4.3
Dehydratované výrobky
Definice
  • Dehydratované výrobky zahrnují dvě skupiny výrobků – zahuštěné a sušené. Dehydratací se sníží obsah vody ve výrobku a prodlouží trvanlivost. Mohou se tak zpracovat i sezónní přebytky mléka.
Příklad
Sušená mléka představují základ pro výživu kojenců a batolat. Výrobky se mohou obohacovat o minerální látky a vitamíny a další látky, případně ochucovat. Řada výrobků slouží jako polotovary pro ostatní odvětví potravinářského průmyslu.
Trvanlivost u zahuštěných výrobků je dána sterilací mléka u neslazených výrobků a u slazených konzervuje výrobek vysoká koncentrace cukru. U sušených mlék je hlavním konzervačním faktorem nízká vlhkost do 5 %, a tím nízká vodní aktivita (aw). Kratší trvanlivost mají tučné výrobky, u kterých může docházet k autooxidaci mléčného tuku.
Při sušení mléka se nejdříve mléko zahustí na vakuových odparkách na sušinu 45 – 50 %, poté se suší v rozprašovací sušárně na sušinu 96 – 98 %. Tento způsob je ekonomičtější a výhodnější i z hlediska technologického.
Surovina pro výrobu dehydratovaných výrobků musí splňovat všechny požadavky na syrové mléko a především musíme kontrolovat senzorické znaky mléka. Vady se zahuštěním mléka násobí. Velmi důležitá je termostabilita mléka a nízká kyselost.
4.3.1
Zahušťování mléka
Využívají se vícestupňové trubkové vakuové odparky s klesajícím filmem. Mléko stéká uvnitř tenkých trubek v tenkém filmu, mezi trubkami proudí topná nebo brýdová pára (voda odpařená z mléka), která mléko ohřívá. Využití brýdové páry je velmi ekonomické.
Pro zahuštění se mohou využívat i deskové odparky, které ale mají nižší kapacitu. Pro zahuštění syrovátky se využívají membránové technologie.
Základní části odparky: přívod mléka, předehřev (pasterace), topné zařízení – přívod páry, odvod kondenzátu, varné těleso, odlučovač brýdových par, čerpadlo zahuštěného produktu, kondenzátor brýdových par, vývěva. Nejvíce se využívají TVR odparky (Thermal Vapour Recompression), kdy je část brýdových par využívána k vytápění následujícího stupně.
Mléko se pasteruje při vyšší teplotě (až 110 °C), aby se posílila jeho termostabilita. Po pasteraci se mléko zahušťuje v odparce na sušinu asi 45 – 50 %.
+
14. Odparka
Obr. 14. Odparka
4.3.1.1
Ekonomika provozu odparky
Na 1 kg odpařené vody je potřeba 1 kg topné páry. Při využití brýdových par u vícestupňových odparek (např. třístupňové), v každém stupni se odpaří 1 kg vody, pak na 1 kg odpařené vody je topná pára jen v prvním stupni → spotřeba topné páry 0,33 kg na 1 kg odpařené vody. S využitím termokompresoru se sníží spotřeba topné páry na 0,25 kg na 1 kg odpařené vody.
Odparky hodnotíme podle výkonnosti (l/h), provozní teploty a tlaku (40 – 70 °C), počtu stupňů, spotřeby páry, termokomprese, stupni zahuštění (nejm. 40 %), měrná spotřeba syté páry, viskozity produktu (nízká), doby zdržení (co nejkratší), teploty zahušťování (pod 50 °C nejvhodnější, vyšší spotřeba energie), teplotního rozdílu (12 – 15 °C.)
4.3.2
Zahuštěné výrobky
Definice
Zahuštěným mlékem nebo zahuštěnou smetanou je mléčný výrobek, slazený nebo neslazený, získaný částečným odpařením vody ze smetany nebo z mléka plnotučného, odtučněného nebo částečně odtučněného nebo z jejich směsi, ke kterým mohou být přidány smetana nebo sušené mléko nebo obojí, přičemž přídavek sušeného mléka nesmí v konečném výrobku přesahovat 25 % obsahu celkové sušiny.
4.3.2.1
Neslazené mléko
Jedná se o 2 – 2,5 krát zahuštěné mléko, jehož trvanlivost je zajištěna sterilací. Obvykle se vyrábí jako plnotučné mléko s obsahem sušiny 26 – 31 % a tučností 8 – 9 %.
Mléko se vyrábí sterilované v obalech (plechovkách) nebo je ošetřeno UHT.
Tabulka 3. Zahuštěné neslazené mléčné výrobky
Druh výrobku
Obsah tuku (v % hmot.)
