3 3,000 g/cm3 1,000 g/cm3
Normál nyerstej sűrűsége: 1,029 – 1,033 g/cm3 Laktodenziméter fok (°LD) 29 - 33
A tej emulziós- és kolloidfázisa által meghatározott tulajdonságok: ∗
viszkozitás
∗
felületi feszültség
∗
optikai tulajdonságok:
•
A tej diszperz rendszer fényszórás lép fel
A = I/ I0 A I I0
abszorbancia az áthaladt fény intenzitása a megvilágító fény intenzitása
Megnevezés
Látszólagos viszkozitás [mPa]
Tehéntej
1,60 – 2,00
Juhtej
2,40 – 2,70
Oltós savó
1,19 – 1,26
Folyadék Víz
Felületi feszültség [dyn/cm] 72,8
Nyers tej
49 - 51
Fölözött tej
52 - 53
30%-os tejszín
42 - 45
Író
39 - 40
Elsősorban molekulárisan és ionosan oldott anyagok által meghatározott tulajdonságok
∗ ozmózis nyomás ∗ fagyáspont csökkenés ∗ elektromos vezetőképesség
A tej kolloid tulajdonságai A tej bonyolult összetételű polidiszperz rendszer, amelyben diszperziós közeg a víz, a diszperz rész pedig a többi tejalkotó. A tejben egyidejűleg képviseli magát a diszperz rendszerek három nagy csoportja: ∗ a durva, ∗ a kolloid és ∗ az amikroszkópos fázis is.
Alkotórész
Átmérő
Diszperz rendszer
Zsírgolyócskák
0,1 – 20 µm
Durva > 500 nm
Kazeinrészecskék
40 – 280 nm
Kolloid 1 – 500 nm
Savófehérjerészecskék
5 – 10 nm
Kolloid 1 – 500 nm
Tejcukormolekulák
0,8 nm
Amikroszkópos < 1 nm
Vízoldható ásványisók
0,4 nm
Amikroszkópos < 1 nm
Mikroorganizmusok a tejben • A tej és a tejtermékek a mikroorganizmusok ideális táptalajai. • A mikroorganizmusok élettevékenységük ill. anyagcseréjük során a tej alkotórészeit felhasználják és ezáltal változásokat idéznek elő a tejben ill. tejtermékekben. – Káros – Hasznos
► romlást okoz ► kialakítja a termék jellegét
• Feldolgozás során: – gátoljuk v. megszüntetjük a mikroorganizmusok tevékenységét – szelektív működésüket segítjük elő.
Mikroorganizmusok a tejben Legfontosabb mikroorganizmusok: • Baktériumok • Bakteriofágok • Élesztők • Penészek Mikrobák két fő csoportja: • szennyező (szaprofita) • betegségokozó (patogén)
Szaprofita mikroorganizmusok • • • •
Baktériumok 1. Tejsavbaktériumok Tejcukor → tejsav + CO2 + aromaanyagok (aceton, diacetil) Lactobacillus nemzetség – – –
•
Streptococcus nemzetség – –
• • •
Gram pozitív, pálcika alakú, spórát nem képző termofil (T opt.: 35-42 Cº) baktériumok. Pasztőrözés hatására általában elpusztulnak. Laktózból nagy mennyiségű (1,8-2,0%) tejsavat állítanak elő. Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus, Lb. helveticus, Lb. delbrueckii subsp. lactis, Lb. casei, Lb. acidophilus Gömb vagy ovális alakú, közepesen savtermelő (0,7-0,9%), mezofil (T opt.: 20-30 C°, kivétel Str. thermophilus!) baktériumok. Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis (Str. lactis), Lactococcus lactis subsp. cremoris (Str. cremoris), Str. diacetilactis, Str. thermophilus
Leuconostoc nemzetség Gram pozitív, gömb alakú, gyenge savtermelő, jó aromatermelő, mezofil (T opt.: 2025 C°) baktériumok. Pasztőrözést nem élik túl. Leuc. dextranicum, Leuc. citrovorum diacetilt termelnek (tejszín hidegérlelése). Zárt tésztájú sajtok gyártásánál a CO2 termelésük miatt nem kívánatosak
Szaprofita mikroorganizmusok/2 • •
2. Enterobaktériumok Gram negatív, pálcika alakú, fakultatív anaerob/aerob baktériumok. Hőmérsékleti optimumuk 3537 Cº. Pasztőrözéskor elpusztulnak. Pasztőrözés utáni előfordulásuk reinfekcióra utal. A tej nagyon gyakori szennyezői. Hidrogént is termelnek → sajtok korai puffadása. Bélcsatornában élnek → jelenlétük a tejben fekáliás szennyeződésre utal → higiénia! Escherichia coli, Aerobacter aerogenes, Aerobacter cloaceae • • • • • • • • •
3. Vajsavbaktériumok Anaerob, gázképző baktériumok. Spórát képeznek → hőellenálló → pasztőrözést (100 C°alatt) túlélik. Clostridium butyricum, Cl. tyrobutyricum vajsavat és hidrogént is képez → vajsavas/késői puffadás. Cl. sporogenes, Cl. putrefaciens, Cl. lentoputrescens fehérjebontók→ sajtok fehérrothadása. 4. Zsír- és fehérjebontó baktériumok Erősen fehérjebontó baktériumok Bacillus cereus, B. subtilis, B. coagulans, B. anthracis (spóraképzés, nagyon hőellenállók), Proteus vulgaris, Pseudomonas putrefaciens Zsírbontó baktériumok Pseudomonas fluorescens, Ps. fragi pszichrotrófok, pasztőrözéskor elpusztulnak, avasodás.
