Przegląd mleczarski 2/2023
dr inż. Justyna Tarapata, mgr inż. Monika Małkowska-Kowalczyk, dr inż. Adriana Łobacz, dr hab. inż. Justyna Żulewska, prof. UWM
Nietermiczne metody przetwarzania żywności: wpływ na bezpieczeństwo i jakość produktów mleczarskich
Streszczenie: W celu zapewnienia bezpieczeństwa żywności i wydłużenia terminu przydatności do spożycia, w przemyśle mleczarskim wykorzystywane są głównie termiczne metody utrwalania produktów, takie jak pasteryzacja i sterylizacja. Pomimo swej skuteczności w unieszkodliwianiu mikroorganizmów, obróbka cieplna może niekorzystanie wpływać na wartość odżywczą oraz walory sensoryczne mleka i produktów mleczarskich. W związku z tym, producenci poszukują metod obróbki, które zapewnią bezpieczeństwo produktu, nie powodując przy tym niekorzystnych zmian w składnikach odżywczych i nie wpływając niekorzystnie na jakość sensoryczną. W ostatnim czasie coraz popularniejsze stają się alternatywne metody przetwarzania żywności, zwane nietermicznymi. Nietermiczne procesy przetwarzania produktów spożywczych są zwykle przyjazne dla środowiska i energooszczędne. Z drugiej jednak strony, koszty inwestycyjne mogą być wysokie, a skuteczność inaktywacji mikroorganizmów ograniczona, co wymusza jej stałą kontrolę i weryfikację. Dodatkowo, nie wszystkie procesy znajdują zastosowanie, zarówno do produktów płynnych, jak i stałych. Ograniczenia wynikające ze stosowania jedynie nietermicznych metod, wymuszają dalsze poszukiwania skutecznych rozwiązań. Jednym z nich może być połączenie procesów termicznych i nietermicznych, co umożliwi zrównoważoną, pod względem energetycznym, produkcję bezpiecznej żywności, z minimalnym wpływem na jej składniki, a tym samym jakość.
Słowa kluczowe: nietermiczne metody utrwalania, bezpieczeństwo, jakość, funkcjonalność
Non-thermal processing of food: the effect on safety and quality of dairy products
Abstract: In order to ensure food safety and extend the shelf life, the dairy industry mainly uses thermal methods of product preservation, such as pasteurization and sterilization. Despite its effectiveness in reducing number of microorganisms, heat treatment may adversely affect the nutritional value and sensory qualities of milk and dairy products. Therefore, the producers are looking for processing methods that will ensure the safety of the product, without causing adverse changes in nutrients and without affecting the sensory quality. Recently, alternative methods of food processing, called non-thermal, are becoming more popular. Non-thermal processing of food products is usually environmentally friendly and energy efficient. On the other hand, the investment costs can be high and with limited effectiveness of microorganism inactivation, constant control and verification of the process is necessary. Additionally, not all processes are applicable to both liquid and solid products. The limitations resulting from the use of non-thermal methods solely induce further exploration of effective solutions. A combination of thermal and non-thermal processes, which will enable sustainable, in terms of energy consumption, production of safe food with minimal impact on its ingredients and thus quality, might be one of the solutions.