Mléčná sušina (v % hmot. nejméně)
Mléčná sušina tukuprostá (v % hmot. nejméně)
Zahuštěná neslazená smetana
nejméně 15,0
26,5
11,5
Zahuštěné neslazené plnotučné mléko
nejméně 7,5
25,0
 
Zahuštěné částečně odstředěné mléko
v tom polotučné
nejméně 1,0 a méně než 7,5
4,0-4,5
20,0
17,5
Zahuštěné odstředěné mléko
nejvíce 1,0
20,0
 
  • Výběr a úprava mléka
Velmi důležitá je jakost suroviny! Vady mléka se dehydratací znásobují. Nejcitlivější je mléčný tuk. Kyselost mléka do 7 SH – aby nedocházelo k napékání na pastér. Dále nesmí mléko obsahovat cizorodé látky ani antibiotika. Je nutná vysoká mikrobiologická jakost, nevhodné je mléko s větším obsahem sporulujících mikroorganizmů. Nevhodné ke zpracování je mléko s nízkou tepelnou stabilitou.
  • Základní ošetření v mlékárně – čištění, pasterace, standardizace – úprava tuku v tukuprosté sušině.
    • Při úpravě se k výpočtu využívá zahušťovací koeficient
k = tFtS  = tpsFtpsS = sFsS = mSmF
kde t je tučnost, tps – tukuprostá sušina, s – sušina, m – hmotnost, index S označuje surovinu a F – finální výrobek.
    • Pasterace při zahušťování
Používáme vysokou pasterační teplotu 105 – 115 °C s výdrží 3 až 4 min. Dochází ke zničení technologicky nežádoucích mikroorganizmů, patogenů i enzymů (lipáz a proteáz). Pro zlepšení termostability se přidává první část stabilizačních solí 0,05 – 0,2 % Na2HPO4, které zvyšují pH.
  • Zahušťování
Upravené mléko se zahušťuje na vícestupňových odparkách za sníženého tlaku.
    • Změny ve mléce při zahušťování
Dochází ke tvorbě termostabilního komplexu, denaturaci koloidní části sérových bílkovin, porušení koloidní stability (přeměna solí rozpustných na nerozpustné), uvolňování -SH skupin, vzniku přívarové chuti a Maillardovým reakcím.
  • Stabilizace mléka a jeho plnění do obalů
Po zahušťování se mléko homogenizuje při teplotě 60 °C dvoustupňově při tlaku 5 a 18 MPa a chladí na 4 – 6 °C. U mléka se upraví sušina přídavkem destilované vody nebo odstředěného mléka. Provede se zkouška stability. Několik plechovek se naplní mlékem, do každé se přidá stejné množství stabilizátoru o různé koncentraci (5 – 50 %), provede se sterilace za stejných podmínek, jak bude probíhat výroba. Optimální vzorek = nejvyšší viskozita, žádné vysrážení, málo solí – vysrážení, hodně solí – malá viskozita. Podle výsledku zkoušky se přidá vhodná dávka stabilizačních solí a výrobek se naplní do obalů. Plnění není úplné, je asi 1 až 1,5 cm pod okraj. Vytvoří se tak prostor pro rozpínání obsahu plechovky při sterilaci.
  • Sterilace a chlazení
Sterilace probíhá diskontinuálně v autoklávu 116 – 118 °C 15 až 20 minut nebo kontinuálně věžovém sterilizátoru. Po sterilaci se mléko pomalu chladí na 20 °C.
4.3.2.2
Slazené mléko
Jedná se o 2 – 2,5× zahuštěné mléko, jehož trvanlivost je dosažena přídavkem cukerného sirupu, který vytváří ve výrobku hypertonické prostředí. Při výrobě se přidává maximálně 0,03 % laktózy. Laktóza je důležitá pro řízení její krystalizace při chlazení výrobku a eliminaci možných senzorických vad.
Přídavek sacharózy musí odpovídat hodnotě cukerného poměru (koncentrace sacharózy ve vodě výrobku) 60,5 až 64,5 %. Celkový obsah cukru ve výrobku je více než 40 % při celkové sušině 74 – 75 %. Mléko má vysokou hustotu a tendenci gelovatět.
cukerný poměr = % sacharózy 100% sacharózy +% vody
Tabulka 4. Zahuštěné slazené mléčné výrobky
Druh výrobku
Obsah tuku (v % hmot.)
