Priručnik „Analiza mlijeka i mliječnih proizvoda“ napisan je prvenstveno za potrebe studenata Prehrambeno-biotehnološkog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu te Kemijsko-tehnološkog fakulteta Sveučilišta u Splitu, kao i za studente drugih fakulteta na kojima se proučava tehnologija mlijeka i mliječnih proizvoda.

Priručnik sadrži sve fizikalne, kemijske, mikrobiološke i senzorske metode kontrole mlijeka i mliječnih proizvoda koje se izvode u okviru praktične nastave na spomenutim fakultetima. Metode su sakupljane tijekom dugogodišnjeg praktičnog rada sa studentima u Laboratoriju za tehnologiju mlijeka i mliječnih proizvoda Prehrambeno-biotehnološkog fakulteta. Veliku zahvalu dugujemo vodećim stručnjacima iz područja mljekarstva koji su recenzirali priručnik te tako pridonijeli njegovoj kvaliteti. Nadamo se da će priručnik korisno poslužiti nastavnoj svrsi, a isto tako i širokom krugu stručnjaka u našim mljekarama.

Zagreb, travnja 2010.
Autorice

Važnost analize mlijeka i mliječnih proizvoda

Suvremeni rad u dobivanju, proizvodnji, primarnoj obradi, preradi mlijeka u mliječne proizvode te čuvanju mlijeka ovisno o vijeku trajanja mlijeka i proizvoda od mlijeka, traži dobro organiziranu kontrolu laboratorijske službe na cijelome putu od staje i proizvođača do mljekarskih pogona i distribucije odnosno skladištenja mlijeka.

Sastav i svojstva, odnosno kvaliteta mlijeka ovise o vrlo velikom broju činitelja koji uvjetuju manje ili veće razlike. Već pri mužnji jedne te iste muzare, u istome danu, ne dobiva se mlijeko potpuno istog sastava i istovjetnih svojstava, a još je veća neujednačenost u različitim danima mužnje tijekom jedne ili više laktacija. Ne ulazeći u objašnjavanje svih činitelja koji u svježem mlijeku uvjetuju varijabilnost sastava i svojstava, mlijeko je nakon mužnje izvrgnuto razmjerno brzim promjenama, a poglavito prilikom držanja na visokim temperaturama. Priključe li se tim uzrocima promjenljivost sastava i svojstava mlijeka te mogućnost patvorenja, još će se više istaknuti važnost činjenice da se bez ispitivanja sastava i svojstava mlijeka ne mogu poznavati vrijednosti i kvaliteta mlijeka kojim se raspolaže i koji se žele koristiti za preradu. Pritom se ne smije zaboraviti na osnovnu definiciju prema kojoj mlijeko predstavlja normalni laktacijski sekret (nakon perioda kolostralnog mlijeka), dobiven potpunom mužnjom jedne ili više zdravih krava, uz određene uvjete s obzirom na vrijeme partusa, miris, boju i okus, bez dodatka vode, s određenim sadržajem masti itd. Nečisto i patvoreno mlijeko neprikladno je, a može biti u manjoj ili većoj mjeri štetno za preradu i potrošača. Zato je ispitivanje kvalitete mlijeka vrlo važno područje mljekarstva. Treba naglasiti da se na tržištu mlijeka u nas još uvijek javljaju znatne količine neispravnog mlijeka, ali i onoga u nedovoljno kondicioniranom stanju. Naime, potražnja kupaca za različitim vrstama mlijeka, uz iskrivljenu predodžbu o „izvornom seljačkom ili domaćem“ mlijeku, često navodi na kupovinu mlijeka izvan redovite distribucijske mreže. Takvo mlijeko ponekad ima previše mehaničkih nečistoća, nije mikrobiološki „svježe“ i sadrži štetne mikroorganizame. Mlijeko često može biti patvoreno razvodnjavanjem, rjeđe dodavanjem obranog mlijeka ili obiranjem. U takvim su slučajevima potrošači mlijeka izravno zakinuti, a prerađivači oštećeni, jer ne samo da mljekarska industrija mlijeko plaća cijenom za visoku kvalitetu, nego mliječni proizvodi imaju željenu kvalitetu i lako se kvare.

