Špecifická hmotnosť mlieka: vlastnosti a meranie

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 surovinou 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. 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, resp. V bielkovinovej frakcii mlieka je typických bielkovinových zložiek až 95% a iba 5% tvoria tzv. dusíkaté zlúčeniny nebielkovinovej povahy. 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 v skutočnosti agregáty komplexov niekoľkých kazeínových frakcii spojených fosforečnanom vápenatým.

Tento kazeínový komplex sa skladá z 3 hlavných frakcií α (alfa), β (beta) a κ (kapa), ktoré sa nachádzajú v pomere 3 : 1 : 1. Tieto frakcie kazeínu majú rôznu citlivosť na prítomnosť vápnikových iónov a to sa využíva pri enzymatickom zrážaní mlieka pri tzv. sladkom zrážaní. Práve 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-kazeinového komplexu, t.j. Kazeín, ako hlavnú zložku pre výrobu syrov, možno z mlieka vyzrážať buď pôsobením kyselín (v syrárstve je to prirodzená kyselina mliečna ktorá vzniká fermentáciou prítomného mliečneho cukru), alebo pôsobením syridla (t.j. proteolytického enzýmu podobného aký sa nachádza v žalúdku cicavcov).

Biologickou hodnotou sa kazeín vyrovná bielkovine mäsa a prevyšuje hodnotu bielkovín obilnín, aj strukovín. Pod albumínmi sa (veľmi stručne) rozumie bielkovina mlieka, ktorá je rozpustná a tieto prechádzajú do sladkej aj kyslej srvátky pri výrobe syrov. Už pri zahriatí nad 60 °C zvlášť za prídavku vápenatých solí začína ich denaturácia, čo sa využíva na výrobu srvátkových syrov, alebo pri spracovaní ovčieho mlieka tzv. Globulíny sú tiež rozpustné bielkoviny vo vode a v mlieku sú iba v malom množstve. Prakticky sa nevyužívajú. Ich obsah je veľmi závislý od fyziologického stavu dojníc.

V mlieku sa v malom množstve nachádzajú aj ďalšie bielkoviny a to najmä tzv. Koncentrátmi mliečnej bielkoviny sú najmä syry a tvaroh. Okrem toho sú tieto výrobky aj dôležitou zásobárňou vápenatých solí a ďalších výživovo významných zložiek. Okyslením mlieka, či už prekysávaním pomocou kultúr, alebo prídavkom kyseliny, vzniká pri určitej kyslosti - vyjadrenej hodnotou pH - mliečna zrazenina. Podstatou tohto javu je dipolárny charakter aminokyselín a tým aj vlastných bielkovín mlieka. Pri určitej hodnote pH je výsledný náboj nulový - tejto hodnote sa hovorí izoelektrický bod. U kazeínu je táto hodnota rozdielna pre jednotlivé frakcie kazeínu a pohybuje sa v intervale 4,6 - 4,9 pH.

Kyslé zrážanie mlieka je reverzibilný proces, t.j. je vratné. Kyslé zrážanie mlieka je základom výroby tzv. kyslomliečnych a mäkkých syrov, ako sú napr. Prevažná časť syrov sa robí tzv. sladkým, alebo enzymatickým zrážaním mlieka, prípadne v kombinácii s kyslým zrážaním. Ako enzým na zrážanie sa používa buď chymozín, ktorý sa získava zo žalúdkov cicajúcich teliat, alebo v súčasnosti už prevažne mikrobiálnymi syridlami, ktoré majú identické vlastnosti prirodzených proteolytických enzýmov. Pôsobením tohto enzýmu nazývaného syridlo na sladké (nie kyslé) mlieko dochádza k jeho vyzrážaniu vo forme pevnej kompaktnej hmoty. Vlastný proces zrážania je nevratný.