Keywords: non-thermal processing, safety, quality, functionality
prof. dr hab. inż. Marcin Zieliński, dr inż. Joanna Kazimierowicz, prof. dr hab. inż. Marcin Dębowski
Wpływ procesu sonifikacji serwatki kwaśnej na wydajność fermentacji metanowej
Streszczenie: Serwatka kwaśna powstaje jako produkt uboczny w przetwórstwie mleczarskim, który powinien zostać wykorzystany lub odpowiednio zneutralizowany. Grupą perspektywicznych metod przeróbki serwatki są procesy beztlenowe. Priorytetem ich rozwoju jest poprawienie efektywności technologicznej i ekonomicznej. Celem badań było określenie wpływu dezintegracji ultradźwiękowej (DU) serwatki kwaśnej na przebieg i efektywność fermentacji metanowej. Stwierdzono, iż wraz wydłużeniem czasu DU rośnie stężenie rozpuszczonych form ChZT i OWO (ogólny węgiel organiczny), wydajność biodegradacji materii organicznej i produkcja CH4. Najwyższe efekty uzyskano stosując 900 s czas DU. Produkcja CH4 wynosiła 0,203 ± 0,01 dm3/g ChZTwp., CH4 stanowiło 70,9 ± 2,8%. Związki organiczne usuwane były ze sprawnością 78,7 ± 2,1% (ChZT), 80,2 ± 1,3% (OWO) i 84,1 ± 1,6% (BZT5). Najwyższy zysk energetyczny netto wynoszący 5,763 Wh uzyskano dla czasu DU 300 s. Wydłużenie czasu DU nie wpływało istotnie na poprawę efektywności energetycznej procesu beztlenowego. Stwierdzono silną pozytywną korelację między stężeniem ChZT i OWO w fazie rozpuszczonej a wydajnością produkcji CH4.
Słowa kluczowe: serwatka kwaśna, dezintegracja ultradźwiękowa, fermentacja metanowa, biogaz, wstępna obróbka, struktura taksonomiczna bakterii
Effect of acid whey sonication process on the methane fermentation efficiency
Abstract: Acid whey is a by-product from the dairy industry that should be utilized or appropriately neutralized. Anaerobic processes represent a group of prospective methods for whey processing and a key priority in their development is to improve their technological and economical effectiveness. The present study aimed to determine the effect of ultrasonic disintegration (UD) of acid whey on the course and effectiveness of methane fermentation. The study results demonstrated that extending UD duration resulted in increased concentrations of dissolved forms of COD and TOC, efficiency of organic matter biodegradation, and CH4 production. The best effects were achieved at 900 s US, including CH4 production of 0.203 ± 0.01 dm3/g CODin., abdh CH4 content accounting for 70.9 ± 2.8%. Organic compounds were removed with the following efficiencies: COD – 78.7 ± 2.1%, TOC – 80.2 ± 1.3 %, and BOD5 – 84.1 ± 1.6%. The highest net energy gain of 5.763 Wh was achieved upon UD of 300 s. Extension of UD time had no significant effect on the improvement in the energetic effectiveness of anaerobic digestion. A strong positive correlation was found between COD and TOC concentrations in the dissolved phase and CH4 production yield.
Keywords: acid whey, ultrasonic disintegration, methane fermentation, biogas, pretreatment; bacterial community
mgr inż. Aleksandra Purkiewicz
Wpływ żywienia krów na jakość mleka
Streszczenie: Podstawą jakości zdrowia człowieka jest odpowiednio zbilansowana dieta. Żywienie zwierząt, tak samo jak ludzi, ma istotny wpływ na ich funkcjonowanie, a w przypadku zwierząt mlekodajnych – także na jakość i skład chemiczny mleka. Prawidłowo zbilansowana dawka pokarmowa, a także optymalizacja potencjału genetycznego i produkcyjnego stada, stanowi podstawę opłacalnej i wysokojakościowej produkcji mleka. Podstawą żywienia bydła są pasze objętościowe, które przy odpowiedniej ilości pasz treściwych, warunkują właściwe zdrowie zwierzęcia, przebieg ciąży, rozwój płodu oraz rozwój laktacji. Dieta krowy ma wpływ na zawartość w mleku w szczególności tłuszczu, ale także białka i laktozy. Nowoczesną techniką żywienia krów jest system TMR, który daje możliwość skarmiania pasz treściwych z paszami objętościowymi, co jest znaczną korzyścią w żywieniu bydła.