Gombák Élesztők • • • • •
Hasznosak: Candida kefyr, C. pseudotropicalis, Kluyveromices marxianus, K.lactis kefir és kumisz kultúra tagjai. CO2 és etil-alkohol képzés. (Bár élesztős ízhiba okozói is lehetnek.) Káros élesztők: Candida lypolitica (zsírbontó!), C. krusei, Torula sphaerica Alacsony pH-t jól tűrik → savanyú termékek romlását okozzák, friss sajtok puffadása. Pasztőrözés elpusztítja őket.
Penészek • Hasznosak: • Penicillium roqueforti, (rokfort sajt kultúra), • P. camemberti, P. caseicolum (camembert sajt kutúra), • Mucor miehei, M. pusillus (mikrobiális eredetű oltó termelése) • • •
Káros penészek: Penicillium glaucum (kenyérpenész), Aspergillus flavus, Asp. parasiticus (aflatoxin → májrák), Asp. niger (fekete foltok). Nedvességet kedvelő mikroorganizmusok, szaporodási optimumuk 20 Cº. Pasztőrözés elpusztítja őket.
Vírusok, bakteriofágok Vírusok • Ragadós száj- és körömfájás vírusa – embert is megbetegítheti • Fertőző májgyulladás • Agyhártyagyulladás • Gyermekbénulás Bakteriofágok • A baktériumok vírusai. Paraziták. A tejsavbaktérium kultúrát megtámadva és elszaporodva feloldják a sejteket → nincs fermentáció. Specifikusak. Hő- és pH-tűrésükről ellentmondó adatok a szakirodalomban. • Védekezés: • kultúrarotáció – 2-3 naponta más kultúratörzset használnak • fág-rezisztens törzsek
Starter kultúrák • A tejiparban 4 fő színtenyészet csoport használatos: • tejsavbaktériumok (Joghurt, Kefir,Vaj, sajtkultúra)
• propionsavbaktériumok (Keménysajtok
gyártásánál, pl. Pannónia, Ementáli CO2 termelés) • rúzs tenyészetek (Pálpusztai, Lajta) • nemespenész tenyészetek (Camembert, Rokfort kultúra
Speciális kultúrák • Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium fajok stb. • Probiotikus, egészségvédő termékeknél. • A színtenyészeteket törzskultúrában szaporítják, ebből készül az anyakultúra majd felhasználás előtt a tömegkultúra. • DVS (Direct Vat Set) kultúrák – liofilezett formában
A tej érzékszervi tulajdonságai ∗ Szín: a finom eloszlású zsír- és kazein részecskék fényszórása befolyásolja. fölözött tej: kékes-fehér nyerstej: fehér, sárgás-fehér ∗ Állomány: jellegzetesen, hígan folyó, egynemű, pelyhes kicsapódásoktól, üledéktől, fáziselkülönülésektől mentes. ∗ Illat: szagtalan ∗ Íz: tiszta, telt, tejcukortól enyhén édeskés
A tej összetételét és tulajdonságait befolyásoló fontosabb tényezők: • • • • • • •
fajta, tenyésztés, takarmányozás, tejelési időszak, éghajlati viszonyok, egészségi állapot, fejés,
A hazai szarvasmarha fajták • Magyar szürke marha – őshonos, hármas hasznosítás: igahúzó, hús- és tejtermelés; génbank szerep; biotermelés • Svájci eredetű szimentáli fajtával keresztezve → magyar tarka: főleg vágómarha, de tejelő is (századforduló) • Dán Jersey-vel keresztezve (‘50-es évek)→ magyar barna: jó minőségű tej (5% zsír), de alacsony tejhozam • Holstein fríz fekete tarka : 1970-es évek; kiváló tejtermelő, 3,7% zsír; az ipari rendszerű tartáshoz jól alkalmazkodott • Hungarofríz – magyar változat
A tej képződése Szerve a tőgy, ami egy módosult nagy bőrmirigy. Üreges rendszerű, a tehén hasfalára is kiterjed. 4 tőgybimbó 4 tőgynegyedbe vezet. Bőséges vér- és ideghálózattal ellátott szerv. A tej a mirigyhámsejtekben termelődik, innen a tejutakba, majd a tejcsatornákba, a tőgybimbó üregébe jut, végül a bimbócsatornán át a szabadba. 1 l tej termeléséhez 300-400 l vért kell átáramoltatni a szívnek a tőgyön. A tej képződésének szakaszai: • Elválasztási szakasz: a vérből felvett anyagok átalakítása, feldolgozása • Kiválasztási szakasz: a feldolgozott anyag a tejutakba kerül, innen a tőgybimbón keresztül távozik.
