Mlieko je tekutina, ktorá je vylučovaná mliečnou žľazou všetkých cicavcov. Z uvedených mliek sa v našich podmienkach využíva na ľudskú výživu na vyše 97 % iba kravské mlieko. Mlieko je dokonalý a najprirodzenejší nápoj a tiež surovina pre výrobu širokého sortimentu mliečnych výrobkov. Obsahuje najhodnotnejšie živočíšne bielkoviny, ľahko stráviteľný tuk a celý rad dôležitých minerálnych látok. Nachádza sa v ňom veľa esenciálnych aminokyselín, vitamínov, mliečny cukor a mnohé stopové prvky nevyhnutné pre výživu a vývoj ľudského organizmu pre normálnu funkciu látkovej výmeny a ochranu zdravia človeka.
O všestrannosti mlieka vo výžive svedčí aj podiel celkovej dennej spotreby k životu potrebných látok, ktoré uhradí dospelý človek z 1 litra mlieka. Zloženie kravského mlieka: Bielkoviny, tuky a sacharidy.
Bielkoviny v mlieku
Jednou z najdôležitejších nutričných zložiek mlieka sú práve mliečne bielkoviny. Z tohto pohľadu už 1 liter mlieka pokryje požadovanú dennú dávku bielkovín u detí. Pre dospelých je to približne polovičná odporúčaná denná dávka. Mliečne bielkoviny obsahujú 18 z 22 známych esenciálnych aminokyselín, potrebných na stavbu a udržiavanie ľudského organizmu. Tieto esenciálne aminokyseliny si organizmus nevie vytvoriť sám. Biologická hodnota mliečnych bielkovín je najvyššia, až 98 % z nich sa využije v prospech výstavby organizmu a jeho životných funkcií. Mliečne bielkoviny sú aj neoddeliteľnou súčasťou hormónov a enzýmov. Ich nedostatok môže spôsobiť poruchy rastu.
V bielkovinovej frakcii mlieka je typických bielkovinových zložiek až 95 % a iba 5 % tvoria tzv. dusíkaté zlúčeniny nebielkovinovej povahy. Kravské mlieko obsahuje dva hlavné typy bielkovín - kazeín (približne 80 %) a srvátkový proteín (približne 20 %).
Kazeín
Najväčšia a najviac využívaná zložka bielkovín mlieka je kazeín, ktorý tvorí hlavnú zložku u všetkých syrov. Samotný kazeín nie je homogénny, ale tvoria ho ultramikroskopicky viditeľné kazeínové micely o priemere 0,05 - 0,1 µm. Tieto micely sú agregáty komplexov niekoľkých kazeínových frakcií spojených fosforečnanom vápenatým. Skladá sa z 3 hlavných frakcií α, β a κ v pomere 3 : 1 : 1. Práve κ-kazeín je na povrchu miciel a tvorí ochrannú vrstvu voči ostatným frakciám kazeínu, ktoré sú citlivé na vyzrážanie s vápenatými iónmi. Enzymatickým pôsobením syridla dochádza k jeho štiepeniu a tým sa umožňuje vznik tvorby vápenato-kazeínového komplexu. Kazeín je hlavnú zložkou pre výrobu syrov, ktorú možno vyzrážať buď pôsobením kyselín (prirodzená kyselina mliečna vznikajúca fermentáciou mliečneho cukru), alebo pôsobením syridla.
Biologickou hodnotou sa kazeín vyrovná bielkovine mäsa a prevyšuje hodnotu bielkovín obilnín aj strukovín. Kazeín prispieva k lepšiemu vstrebávaniu vápnika a fosforu. Bielkoviny sú základnými stavebnými kameňmi pre rast svalov a tkanív.