Słowa kluczowe: mleko, skład chemiczny, żywienie krów
Effect of cow nutrition on milk quality
Abstract: The basis of the quality of human health is a properly balanced diet. Nutrition of animals, just like humans, has a significant impact on their functioning, and in the case of lactating animals - also on the quality and chemical composition of milk. A properly balanced ration, as well as optimization of the genetic and production potential of the herd, is the basis for profitable and high-quality milk production. The basis of cattle nutrition are roughage, which, with the appropriate amount of concentrated feed, determines the animal's proper health, pregnancy, fetal development and lactation development. The cow's diet affects the content of milk in particular fat, but also protein and lactose. A modern technique of feeding cows is the TMR system, which gives the possibility of feeding concentrates with roughage, which is a significant benefit in cattle nutrition.
Keywords: milk, chemical composition, cow nutrition
prof. dr hab. inż. Stefan S. Smoczyński
Użytkowanie krów mlecznych – ważniejsze aspekty hodowlane, technologiczne, ekonomiczne oraz środowiskowe
Streszczenie: Celem opracowania jest próba omówienie znaczenia długości realnego okresu użytkowania krów mlecznych w aspekcie czynników hodowlanych, technologicznych, ekonomicznych i środowiskowych. Według wyników przeprowadzonych badań długość okresu użytkowania krów mlecznych jest bardzo istotna, gdyż w znacznej mierze determinuje szereg aspektów hodowlanych, ekonomicznych produkcji mlecznej oraz środowiskowych. Im dłużej użytkowana jest krowa, tym produkcja jednego litra mleka jest obciążona mniejszymi kosztami odchowu. Optymalne jest efektywne użytkowanie krów mlecznych przez około 6-9 laktacji z zachowaniem odpowiedniego okresu międzywycieleniowego, który powinien się mieścić w granicach od 360 do 400 dni. W pracy scharakteryzowano krowy mleczne tworzące specyficzne stado, które użytkowane jest w gospodarstwach specjalizujących się w pozyskiwaniu mleka krowiego. Przedstawiono definicję mleka jako wydzieliny gruczołu mlecznego oraz przybliżono jego najważniejszy skład chemiczny. Omówiono najważniejsze aspekty hodowlane, które muszą być uwzględnione w prowadzeniu stada krów mlecznych. Przedstawiono najważniejsze wielkości ekonomiczne oraz czynniki decydujące o efektywności tych działań. Przybliżono niezbędne do zrealizowania problemy technologiczne wytwarzania mleka spożywczego i przetworów mleczarskich oraz wpływ czynników środowiskowych hodowli na klimat. W podsumowaniu uwagę zwrócono na najnowsze kierunki prowadzenia stada krów mlecznych, które uwzględniają konieczne brakowanie krów.
Słowa kluczowe: krowy mleczne, stado, warunki hodowlane, użytkowanie, brakowanie, rozród, wydajność mleczna
Dairy cow use – major breeding, technology, economics and environment-related aspects
Abstract: This study discusses the importance of the duration of the dairy cow period of use with respect to selected breeding, technology, economics and environment-related aspects. According to the experiment results, the duration of dairy cow use is very important, as it largely determines a number of breeding, economic and environmental aspects of dairy production. The longer the use, the lower the rearing costs associated with the production of 1 liter of milk. Effective use of dairy cows for 6-9 lactation periods with proper inter-calving intervals of 360 to 400 days is optimal. This study provides characteristics of dairy cows making up a specific herd on farms specialising in milk production. A definition of milk is provided as a secretion of the mammary gland, and its major chemical components are listed. The most important breeding aspects to be taken into consideration in managing a dairy cow herd are discussed, including the stand system, feeding and the climatic condition in a barn. The major economic parameters and factors that affect the efficiency of these measures are presented. The technological issues essential in milk and dairy product making, as well as the impact of cattle breeding environmental factors on the global climate are discussed. The summary mentions the latest trends in managing a dairy cow herd, which include the culling of cows, which is necessary but not always beneficial.
Keywords: dairy cows, herd, breeding conditions, use, culling, reproduction, milk yield