Mléčná sušina (v % hmot. nejméně)
Mléčná sušina tukuprostá (v % hmot. nejméně)
Zahuštěná slazená smetana
nejméně 16,0
 
14,0
Zahuštěné slazené plnotučné mléko
nejméně 8,0
28,0
 
Zahuštěné slazené mléko částečně odstředěné
v tom polotučné
nejméně 1,0 a méně než 8,0
4,0-4,5
24,0
20,0
Zahuštěné slazené mléko odstředěné
nejvíce 1,0
24,0
20,0
Zahušťování se provádí na třístupňové odparce na sušinu 31 %, dokončení společně s cukerným roztokem v diskontinuální odparce při 55 °C.
  • Chlazení a krystalizace
Chlazení musí probíhat tak, aby mohla proběhnout řízená krystalizace laktózy. Vzniklé krystaly musí mít velikost menší než 10 μm. Větší krystaly způsobují písčitost nebo moučnatost a sedimentují. Chlazení probíhá v nádobách za neustálého míchání. Krystalizační jádra laktózy se přidávají optimálně při teplotě 38 °C, a mléko se musí intenzívně míchat. Krystalizace trvá asi 3 hodiny. Mléko se vychladí na 20 °C a plní asepticky do obalů (plechovky, tuby). Obal se plní tak, aby v něm nebyl vzduch. Ve vzduchové vrstvě hrozí nárůst osmofilních kvasinek a plísní. Mléko se vyrábí i v ochucených formách, ochucující složky se do mléka přidávají zároveň s cukerným sirupem.
+
15. Speciální odparka pro přídavek cukerného sirupu a zahuštění
Obr. 15. Speciální odparka pro přídavek cukerného sirupu a zahuštění
+
16. Karamelové slazené mléko
Obr. 16. Karamelové slazené mléko
4.3.3
Sušené mléko
Mléko se dříve sušilo v tenkém filmu na válcích. Z válců pak bylo seškrabováno noži a rozemíláno. Mléko bylo špatně rozpustné, často s připálenou chutí, světle hnědou barvou a krátkou trvanlivostí. Dnes se tento způsob sušení mléka využívá jen pro některé technologie (např. výroba čokolády).
Nejvíce používaný způsob sušení mléka je rozprašovací. Suší se zahuštěné mléko. Mléko je rozstřikováno do horkého vzduchu (150 – 250 °C) v sušící věži pomocí speciálních trysek nebo rozprašovacím kotoučem (atomizérem). Většina vody se odpaří hned při prvním kontaktu. Odpařená voda odchází se vzduchem k odlučovačům, kde se odloučí prášek a sušící médium.
Sušení může být jednostupňové – sušení pouze ve věži, dnes se příliš nevyužívá. Prášek je hůře rozpustný. Využívanější je dvoustupňové sušení, kdy se prášek ve věži usuší na zbytkový podíl vody asi 10 % a dosuší se ve vibrofluidním žlabu, kde zároveň dochází k instantizaci mléka. Částice prášku se slepí a vytvoří se spousta kaveren, kterými při rozpouštění proniká voda a prášek je tak velmi dobře rozpustný. Moderní sušárny umožňují třístupňové sušení. Sušící věž má integrované fluidní lože, kde se prášek částečně dosuší a poté se dosouší ve vibrofluidním žlabu.
Částice prášku jsou dopravovány pneumatickým dopravním systémem do odlučovačů prášku (cyklonů) a do zásobníků. Velikost částic mléka se pohybuje se v rozmezí 10 – 200 μm, po instantizaci až 1 mm.
Hlavním kritériem kvality sušeného mléka je index rozpustnosti – zjišťuje se množství sedimentu po obnovení mléka. Pro skladování a balení je důležité uvádět sypnou hmotnost, která vyjadřuje hmotnost 1 m3 prášku. Průměrná sypná hmotnost je 650 kg/m3.
Do usušeného prášku je nožné přimíchávat další suché komponenty. Výrobky se balí do speciálních obalů (vrstvené pytle, plechovky, kombinované sáčky – Al/PE, pod inertní atmosférou), chránících před zvlhnutím prášku a tím vzniku dalších vad.
Výsledná sušina výrobku je minimálně 95 % hm.
Trvanlivost sušeného odstředěného mléka je až 3 roky, u plnotučného mléka 6 měsíců.
Tabulka 5. Sušené mléčné výrobky
Druh výrobku
Obsah tuku (v % hmot.)
Sušená smetana
nejméně 42,0
Sušené plnotučné mléko
nejméně 26,0 a méně než 42,0
Sušené částečně odstředěné mléko
v tom polotučné
více než 1,5 a méně než 26,0
14,0 až 16,0
Sušené odstředěné mléko
nejvíce 1,5
Video 5. Sušené mléko