Aszeptikus technológia a konzerviparban kiváló minőségű végtermék, az élelmiszerbiztonság szempontjait figyelembevevő új tartósítási mód
Az aszeptikus technika jellemzése Élelmiszerek csírátlanítása: Hősterilezés Mikrohullámú hőkezelés Ellenállás elvén alapuló hevítés Radioaktív besugárzás Csirátlanító szűrés
A termék minőségét legjobban megőrizni Forrón töltés, lezárás, lassú kihülése alatt „önsterilezés” – csak savas termékeknél! Régi neve : „Kvázi aszeptikus eljárás” Legkíméletesebb: az aszeptikus tartósítás (a sterilezett és lehűtött terméket előzetesen csírátlanított edényzetbe töltik az utófertőződést kizáró aszeptikus körülmények között, majd hermetikusan zárják)
Az aszeptikus technológia előnyei Gazdaságos: csökken az azonos teljesítményhez szükséges berendezés mérete és hely igénye Munkaerő, energia és víztakarékos Rugalmas: mivel a nagytartályban tárolt késztermék fogyasztói csomagolásba töltésének helye és időpontja szabadon választható Sokoldalúan variálható: akár nem hőkezelhető csomagoló anyagba is tölthető
Ipari alkalmazása Tejipar Tartósítóipar: ezen belül, gyümölcszöldséglevek, pürék, paszták, sőt legújabban darabos, 15 mm-t nem meghaladó részecskéket (zöldborsó, rizs, aprított paradicsom, kockázott gyümölcs) tartalmazó termékek tartósítására is.
Az aszeptikus rendszer feltételei: A termékA berendezésCsomagoló edényzet sterilezése A tökéletes hermetikus zárás biztosítása Az egész rendszer automatikus szabályozása A paraméterek folyamatos regisztrálása
Az aszeptikus gyártástechnika alapjai A termékek előkészítése változatos a nyersanyag függvényében A folyékony és pürészerű termékek aszeptikus tartósítására különböző típusú szakaszos és folyamatos hőcserélő berendezések alkalmazhatók A rendszerben ált. túlnyomást tartanak, a 100 oC feletti üzemelés ezzel biztosítható
A technológiai berendezések sterilezése A gépek (tartályok, szerelvények) belső felülete tükrös, repedés- és karcolás mentes A rendszer könnyen és jól tisztítható A csődarabok pórus és repedésmentes hegesztési varrattal legyenek ellátva Szivattyú: egyenletes és folyamatos anyagszállítás Másodlagos fertőzés kizárható, Az aszeptikus állapot folyamatosan fenntartható
Tisztítás, fertőtlenítés Célja kettős: A mechanikai szennyeződések, lerakódások eltávolítása A mikroorganizmusok eltávolítása a berendezések felületéről A tisztítás műveletei: Lágy részecskék eltávolítása max. 50 oC-os nagynyomású vízzel Ráégések eltávolítása vegyszeres vízzel, esetenként mechanikai tisztítással Mosószer maradványok eltávolítása 70-80 oC-os 1,5 m/s sebességű vízsugárral
A fertőtlenítés műveletei Mikroorganizmusok elpusztítása csiraölő szerekkel és/vagy gőzöléssel A terméket szállító vezetékek és a géprészek telített gőzzel vagy nagynyomású vízzel kerülnek sterilezésre A töltő- és zárógépek nem nyomásálló részeit 250-350 oC-os túlhevített gőzzel ill. Levegővel vagy vegyszerekkel sterilezik A vegyszerek eltávolítása mosással, öblítéssel Utófertőzés kizárása Hűtés steril levegővel Korszerű megoldás: CIP rendszerrel (clean in place) automatikus, zárt rendszer