Pôsobením syridla (príp. chymozínu) sa kapa kazeín (ktorý tvorí ochrannú vrstvu ostatných frakcii kazeínu voči vápenatým iónom) rozštiepi na dve časti a tým stráca svoj stabilizačný - ochranný vplyv. Prvá časť kapa - kazeínu má vysokú afinitu k ostatným frakciám kazeínu a označuje sa ako para - kapa - kazeín. Táto časť sa spolu s ostatnými kazeínovými frakciami v prítomnosti vápenatých iónov vyzráža. Druhá časť sa označuje ako glykomakropeptid a ten už je vysoko polárny a rozpustný vo vode. V tejto fáze dochádza po rozštiepení kapa - kazeínu v prítomnosti Ca - iónov k vlastnému zrážaniu všetkých frakcií kazeínu za vzniku kazeinátu vápenatého, t.j. tzv. syreniny. Pri dlhšom pôsobení proteolytických enzýmov dochádza zvlášť v priebehu úschovy a zrenia syrov k štiepeniu nielen kapa - kazeínu, ale aj ostatných frakcií kazeínu. Tým u syrov vznikajú z bielkovín nové, štiepne produkty.

V 1 litri plnotučného mlieka sa nachádza 30 - 40 g tuku. Veľkosť tukových guľôčok značne kolíše a je ovplyvnená mnohými faktormi. Ich priemerná veľkosť v čerstvom kravskom mlieku je 2-4 µm. Rovnako aj obsah tuku v mlieku je vysoko variabilný a závisí od mnohých vonkajších aj vnútorných faktorov. V 1 ml mlieka sa nachádza 2 - 6 miliárd tukových guľôčok.

Dôležitým faktorom dobrej stráviteľnosti mliečneho tuku je aj jeho chemické zloženie. Samotný mliečny tuk tvoria v prevažnej miere glyceroly mastných kyselín, voľné mastné kyseliny, fosfolipidy, steroly, estery a podobne. Mastné kyseliny tvoria až 85 % mliečneho tuku. V mliečnom tuku je zastúpených viac ako 140 mastných kyselín, v ktorých sú rozpustené vitamíny A, D, E, K a niektoré farbivá, napr. karotenoidy. Na povrchu tukových guľôčok je obal z lecitínu a bielkovinová vrstva ukotvená enzymami a kovmi (Fe, Cu).

Laktóza je hlavný mliečny sacharid a je ľahko stráviteľná, poskytuje energiu a podieľa sa na výrobe kyslomliečnych výrobkov. Obsah laktózy v 1 litri čerstvého mlieka z zdravej dojnice je približne 47 g. Fermentáciou laktózy vzniká kyselina mliečna, ktorá ovplyvňuje chuť, trvanlivosť a nutričné vlastnosti výrobkov a pozitívne vplýva na črevnú mikroflóru.

Vápnik a fosfor sú v mlieku vo významnom pomere a spolu tvoria kľúčovú súčasť pre stavbu kostí a zubov. Mlieko je tiež zdrojom vitamínov A, E, B skupiny a ďalších živín. Vplyv sezónnosti, plemena a zdravia vemena sa odráža v obsahu bielkovín a tukov. Slávne štatistiky ukazujú sezónne výkyvy v obsahu tuku a bielkovín a tiež rozdiely medzi plnotučným a polotučným mliekom.

Špecifická hmotnosť a meranie mlieka

Hustota mlieka je ovplyvnená obsahom bielkovín, laktózy a minerálnych solí. Zvyšovanie obsahu týchto zložiek zvyšuje hustotu, zatiaľ čo prídavok vody ju znižuje. Mliečko sipce formy súvisia s odberom a spracovaním, pričom smotana (vysoký obsah tuku) má hustotu podobnú vode. Merná hmotnosť surového mlieka je normálne okolo 1,028 g/ml a meria sa hustomerom. Hodnoty môžu kolísať v závislosti od podmienok.

V praxi sa na meranie hustoty používajú rôzne metódy. Veľké farmy majú laboratóriá na kontrolu kvality, kde sa do mlieka naleje objem a ponorí hydrometer. Na malých odstavoch sa používajú jednoduché metódy: niekoľko kvapiek mlieka sa ponorí do vody - tam sa rozpúšťa, alebo mlieko sa zmieša s alkoholom 1:2 a vzniknú vločky. Ide o jednoduché ukazovatele kvality, ktoré sa používajú pri nákupe či predaji.

Hustota mlieka je úzko spojená s HACCP a správnou hygienickou praxou. HACCP stanovuje systém opatrení a činností prevádzkovateľa na zabezpečenie zdravotnej neškodnosti potravín a kontrolu rizík v spracovaní mlieka. Pracovníci a priestory sú pravidelne kontrolované, vzorky mlieka sa odoberajú pri preberaní a komplexná analýza sa vykonáva certifikovanými centrálnymi laboratóriami.