Srvátkové bielkoviny (albumíny a globulíny)
Srvátkový proteín tvorí približne 20 % bielkovín v mlieku. Je to skupina globulárnych proteínov, ktorých prevažnú časť tvorí alfa- a beta-laktoglobulín, ktoré predstavujú asi 70 - 80 % zastúpenie srvátky. Albumíny sú rozpustné bielkoviny v mlieku a prechádzajú do sladkej aj kyslej srvátky pri výrobe syrov. Pri zahriatí nad 60 °C, zvlášť za prídavku vápenatých solí, začína denaturácia srvátkových bielkovín, čo sa využíva na výrobu srvátkových syrov. Globulíny sú tiež rozpustné bielkoviny vo vode a v mlieku sú iba v malom množstve, ich obsah je veľmi závislý od fyziologického stavu dojníc. Prakticky sa nevyužívajú.
Pridanou hodnotou srvátkového proteínu je obsah aminokyselín s rozvetveným reťazcom (BCAA). Okrem toho je srvátkový proteín jedným z najpopulárnejších zdrojov bielkovín vo svete výživových doplnkov. Srvátkové bielkoviny sú dôležité aj z pohľadu imunity: 10 % srvátkového proteínu predstavujú imunoglobulíny, ktoré neutralizujú vírusy a baktérie a stimulujú imunitné bunky. Srvátkový proteín je tiež zdrojom aminokyseliny glutamínu, ktorý tvorí približne 30 %.
Mliečny tuk
V 1 litri plnotučného mlieka sa nachádza 30 - 40 g tuku. Ich priemerná veľkosť tukových guľôčok v čerstvom kravskom mlieku je 2-4 µm, v 1 ml mlieka ich je 2 - 6 miliárd. Dôležitým faktorom dobrej stráviteľnosti mliečneho tuku je aj jeho chemické zloženie. Samotný mliečny tuk tvorí prevažne glyceroly mastných kyselín, voľné mastné kyseliny, fosfolipidy, steroly, estery a pod. Mastné kyseliny tvoria až 85 % mliečneho tuku. Zloženie tukových kyselín je formované hlavne v priebehu roka vplyvom kŕmnej dávky dojnice. Povrch tukovej guľôčky je pokrytý obalom tvoreným lecitínom (fosfolipidová vrstva) hrúbky približne 2,2 nm; na nej je bielkovinová vrstva 2,6 - 3,8 nm, ktorú tvoria enzýmy, proteíny a kovy (Fe, Cu). Fosfolipidy tvoria lecitín, kefalín, sfyngomyelín.
Mliečny tuk je najlepšie vstrebateľný a stráviteľný tuk a obsahuje vitamíny A, D, E, K a karotenoidy. Cholesterol je súčasťou bunkových membrán a prekurzorom hormónov; podiel cholesterolu v mlieku je relatívne nízky a pri primeranej konzumácii nevadí. 1 liter plnotučného mlieka obsahuje približne 25 mg cholesterolu.
Sacharidy: Laktóza
Mliečny cukor laktóza je najvýznamnejší sacharid mlieka. Je ľahko stráviteľná a zdroj energie pre rast a správne fungovanie organizmu. Laktóza je disacharid zložený z glukózy a galaktózy. Glukóza je dôležitou zložkou krvi a stavebnou zložkou glykogénu; galaktóza je dôležitá najmä pri formovaní nervových tkanív a pozitívne ovplyvňuje reguláciu telesnej teploty a pohybu čriev. Laktóza sa vyskytuje len v mlieku vo forme pravého roztoku. Jej obsah v čerstvom mlieku zdravej dojnice je približne 47 g na 1 liter, pričom množstvo laktózy je pri bežných podmienkach pomerne konštantné, avšak závisí aj od zdravotného stavu mliečnej žľazy.
