М Л Е К О - С У Р У Т К А

млеко - секрет млечних жлезда женки сисара;

излучује се извесно време након партуса и

примарно служи за исхрану младунаца

сисара; осим храњивих материја садржи

различите компоненте које доприносе

ојачавању имунолошког система младунчади

СУРУТКА – течна фаза млека која остаје после

уклањања масти и казеина;

СУРУТКА – течни нузпроизвод из производње сира

или индустријскe производњe казеина

- зеленкаста скоро провидна (бистра) течност која настаје након

уклањања казеина из млека

- биолошка потрошња кисеоника сурутке је изузетно висока

(40.000 mg kg-1 или више)

око 9 l сурутке се добија од сваког kg сира

сходно томе у неким фабрикама сира 1x106 l по дану

напици од сурутке - свако пиће засновано на сурутки, односно

које се добија од сурутке у течној фази или суруткиних пермеата;

обично заслађени и садрже воћне сокове или друге компатибилне

инградијенте

WPNI (Whey protein nitrogen index - азотни индекс суруткиних

протеина) – параметар за класификацију млека у праху; разликују се

ниско температурна, средње и високотемпературно млеко у праху;

разврставање засновано на растворљивости протеина сурутке

проузроковано топлотном денатурацијом

VRSTA

SISARA

SUVA

MATERIJA

MLEČNA

MASTPROTEINI LAKTOZA PEPEO

čovek12,2

(12,4 *)3,8 1,0 7,0 0,2

krava 12,7 3,7 3,4 4,8 0,7

koza12,3

(13,2)4,5 2,9 4,1 0,8

ovca 19,3 7,4 4,5 (5,5) 4,8 1,0

kobila 11,2 1,9 2,5 6,2 0,5

magarica 11,7 1,4 2,0 7,4 0,5

Sastav (%) mleka pojedinih vrsta sisara

Упоредни састав млека и сурутке

Млеко, % Сурутка, %

Масти 3.30 0.05

Протеини 3.34 0.60

Казеин 2.70 0.003

Протеини сурутке 0.64 0.60

NPN 0.16 0.18

Лактоза 4.60 4.60

Пепео 0.75 0.60

Укупна сува материја 12.15 6.03

Протеински састав сурутке

Бета-лактоглобулин 50 %

Алфа-лакталбумин 25 %

Протеаза пептони 20 %

Протеини крви 25 %

Са имуноглобулинима 15%

СЛАТКА сурутка - pH вредност је око 6,5–6,0

КИСЕЛА сурутка настаје у процесу ферментације или у процесу

ацидификације са органским или минералним киселинама за

реализацију коагулације казеина при индустријској производњи

казеина као и приликом производње свежих али киселином

коагулисаних сирева (нпр. кварк или Cottage)

- oсновна разлика између ова два типа сурутке је у минералном

саставу, ацидитету и саставу протеинске фракције сурутке WPF

компонента Слатка сурутка Кисела сурутка

укупна сува материја 63,0 – 70,0 63,0 – 70,0

лактоза 46,0 – 52,0 44,0 – 46,0

протеини 6,0 – 10,0 6,0 – 8,0

калцијум 0,4 – 0,6 1,2 – 1,6

фосфати 1,0 – 3,0 2,0 – 4,5

лактати 2,0 6,4

хлориди 1,1 1,1

Типичан састав сурутке (g/L)