Ispitivanje mlijeka vrlo je delikatan, katkada i težak, ali uvijek vrlo odgovoran zadatak, jer se ispituju i utvrđuju svojstva i sastav mlijeka vrlo složene i lako promjenljive namirnice. Zato je neophodno potrebno temeljito upoznati načine i sredstva za ispitivanje kvalitete mlijeka i mliječnih proizvoda. To je poznavanje vrlo važno za proizvođače mlijeka, mljekare, prodavače i kontrolnu službu. Svatko od njih u svome području mora potrošačima mlijeka, za koje se proizvode mliječni proizvodi, jamčiti njihovu kvalitetu. Razlozi ispitivanja mlijeka raznovrsni su.

Mogu biti:

• ekonomski – radi plaćanja mlijeka prema prehrambenoj i tehnološkoj vrijednosti, u svrhu zaštite interesa proizvođača mlijeka, mljekarskih poduzeća, tj. prerađivača, odnosno potrošača;
• tehnološki – radi izbora mlijeka za proizvodnju mliječnih proizvoda, odnosno kontrole randmana iskoristivosti mlijeka;
• sanitarni – radi zaštite zdravlja potrošača;
• selekcijski – kontrola, uzgoj i selekcija muzne stoke za rasplod prema pro-duktivnosti odnosno količini i kvaliteti mlijeka s obzirom na udio mliječne masti, proteina, broj somatskih stanica itd.;
• znanstveni – radi upoznavanja svojstava mlijeka i mliječnih proizvoda,
• savjetodavni – kako bi se otklonili nedostatci radi promicanja proizvodnje mlijeka.

U svakom slučaju, svrha ispitivanja mlijeka dokazivanje je njegove ispravnosti odnosno kvalitete. Ni mlijeko za izravnu potrošnju, ni ono koje se koristi kao sirovina za preradu u mliječne proizvode ne smije promijeniti svoja osnovna svojstva, odnosno ne smije biti pokvareno niti patvoreno, nego mora odgovarati smislu definicije mlijeka. Prilikom donošenja zaključaka o kvaliteti u trenutku analize, a još više za procjenu kvalitete mliječnih proizvoda, osobito sireva, treba računati s određenim zajedničkim svojstvima različitih metoda i postupaka ispitivanja mlijeka:

• Svaka pojedina analiza (proba, test) može dati odgovor na samo jedan, sasvim određeni dio cijelog kompleksa svojstava koja čine ukupnu kvalitetu.
• Iz rezultata samo jedne analize može se samo u izuzetnim slučajevima zaključiti o kvaliteti konačnog proizvoda.
• Rezultat svake pojedine analize bit će tim vrjedniji, što ga je moguće više i bolje usporediti s rezultatima drugih kontrolnih metoda i na temelju toga procijeniti njegovu vrijednost.

Isto načelo vrijedi i za ispitivanje kvalitete mliječnih proizvoda. Ispitivanje mlijeka i mliječnih proizvoda u okviru organizirane mljekarske kontrolne službe ne smije se koristiti samo za pronalaženje nedostataka, utvrđivanje nepravilnosti ili čak prekršaja. Važnija je odgojna, savjetodavna i praktična aktivnost kontrolnih organa, s ciljem da proizvođači i prerađivači mlijeka što lakše, brže, bolje i djelotvornije uklone pronađene uzroke poteškoća i povećaju kvalitetu mlijeka i mliječnih prerađevina. U takvoj djelatnosti postoji razlika između mljekarskih stručnjaka koji poznaju prirodu mlijeka i mliječnih proizvoda, te mehaničkih analitičara koji dobivaju rezultate, ali ih ne mogu razumjeti niti objasniti, sebi ni drugima, dok uzroke mogućih promjena i odstupanja od normi ne mogu ispravno otklanjati.