Meracie metódy a pravidlá

Hodnoty hustoty mlieka sa určujú pri teplote okolo +20 °C. Príslušné pravidlá určujú minimálne aj minimálne prahové hodnoty pre špecifickú hmotnosť a ďalšie vlastnosti mlieka. Napríklad podľa slovenských noriem musí mať plnotučné mlieko pri +20 °C špecifickú hmotnosť najmenej 1,028 g/ml. Vzorka sa musí odobrať a vyhodnotiť v súlade s legislatívou EÚ a prílohami, ktoré definujú obsah tuku, bielkovín a ďalšie ukazovatele.

Teplota tuhnutia a merná elektrická vodivosť sú spoľahlivé ukazovatele zavodňovania mlieka. Prídavok vody zvyšuje teplotu tuhnutia a zvyšuje aj vodivosť, kým zníženie obsahu vody ju znižuje. Merná elektrická vodivosť mlieka dosahuje hodnoty od 0,30 do 0,56 S/m a je indikátorom zdravotného stavu vemena. Napríklad odpor 213 Ω znamená mernú vodivosť približne 0,0047 S.

Teplota tuhnutia mlieka je tiež spoľahlým indikátorom zavodňovania. Pri bodu tuhnutia -0,530 °C sa teplota tuhnutia zvýši o 0,014-0,017 °C a existuje korelácia s obsahom laktózy (r = 0,365). Viskozita surového kravského mlieka kolíše v rozmedzí 1,6-2,1 a závisí od teploty.

Nordické pravidlá a štatistiky Slovenska

Na Slovensku sú zdravotné požiadavky na výrobu a uvádzanie na trh mlieka a mliečnych výrobkov upravené nariadením vlády SR a zodpovedajú európskym štandardom. Požiadavky zahŕňajú minimálny obsah bielkovín, špecifickú hmotnosť, obsah beztukovej sušiny a ďalšie ukazovatele. Po otvorení je mlieko potrebné skladovať pri 2-8 °C a spotrebovať do 3 dní. Mliečne výrobky musia vycházať zo surového mlieka, ktoré spĺňa príslušné normy a špecifikácie.

Najčastejšie konzumované mlieko je kravské (vyše 97 %), s významnou úlohou vápnika a fosforu. Priemerná úžitkovosť holsteinských chovov dosahuje takmer 10 000 kg mlieka ročne, plemená ako Slovenské strakaté a Braunvieh majú svoje špecifiká v produkcii. Ročné množstvo dodaného surového kravského mlieka do mliekární na Slovensku aj v rámci EÚ ukazuje variácie a sezónne trendy.

Vplyv mlieka na zdravie a výživu

Mlieko poskytuje širokú paletu vitamínov (A, E a B skupiny), vápnik a ďalšie minerály. Laktóza, aj keď u niektorých ľudí spôsobuje intoleranciu, je pre väčšinu ľudí ľahko stráviteľná a pri fermentácii vedie k vzniku kyseliny mliečnej, ktorá zlepšuje stráviteľnosť a trvanlivosť produktov. Probiotické kultúry z kyslomliečnych výrobkov prispievajú k zdravej črevnej mikroflóre a môžu pomáhať pri obnove črevného mikrobiálneho prostredia po užití antibiotík.

Voda a aktivity na farmách, sanitačné opatrenia a pravidelná kontrola zvierat sú kľúčové pre zabezpečenie kvalitného a bezpečného mlieka. Dlhodobé zlepšovanie hospodárskych praktík, pravidelné veterinárne kontroly a správna manipulácia s mliekom sú dôležité pre udržanie kvality a bezpečnosti výrobkov.

Tabuľka: Základné ukazovatele mlieka (príklad)

Faktory ovplyvňujúce hustotu mlieka zahŕňajú hydratáciu, odrodu kravy, vek, spôsob kŕmnych dávok a počas laktácie. Zvýšenie vody v mlieku znižuje hustotu, zatiaľ čo pridaný tuk ju znižuje menej výrazne. Správna starostlivosť o stáda, čistenie stodoly a správna hygiena spracovania minimalizujú riziká kontaminácie a zlepšujú kvalitu mlieka.

tags: #specificka #hmotnost #mlieka