- кисела коагулација која укључује конвезију лактозе у млечну

киселину са млечно-киселим бактеријама и/или додавање

ацидификујућих агенаса као што су глуконо-лактони или различите

киселине као што су сумпорна, фосфорна, хлороводонична,

лимунска или млечна, што резултује у суштинском мењању

ацидитета (финални pH је око 4,5) потребни су за преципитацију

казеина

- при ниском pH колоидни калцијум садржан у казеинским мицелама

у обичном млеку се раствара (солубилизује) и распоређује у сурутки

ензими за коагулацију млека продукују фрагменте казеинских

молекула који се називају глукомакропептиди (GMP) и који

завршавају у сурутци; GMP су садржани приближно са 20% у

WPF код слатке, ензимски формиране сурутке, али их НЕЋЕ

бити у киселој сурутки осим ако ензимски препарат није

укључен у производну припрему свежег сира или ако није

укључен у киселу коагулацију

- укључивање мембранских процеса као што је ултрафил-

трација (УФ) млека у производњу сира или фракционисање

различитих суртки у различите производе на бази сурутке,

добијају се производи на бази сурутке који се називају УФ

пермеати

- основна разлика између различитих УФ пермеата је

ОДСУСТВО протеина у свим пермеатима

- наједноставнија трансформација сурутке у инустријски вредан

производ је сушење

- ова технологија се у принципу заснива на упаравању у

вишестепеним упаривачима иза којих следи спреј сушење

-разлике између упаравања и спреј сушења обраног млека и

сурутке укључују потребу прекристализације лактозе у сурутки

пре сушења да би се минимализовали проблеми хигро-

скопности, као и пажљива манипулација са топлотним

третманима да се минимализују проблеми који су повезани са

топлотном осетљивошћу протеина сурутке

- сурутка у праху може се производити и на ваљкастим (бубањ)

уређајима, мада на њима процес није једноставан; процес је

скупљи у односу на спреј сушење и углавном лошији се

квалитет праха се добија

- сурутка или УФ пермеати из млека или сурутке су основни

материјал за кристализацију лактозе

- општи став је да је спреј сушење пермеата нерентабилно

- УФ пермеати се све више јављају на тржишту као

прашкасти производи који примарно садрже лактозу и

минерале сурутке, али су без протеина

нове технологије које су већ комерцијализоване, али се и даље

развијају засноване су на производњи концентрата са врло

високом сувом материјом (око 76%) који се комбинује са

алтернативним поступцима уклањања остатка воде што мора да

обухвати и кристализацију лактозе;

- могући правац у завршном сушењу је флуидизационо које би

требало да замени скупље спреј сушење

Ниво и облик протеина сурутке су значајни и зависе од

поступка добијања

- WPF могу се уклонити у потпуности или селективно из

основне сурутке па да се концентрисање врши различитим

мембранским процесима; на овај начин се добијају протеински

концентрати сурутке (WPC), протеински изолати сурутке (WPI)

или WPF производи

- мада су производи са мање од 35% протеина (добијени

парцијалним уклањањем лактозе процесом кристализације или

применом једноставне УФ уз накнадни додатак праха обраног

млека) нашли примену у одређеним индустријским гранама и

обухваћени су појмом WPC, већина вредних WPC производа

садрже најмање 65% протеина и у тим технологијама није

укључена прекристализација лактозе;

- висококвалитетни WPI и WPF производи се добијају разним

технолошким процесима који укључују диафилтрацију,

електродијализу, јонску измену, нанофилтрацију или њихове

комбинације

евапорација или спреј сушење могу изазвати значајне промене

у растворљивости и функционалним променама сурутке у

праху

- концентровање као део процеса особито код производње

WPC, WPI и WPF производа може се изводити реверзном

осмозом или концентровање замрзавањем и изгледа да су

добра замена за термичко упаравање

-примена РО да би се повећао капацитет ковенционалног

упаравања, или као предрадња после које следи транспорт

пермеата у централни погон се показало као врло

прихватљивим у индустрији сурутке

Процес добијања обезмашћене сурутке са 90% суве материје

Уобичајен савремени процес добијања сурутке

тип производа протеини лактоза минерали

обична сурутка 12.5 73.5 8.5

деминерализована (70%) 13.7 75.7 3.5

деминерализована (90%) 15.0 83.0 1.0

ултрафилтрациони пермеат 1.0 90.0 9.0

Протеински концентрат сурутке

(замена за обрано млеко)

35.0 50.0 7.2

Протеински концентрат сурутке 65.0–80.0 4.0–21.0 3.0–5.0

Протеински изолати сурутке 88.0–92.0 < 1 2.0–3.0

Типичан састав главних типова сурутке у праху (%, w/w)

ПРИМЕНА СУРУТКЕ У ИДУСТРИЈИ ХРАНЕ

према врло озбиљним проценама од око 10 милиона тона

сурутке у праху што се годишње произведе на светском нивоу,

око 50% се користи у људској исхрани, а остатак заврши са

нижим степеном валоризације као храна за животиње

поред тога, необрађена течност тј. свежа сурутка користи се као

сировински материјал за неке традиционалне производе који се

налазе на тржишту; ти производи се могу поделити у две групе:

сиреви од сурутке и

напици од сурутке

Scotta је сурутка добијена у процесу добијања Ricotta сира

оба типа производа могу се окарактерисати као мало (уско) распрострањени

производи на тражишту који су углавном настали још пре индустријализације и

имају значај само на неким деловима светског тржишта

један од примера парцијалности зачаја да се они јављају само у специјалним

приликама (нпр. Зимске олимпијске игре у Сарајеву 1984. год.)