Pri teplotách nad 70 °C dochádza k hnednutiu mlieka v dôsledku reakcie laktózy s ε-aminoskami lyzínu mliečnych bielkovín za tvorby melanoidínov. Pri teplotách nad 150 °C prebieha karamelizácia. Z biochemických vlastností laktózy je pre mliekarstvo kľúčová schopnosť premeny laktózy na kyseliny, hlavne na kyselinu mliečnu, pri kysnutí mlieka kyslomliečnymi baktériami. Hydrolýza laktózy na glukózu a galaktózu je následne premena hexóz na kyselinu pyrohroznú, redukcia na kyselinu mliečnu, čo zabezpečuje lepšiu stráviteľnosť a dietetické vlastnosti kyslomliečnych výrobkov. Fermentáciou laktózy vzniknutá kyselina mliečna ovplyvňuje nielen chuť produktov, ale aj ich trvanlivosť a nutričné vlastnosti, a pozitívne ovplyvňuje črevnú mikroflóru. Konzumácia kyslomliečnych výrobkov je zvlášť odporúčaná pri užívaní antibiotík na obnovenie črevnej mikroflóry. Tu majú význam probiotické mliečne kultúry.
Minerály a vitamíny
Kravské mlieko obsahuje celý rad dôležitých minerálnych látok, vitamínov a stopových prvkov nevyhnutných pre výživu a vývoj. Vápnik - až 99 % vápnika v tele sa nachádza v kostiach a zuboch; dostatočný príjem vápnika je zásadný pre budovanie kostnej hmoty a prevenciu osteoporózy. Vitamín D - nevyhnutný pre vstrebávanie vápnika a fosforu a podporuje imunitný systém. Vitamín K spolu s vitamínom D a vápnikom prispieva k zdraviu kostí. Fosfor tvorí s vápnikom kostnú štruktúru a energetický metabolizmus. Draslík reguluje krvný tlak a podporuje funkciu svalov a nervov. Horčík je dôležitý pre vývoj kostí a svalovú funkciu a pre mnoho biochemických reakcií. Vitamín B12 sa podieľa na tvorbe červených krviniek a funkcii nervového systému. Jód podporuje správnu funkciu štítnej žľazy a produkciu hormónov, selén prispieva k imunite a antioxidácii. Okrem toho obsahuje mlieko zinok a vitamíny skupiny B (B1, B2, B6), ktoré sa podieľajú na energetickom metabolizme a funkcionalite nervového systému.
Spracovanie mlieka a jeho vplyv na zloženie
Mlieko dodávané do obchodnej siete je ošetrované podľa potravinárskych noriem: obsah jednotlivých zložiek je daný stupňami odstredenia (plnotučné 3,5 %, polotučné 1,5 %, odstredené 0,5 %). Predávané mlieko prechádza separáciou a štandardizáciou (odstránenie časti tuku), homogenizáciou, tepelným ošetrením UHT alebo pasterizáciou. Tepelným ošetrením sa stráca minimum výživných látok a obsah proteínov, vitamínov a minerálnych látok ostáva prakticky nezmenený v porovnaní s mliekom od kravy. Zvýšená bezpečnosť a dlhšia trvanlivosť sú zabezpečené aj proti mikroorganizmom vďaka obalom, ktoré zabraňujú prístupu svetla a vzduchu. Mliekarenská výroba je pod dohľadom štátnych veterinárnych a potravinových inšpektorov. Vôbec nie je pridávaná voda ani konzervačné látky; rizikové mikroorganizmy sú eliminované tepelným ošetrením a skladovaním v chlade. Avšak primárna kontaminácia nastáva vo vemene a následne pri dojení a spracovaní, čo vyžaduje prísne hygienické postupy.
Najvýznamnejšiu skupinu mikroorganizmov v mlieku tvoria mezofilné baktérie mliečneho kysnutia, ktoré sa delia na homofermentatívne (fermentujú laktózu na kyselinu mliečnu) a heterofermentatívne (fermentujú laktózu aj na iné zložky, napríklad maslovú kyselinu a etanol). Medzi hlavné rodové skupiny patria Streptococcus (S. thermophilus), Lactococcus (Lactococcus lactis spp. lactis, cremoris, diacetylactis), Leuconostoc, Lactobacillus (L. bulgaricus, L. acidophilus, L. helveticus, L. casei, L. rhamnosus) a iné. Vzhľadom na spracovanie a skladovanie môžu medzi mikroorganizmami byť aj kvasinky (Saccharomyces, Candida) a ďalšie. Psychrotrófne mikroorganizmy môžu kvapľovať aj pri nízkych teplotách, čo v praxi vyžaduje správne chladiace a pasterizačné postupy; ich enzýmy (lipázy, proteázy) môžu ovplyvniť chuť a zloženie mliečnych výrobkov aj po pasterizácii.