Sadržaj

Predgovor

UVODNI DIO

Važnost analize mlijeka i mliječnih proizvoda

1. POGLAVLJE IZUZIMANJE UZORAKA MLIJEKA ZA ANALIZE

1.1. Vrste uzoraka i mjesto uzimanja uzoraka mlijeka
1.2. Pribor za uzrokovanje
1.2.1. Karakteristike pribora za uzorkovanje
1.3. Tehnike uzorkovanja mlijeka
1.3.1. Tehnike uzorkovanja fermentiranih mliječnih proizvoda
1.3.2. Tehnike uzorkovanja sira
1.4. Konzerviranje uzoraka mlijeka
1.5. Postupak nakon uzorkovanja i transport uzoraka mlijeka
1.6. Postupak s reagensima, čišćenje i njega pribora

2. POGLAVLJE FIZIKALNO KEMIJSKE ANALIZE MLIJEKA I MLIJEČNIH PROIZVODA

2.1. Određivanje kiselosti
2.1.1. Brze tehničke metode
2.1.2. Brze kolorimetrijske metode
2.1.3. Određivanje kiselosti mlijeka pH-metrom
2.1.4. Titracijske metode
2.1.5. Određivanje kiselosti sira
2.1.6. Određivanje kiselosti fermentiranih mliječnih napitaka
2.2. Određivanje gustoće mlijeka
2.2.1. Određivanje gustoće mlijeka areometrom (laktodenzimetrom)
2.3. Određivanje udjela mliječne masti u mlijeku
2.3.1. Određivanje udjela mliječne masti u mlijeku butirometrijskom metodom prema Gerberu
2.3.2. Određivanje udjela mliječne masti u siru
2.3.3. Određivanje udjela mliječne masti u fermentiranim mliječnim napitcima
2.4. Određivanje udjela proteina u mlijeku
2.4.1. Određivanje ukupnog dušika u mlijeku metodom po Kjeldahlu – referentna metoda
2.4.2. Određivanje udjela proteina u mlijeku formol titracijom – Schulzova metoda
2.5. Određivanje udjela laktoze u mlijeku
2.5.1. Određivanje udjela laktoze u mlijeku metodom prema Loof-Schoorlu
2.5.2. Određivanje laktoze referentnom metodom po IDF/ISO/AOAC
2.6. Određivanje udjela suhe tvari u mlijeku
2.6.1. Direktna metoda za određivanje ukupne suhe tvari (sušenje u sušioniku)
2.6.2. Indirektno određivanje suhe tvari mlijeka (računske metode)
2.6.3. Određivanje udjela suhe tvari u siru
2.7. Određivanje pepela (udjela mineralnih tvari) u mlijeku
2.8. Dokazivanje patvorenja mlijeka
2.9. Izolacija kazeina iz mlijeka
2.10. Kontrola pasterizacije mlijeka
2.10.1. Fosfatazna proba – Metoda prema Andersenu i Petersenu
2.10.2. Peroksidazna proba – Metoda prema Ručku i Kelleru
2.11. Određivanje udjela soli u siru – metoda po IDF-u

3. POGLAVLJE MIKROBIOLOŠKE ANALIZE MLIJEKA I MLIJEČNIH PROIZVODA

3.1. Mikrobiološki standardi
3.1.1. Upute za osiguravanje minimalnih uvjeta u laboratoriju prije provođenja mikrobioloških analiza mlijeka i mliječnih proizvoda
3.2. Opće smjernice za pripremu i rukovanje hranjivim podlogama
3.3. Sterilizacija pribora i hranjivih podloga
3.3.1. Sterilizacija spaljivanjem
3.3.2. Suha sterilizacija
3.3.3. Sterilizacija parom (vlažna sterilizacija)
3.3.4. Ostali načini sterilizacije pribora i posuđa
3.4. Priprema uzoraka
3.4.1. Priprema uzoraka mlijeka, pasteriziranog mlijeka i napitaka, kiselog mlijeka, jogurta i kefira
3.4.2. Priprema uzoraka ugušćenog mlijeka
3.4.3. Priprema uzoraka vrhnja
3.4.4. Priprema uzoraka maslaca
3.4.5. Priprema uzoraka sira
3.4.6. Priprema uzoraka mlijeka u prahu
3.4.7. Priprema uzoraka sladoleda i praška za sladoled
3.4.8. Priprema uzoraka sirila
3.5. Bojanje po gramu
3.6. Određivanje ukupnog broja mikroorganizama u mlijeku
3.7. 3.6.1. Kochova metoda
3.8. Određivanje prisutnosti koliformnih mikroorganizama
3.7.1. Određivanje koliformnih mikroorganizama na čvrstim podlogama
3.7.2. Izolacija i identifikacija vrsta E. coli i Salmonella
3.9. Određivanje prisutnosti lipolitičkih mikroorganizama
3.10. Određivanje prisutnosti proteolitičkih mikroorganizama
3.11. Određivanje prisutnosti kvasaca i plijesni
3.12. Brza redukcijska metoda
3.13. Određivanje prisutnosti antibiotika