швајцарски производ Rivella, за чију припрему је искоришћена

високо модификована сурутка и чини њен мањи удео, тј.

33%, а 67% је вода

на тржиштима Аустрије, Финске, Холандије и Швајцарске

постоје разни локални производи од сурутке, а само неки од

њих имају међународни значај

најчешће напици од сурутке развијени су у комбинацији са

воћним соковима, особито цитрусним воћем, који су

најкомпатибилнији по мирисним карактеристикама са сурутком

ово је особито применљиво са киселом сурутком јер је она

најподеснија због вишег садржаја млечне киселине и калцијума

у односу на слатку сурутку

неки од комерцијалних мириса/укуса се комерцијално користе

за напитке од сурутке као што су манго, грејп, лимун, наранџа и

други или њихове комбинације

добро је документовано у литератури и постоје индустријски

докази да се од сурутке припрема јогуртни напитак који садржи

компоненте сурутке, или се припрема ферментисани напитак

од слатке сурутке који би се могао означити као обрано кисело

млеко, мада овакав производ није конкуренција

традиционалним киселим млечним производима

млеко или УФ пермеати су подесни за припрему изотоничних

напитака за спортисте који се користе за брзо успостављање

минералног баланса након великог физичког напора

сир влага маст протеин Лактоза

Ricotta

Пуно млеко 72,2 12,7 11,2 3,0

СУРУТКА 82,5 0,5 11,3 1,5

Mysost

Кришке (sliceable) 17,4 26,3 11,5 36,2

ситни сир 26,6 3,6 7,7 46,2

Карактеристичан састав сирева од сурутке

ПРИМЕНА СУРУТКЕ У ФЕРМЕНТАЦИЈАМА ЗА

ДОБИЈАЊЕ ХРАНЕ ИЛИ ДРУГИХ ПРОИЗВОДА

СУРУТКА се због подесног садржаја ферментабилног шећера

– лактозе користи као подлога за добијање различитих

прехрамбених производа или за добијање производа друге

намене који су настали микробном ферментацијом

Међу најуспешнијим применама сурутке у овом правцу се

могу издвојити фабрике за добијање биоетанола за примену у

индустрији хране или у другим индустријским гранама – Нови

Зеланд, САД, Ирска и друге земље

Један од најбољих примера примене сурутке је оргинални

производ Bailey’s Cream Liqueur из Ирске или већина

ликерских производа на Новом Зеланду

у прошлости сурутка је била значајан супстрат за конверзију у

биомасу квасца Torula spp., тј. за сточни квасац

значајна је примена сурутке у другим ферментацијама као што

је добијање антибиотика, млечне киселине и других микробних

метаболита

Данашњи тренд са органски произведеном храном и

додацима исхрани укључују и сурутку па се тако неки

процеси ревитализују, мада је за неке од њих економска

оправданост проблематична

још увек је проблематична поновна примена микробних

процеса у односу на хемијске процесе – тренд ????

примена сурутке у умножавању ћелије БМК за производњу

сира се примењује у бројним земљама;

сурутка се користи за добијање биогаса – доказано је у неким

фабрикама (особито у Швајцарској) висока оправданост овакве

конверзије енергије садржане у сурутки

сурутка или пермеати сурутке су јако подесни ферментациони

субстрати за добијање бактериоцина као што је низин, или за

друге високовредне додатке храни који се добијају применом

различитих БМК

лактоза није ферементабилна за бројне микроорганизме па је

нужна добра селекција за неке примене

примена сурутке у алкохолној ферментацији за добијање вина и

пива од сурутке су описани у литератури, али због тога што

лактоза није ферментабилни извор за уобичајене квасце, без

посебног предтретмана или посебних МО није очекивана

њихова већа индустријска производња

предвиђања су да ће се нове примене сурутке остварити када

се открију нове примене продуката који настају микробном

конверзијом лактозе

пример оваквог става је конверзија лактозе у олигосахариде

применом ћелија неких микроорганизама или применом

сировог ензимског комплекса од одговарајућих бактеријских

сојева

поред овог примера може се навести и добијање јогурта са

специфичним својствима који почиње да се значајније

индустријски производи

Технолошки поступак производње сирћета од сурутке (Parrondo i sar., 2009)