Praktické súvislosti a odporúčania
- Najčastejšie konzumované mlieko je kravské mlieko - vyše 97 %.
- Väčšina mliečnych výrobkov, ako sú kyslomliečne výrobky, jogurty a syry, využíva plnotučné aj polotučné mlieko a sleduje sa ich nutričná hodnota a vstrebateľnosť.
- Laktóza poskytuje energiu a pri fermentácii vytvára kyselinu mliečnu, čo zlepšuje chuť, textúru a trvanlivosť výrobkov a pomáha črevnej mikroflóre.
- Najdôležitejšie minerálne látky sú vápnik a fosfor, ktoré sú nevyhnutné pre rast kostí a zubov a zároveň regulujú energetický metabolizmus.
- V prípade intolerancie na laktózu je možné vyrábať mliečne výrobky s laktázou alebo vybrať nižšiu tučnosť a fermentované výrobky, ktoré sú často ľahšie stráviteľné.
Tabuľka: Základné zložky mlieka (orientačne)
| Zložka | ||
|---|---|---|
| Bielkoviny | ~3,3 % | Kazeín ~82 %, srvátkové bielkoviny ~18 % |
| Tuky | ~3,5 % (plnotučné) | Emulzia, 2-4 µm micely |
| Laktóza | ~47 g | Energetická zložka, fermentácia na kyselinu mliečnu |
| Vápnik | veľa, v popise až významný vápnik | Pre kostné štruktúry a bioavailability |
| Vitamíny | Vitamíny A, D, E, K, B-komplex | Plus karotenoidy |
| Cholesterol | nízky až stredný obsah | Nevyhnutná súčasť membrán |
Ako sa vyrába mlieko
Význam mlieka a mliečnych výrobkov vo výžive
Mlieko a mliečne výrobky majú vysokú výživovú hodnotu: bielkoviny, tuky, sacharidy spolu s vitamínmi a minerálmi tvoria vyváženú výživu. Mlieko je významným zdrojom vápnika, fosforu a vitamínov, ktoré sú nevyhnutné pre rast a vývoj, najmä u detí. Laktóza zlepšuje vstrebávanie vápnika a podporuje črevnú motilitu a rast črevnej mikroflóry, pričom fermentované výrobky môžu pomáhať aj ľuďom s intoleranciou na laktózu, keďže proces fermentácie znižuje dostupnosť laktózy. Mliečne tuky obsahujú široké spektrum mastných kyselín a fosfolipidov (napr. lecitín), ktoré majú dôležitý fyziologický význam pre bunkové membrány a nervový systém. Pri výbere typu mlieka treba brať do úvahy potreby tela a zdravotný stav, najmä u ľudí s intoleranciou na laktózu alebo s obavami o cholesterol.
Izotropné poznámky k spracovaniu a hygiene
Mlieko ihneď po nadojení obsahuje mikroorganizmy z prostredia, pričom 90 % predstavuje mikroorganizmy vonkajšieho pôvodu. Spracovanie a chladenie sú kľúčové na obmedzenie sekundárnej kontaminácie a zamedzenie vývoja psychrotrófnych mikroorganizmov, ktoré môžu tvoriť lipázy a proteázy a tým ovplyvniť chuť a štruktúru výrobkov. Odborné odporúčania sú jasné: udržiavať čisté podmienky a správnu teplotu skladovania a spracovania, aby sa minimalizovalo riziko kontaminácie a aby bol výrobok bezpečný a výživný.