4. POGLAVLJE SENZORSKA OCJENA MLIJEKA I MLIJEČNIH PROIZVODA

4.1. Senzorska ocjena kvalitete proizvoda – definicija i primjena
4.2. Ljudska osjetila u senzorskoj ocjeni kvalitete proizvoda
4.3. Opći principi senzorske ocjene
4.4. Provođenje senzorske ocjene mlijeka i mliječnih proizvoda
4.5. 4.4.1. Sistem bodovanja u senzorskoj analizi mlijeka i mliječnih proizvoda
4.4.1.1. Senzorska ocjena pasteriziranog mlijeka
4.4.1.2. Senzorska ocjena fermentiranih mliječnih proizvoda
4.4.1.3. Senzorska ocjena sireva

Literatura

Bilješka o autoricama

1 . Izuzimanje uzoraka mlijeka za analize

Uzorkovanje mora provoditi stručna osoba koja je prošla odgovarajuću obuku prije uzorkovanja mlijeka. Ukoliko je to potrebno, nadležno tijelo ili ispitni laboratorij mora osoblje koje provodi uzorkovanje podučiti tehnikama uzorkovanja kako bi se osiguralo da uzorak bude reprezentativan i u skladu s cijelom serijom.

Uzorci se uzimaju za analize koje mogu biti:

• MIKROBIOLOŠKE (broj i vrsta mikroorganizma…)
• BIOLOŠKE (prisustvo karakterističnih enzima…)
• KEMIJSKE (udio masti, proteina, laktoze, vode…)
• FIZIKALNE (gustoća, ledište…)
• SENZORSKE (okus, miris, izgled…).

1.1. Vrste uzoraka i mjesto uzimanja uzoraka mlijeka (Sabadoš, 1998) Uzorak može biti:

• stajski – mlijeko jednog proizvođača

a) individualno mlijeko (od jedne muzare)
b) skupno (mješovito) mlijeko (od više muzara)

• inspekcijski uzorak (tržišni ili sanitarni) – od mlijeka u opskrbnom prometu
• tehnološki uzorak – od zbirnog mlijeka, prilikom preuzimanja mlijeka na sabiralištu ili u mljekari ili od mlijeka u mljekarskom pogonu.

S obzirom na mjesta i svrhu uzimanja uzoraka treba uvažiti sljedeće:

• Kod proizvođača mlijeka uzimaju se uzorci mlijeka pojedinih muzara – individualno mlijeko, ili mlijeka cijeloga stada – skupno mlijeko; u oba slučaja, uzorak se uzima bilo od jedne mužnje pojedinih muzara ili od cijeloga stada, bilo od svih mužnji toga dana. Uzorke uzimaju kontrolni asistenti radi ispitivanja mlijeka u selekcijske svrhe ili organi tržišne inspekcije kao dopunu službenom utvrđivanju pravilnosti mlijeka glede patvorenja.
• U prometu mlijekom, tj. na putu od proizvođača do mljekare i od mljekare do potrošača, u obzir dolazi uzimanje uzoraka zbirnog mlijeka:

a) Prilikom preuzimanja mlijeka od proizvođača gdje uzorke uzimaju:

• sabirači mlijeka, prolazeći vozilom kroz mjesto proizvodnje mlijeka
• namještenici sabirališta na sabiralištima, primajući mlijeko od sa-birača mlijeka ili od proizvođača izravnih donositelja; ili
• analitičari/tehnolozi u mljekarskim pogonima za obradu i preradu mlijeka. Uzorak se ovdje izuzima od zbirnog mlijeka dopremljenog iz sabirališta ili izravno od proizvođača. Svrha je praćenje mlijeka prema njegovoj kvaliteti.

b) U prodaji mlijeka – iz prodavaonice mlijeka gdje uzorke uzimaju organi sanitarne ili tržišne inspekcije radi zdravstvene i ekonomske zaštite potrošača.

