mejeriteknologi

Centrifugering anvendes til at udskille mælkens fedtkugler for at regulere fedtindholdet og til at udskille smudspartikler og bakteriesporer.

Regulering af fedtindhold og rensning

Komælk, som mejeriet indsamler fra landmændene, indeholder 3-7 % fedt. Massefylden for mælkefedt er mindre end for den fedtfrie del af mælken, og fedtet i mælken findes i form af fedtkugler med en diameter på 1-10 μm. Derfor kan mælk adskilles i fløde med over 40 % fedt og skummetmælk med mindre end 0,1 % fedt i løbet af nogle timer ved henstand under påvirkning af Jordens tyngdekraft eller i løbet af sekunder under indvirkning af centrifugalkræfter i en mælkecentrifuge. Samtidig får man ved centifugering udskilt smudspartikler med massefylde større end mælkens. Ved blanding af fløde og skummetmælk kan man herefter regulere fedtindholdet af de enkelte mælkeprodukter. Sødmælk indeholder således 3,5% fedt.

Baktofugering

Baktofugering er rensning ved centrifugering i særligt hurtigtgående centrifuger, herved fracentrifugeres over 90 % af mælkens indhold af bakteriesporer med massefylde større end mælkens. Baktofugering anvendes især til rensning af mælk til ostefremstilling.

I Danmark er det påbudt, at al mælk i et mejeri skal varmebehandles på en sådan måde, at smittefarlige bakterier med sikkerhed dræbes. Dette kan opnås ved pasteurisering, hvorved der tillige opnås bedre holdbarhed for mælkeprodukterne, fordi de fleste bakterier, men ikke bakteriesporer, bliver dræbt, og fordi en del af mælkens enzymer bliver inaktiveret. I nogle lande er lovgivningen anderledes, og det er her tilladt at fremstille oste af ubehandlet mælk.

Pasteurisering

Pasteurisering er i Danmark defineret som en varmebehandling, der sikrer, at mindst 99,6 % af mælkens fosfatase-enzym bliver inaktiveret. Det kan opnås ved 72 °C i 15 s. Hurtig opvarmning og afkøling foregår i pladevarmevekslere, hvor mælken løber i tynde lag. Ved højpasteurisering skal enzymet peroxidase inaktiveres, hvilket kan opnås ved 90 °C i 15 s.

Sterilisering

Ved sterilisering bliver alle bakterier og bakteriesporer dræbt. Sterilisering kan opnås ved kogning under tryk i en autoklave ved 115 °C i 15 min eller ved kontinuerlig varmebehandling ved "ultrahøj" temperatur som ved 140 °C i 5 s. UHT anvendes som forkortelse for ultrahøj temperatur for produkter opnået ved denne form for varmebehandling. UHT-produkter kendes især fra lande, hvor langtidsholdbar mælk sælges uden for kølekæder. Autoklavering foretages, efter at produktet er fyldt på dåser eller flasker, hvorimod UHT-behandling sker med en løbende mælkestrøm, hvorfor den efterfølgende emballering skal foregå aseptisk for at opretholde steriliteten.

Belysning

Belysning af mælk med lys af udvalgte energirige bølgelængder er en ny teknologi, der nu afprøves som alternativ til varmebehandling for at mindske produkternes kimtal. Denne metode synes billigere i drift og synes også at påvirke mælkeprodukters sensoriske egenskaber mindre end varmebehandling.

Membranfiltrering er filtrering af mælk under tryk gennem membraner med så små porer, at enkelte af mælkens bestanddele kan tilbageholdes og derved koncentreres. Alt efter filtrenes porestørrelse tales der om mikrofiltrering med porediameter 1 μm, som bruges til at fjerne bakteriesporer fra ostemælk, ultrafiltrering med porediameter 0,01 μm, som bruges til at koncentrere proteinerne i mælk til ost og surmælksprodukter og til at udvinde protein fra valle, samt omvendt osmose med porediameter 0,001 μm, som benyttes til at udvinde mineraler og laktose af valle. Opløsningen, der tilbageholdes ved en filtrering, kaldes retentat , og opløsningen, der passerer gennem membranen, kaldes permeat. Diafiltrering er en metode, der anvendes til at fjerne salte og vand ved ultrafiltrering og dermed opkoncentrere proteiner og peptider i retentatet.