• Tijekom tehnoloških procesa u mljekarskim pogonima uzimaju se uzorci mlijeka radi standardizacije (tipizacije) mlijeka na tehnološkim procesom propisan sadržaj masti u mlijeku radi utvrđivanja prikladnosti za obradu ili preradu mlijeka, odnosno dobivanja proizvoda različitih sadržaja mliječne masti.

1.2. Pribor za uzorkovanje

Pribor za uzorkovanje sačinjavaju obično:

1. mješalica s perforiranom pločom
2. kutlača za mlijeko
3. pipete
4. bočice za uzorkovanje s čepovima ili drugi odgovarajući spreminici sa čepovima
5. stalci i transportni sanduci
6. četkice za pranje
7. termometar

1.2.1. Karakteristike pribora za uzorkovanje

Pribor za uzorkovanje mora biti izrađen od nehrdajućeg čelika ili kojeg drugog odgovarajućeg materijala primjerene čvrstoće i konstrukcije koji odgovara njezinoj namjeni (miješanje, uzorkovanje itd.).

Miješalice za miješanje tekućine u spremnicima moraju imati dovoljno prostora za odgovarajuće miješanje proizvoda. Kutlača mora imati čvrstu ručku dostatne dužine kako bi se omogućilo uzimanje uzoraka na bilo kojoj dubini u spremniku. Zapremina kutlače ne smije biti manja od 50 mL.
Spremnici za uzorke i pripadajući poklopci moraju biti od stakla, odgovarajućih metala ili plastike.

Materijali od kojih je izrađena oprema za uzorkovanje (uključujući spremnike i poklopce) ne smiju uzrokovati nikakve promjene na uzorcima koje bi mogle utjecati na rezultate analize. Ukoliko su spremnici prozirni, moraju se čuvati na tamnom mjestu kad sadrže uzorak kako bi se izbjegao ujtecaj svjetlosti.

Ukoliko pribor i spremnici nisu sterilni, potrebno ih je sterilizirati na jedan od iduća dva načina:

• sterilizacijiom u sušionicima pomoću toplog zraka pri 170-175 °C/2 sata
• sterilizacijom u autoklavu pomoću para pri temperaturi 121 °C/15-20 min. Tako sterilzirani pribor potrebno je čuvati u sterilnim uvjetima do uporabe. Sterilizacija se može provesti i na terenu na iduće načine:
• zasićenom parom 100 °C/1 h
  uranjanjem u kipuću vodu 1 minutu
• uranjanjem u 70%-tni etilni alkohol (EtOH) i paljenjem. Tako sterilizirani pribor potrebno je ODMAH koristiti.

1.3. Tehnike uzorkovanja mlijeka

Bez obzira na analize koje treba provesti, mlijeko treba potpuno promiješati prije uzorkovanja, i to ručno ili strojno. Uzorak treba uzeti odmah nakon miješanja, dok se mlijeko još giba. Volumen uzorka treba odgovarati zahtjevima analize. Kapacitet korištenih spremnika za uzorke treba biti takav da su gotovo u potpunosti ispunjeni uzorkom, a kako bi se omogućilo odgovarajuće miješanje sadržaja prije analize, ali istovremeno i izbjeglo prekomjerno bućkanje tijekom transporta.

A) Ručno uzorkovanje iz više posuda
U slučaju kada se količina mlijeka iz koje se trebaju uzeti uzorci nalazi u više spremnika, potrebno je uzeti reprezentativnu količinu iz svakog spremnika i zabilježiti na koju količinu mlijeka se odnosi koji uzorak. Ukoliko uzorke iz svakog spremnika ne treba zasebno analizirati, tada treba promiješati udjele tih reprezentativnih količina u omjerima proporcionalnima količini koja se nalazi u spremnicima iz kojih je uzet uzorak. Uzorke koji se izuzimaju na taj način treba uzeti nakon miješanja.

B) Uzorkovanje toplinski obrađenog mlijeka za prehranu ljudi u maloprodajnoj ambalaži
Uzorci toplinski obrađenog mlijeka za prehranu ljudi u maloprodajnoj ambalaži moraju biti u originalnom pakiranju. Ukoliko je moguće, takve uzorke treba uzeti što je prije moguće nakon prerade kao npr. direktno po izlasku iz stroja za pakiranje ili iz hladnjače postrojenja za preradu (za pasterizirano mlijeko na dan proizvodnje). Uzorci se izuzimaju iz svake vrste toplinski obrađenog mlijeka (pasteriziranog, UHT-obrađenog i steriliziranog) i to u broju koji odgovara analizama koje će se vršiti i u skladu s uputama koje je propisao laboratorij koji provodi ispitivanja ili drugo nadležno tijelo.

Bilješka o autoricama

Dr. sc. Rajka Božanić redovita profesorica Prehrambeno-biotehnološkog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu. Radi u Zavodu za prehrambeno-tehnološko inženjerstvo u Laboratoriju za tehnologiju mlijeka i mliječnih proizvoda gdje održava nastavu na preddiplomskom, diplomskom i doktorskom studiju. Od 1995. intenzivno se bavi mljekarskom problematikom. Kao gostujući profesor predavala je na Kemijsko tehnološkom fakultetu u Splitu, Veleučilištu u Karlovcu, Biotehničkom fakultetu u Bihaću, Poljoprivredno prehrambenom fakultetu u Sarajevu, te na Agronomskom i prehrambeno tehnološkom fakultetu u Mostaru. Mentorica je 39 diplomskih radova, 6 magisterija i 3 doktorata. Predsjednica je Odbora za diplomske i završne radove te članica Odbora za međunarodnu suradnju PBF-a. Bila je voditeljica 2 znanstvena projekta. Znanstveno i stručno se je usavršavala na Institutu za mlekarstvo, Oddelek za zootehniko, Biotehniška fakulteta u Ljubljani, 1998.; u Departement of Dairy and Food Science, Food Microbiology, Royal Veterinary and Agricultural University u Kopenhagen u Danskoj, 2001. te na Faculty of Food Science, University of Warmia and Mazury, 01stzyn u Poljskoj, 2006. Do sada je objavila 46 znanstvenih i 14 stručnih radova te aktivno sudjelovala na brojnim znanstvenim i stručnim skupovima. Bila je članica više povjerenstva za izradu pravilnika o mlijeku i mliječnim proizvodima. Članica je uredničkog odbora časopisa Mljekarstvo te Hrvatskog časopisa za prehrambenu tehnologiju, biotehnologiju i nutricionizam. Članica je Upravnog odbora Hrvatske mljekarske udruge.

Dr. sc. Tea Bilušić, izvanredna profesorica na Kemijsko tehnološkom fakultetu Sveučilišta u Splitu. Radi na Zavodu za prehrambenu tehnologiju i biotehnologiju gdje održava nastavu na preddiplomskom i điplomskom studiju. Do sada je objavila 15 znanstvenih radova i sudjelovala na međunarodnim i domaćim znanstvenim skupovima. Surađivala je na 3 domaća i 5 inozemnih znanstvenih projekata. Znanstveno se usavršavala na Institutu za agronomska istraživanja (INRA) u Parizu, Sveučilištu u Fribourgu u Švicarskoj te u Njemačkoj na Tehničkom sveučilištu u Miinchenu i Sveučilištu u Regensburgu.

Irena Jeličić, dipl. inž., znanstvena novakinja na PBF u Zagrebu od srpnja 2007. Radi u Laboratoriju za tehnologiju mlijeka i mliječnih proizvoda. Samostalno vodi vježbe iz modula “Kemija i tehnologija mlijeka i mliječnih proizvoda” i modula “Prehrambene tehnologije namirnica životinjskog podrijetla” na diplomskim studijima. Objavila je 4 znanstvena i 1 stručni rad te sudjelovala sa 7 radova na više domaćih i međunarodnih znanstvenih skupova. Provela je šest mjeseci na znanstvenoj specijalizaciji na Tehničkom sveučilištu u Miinhenu.