Homogenisering med findeling af mælkens fedtkugler anvendes til nogle produkter for at modvirke flødeafsætning i konsummælk eller for at opnå hvidere farve og større cremethed i ost.

Skummetmælk fra smørfremstilling indeholder 0,1% fedt, minimælk indeholder 0,4% fedt, letmælk indeholder 1,5% fedt, og sødmælk indeholder 3,5% fedt. Disse konsummælksprodukter fremstilles med eller uden homogenisering og med en lempelig pasteurisering ved 72-76 °C i 15 s, idet man her ønsker at undgå den kogte smag og brunfarvning, der fremkommer ved kraftigere varmebehandling, og som skyldes Maillard-reaktioner. Disse produkter har dermed begrænset holdbarhed selv ved køleskabstemperatur. Fløde højpasteuriseres, da man herved kan modvirke iltning af mælkefedtet og tællet smag. Letmælk, sødmælk, kakaomælk og fløde fremstilles også som langtidsholdbare produkter steriliseret ved UHT-behandling eller autoklavering.

Tykmælk, yoghurt, kefir og andre surmælksprodukter fremstilles af højpasteuriseret mælk, som syrnes med forskellige mælkesyrebakterier, der tilsættes som starterkultur. Kvark og skyr fremstilles af syrnet mælk ved afdræning af valle.

Dessertprodukter som is og fromager fremstilles af mælk eller fløde, som tilsættes sukker, fortykningsmidler og emulgatorer ofte sammen med frugt, kakao og vanilje. Derefter indpiskes luft, og produktet bringes til at stivne ved afkøling eller frysning.

Smør fremstilles ved indpiskning af luft i fløde i en kærne, hvorved fløden skiller i smør og kærnemælk. Den traditionelle fremstilling af smør i smørkærner i batchprocesser er i dag i de store mejerier erstattet af kontinuerte processer i "smørkanoner". Kærnemælken, der indeholder 0,5% fedt, aftappes, og smørret æltes, indtil al restkærnemælk er så fint fordelt, at udseendet bliver ensartet og blankt. Herved bliver smørret tillige mere holdbart. Under æltningen kan der tilsættes salt. Syrnet smør fremstilles af fløde syrnet med mælkesyrebakterier. Fløde til smør højpasteuriseres. Kærnemælk fra kærning af smør har et højere indhold af de ernæringsrigtige fosfolipider end syrnet mælk, der ofte sælges som "kærnemælk". Smør er i Danmark i høj grad erstattet af blandingsprodukter som Kærgården, hvor rapsolie tilsættes i forbindelse med smørkærning.

Ost fremstilles i Danmark af pasteuriseret mælk, der tilsættes løbe, der indeholder det proteolytiske enzym chymosin, og en kultur af mælkesyrebakterier. For fast ost er det tilladt at tilsætte kaliumnitrat ( salpeter) for at modvirke udvikling af sporer af smørsyrebakterier under modningen. Salpetertilsætning kan udelades, hvis mælkens indhold af bakteriesporer er lavt som når sporeantallet er blevet reduceret ved baktofugering eller mikrofiltrering. Løben udfælder det delvist hydrolyserede mælkeprotein kasein, hvorved mælken danner en gel, der skæres i firkantede ostekorn med 5-10 mm kantlængde. Ostekornene trækker sig under udskillelse af valle sammen til en fast ostemasse indeholdende ca. 75 % af mælkens proteiner, ca. 90 % af mælkefedtet, ca. 3 % af mælkesukkeret og ca. 30 % af mineralerne, heraf hovedparten af mælkens indhold af calcium og fosfat. Mælkesyrebakterierne omdanner mælkesukkeret til mælkesyre, hvilket er vigtigt for ostens holdbarhed.

Ostemassen presses i osteforme, hvorefter ostene nedlægges i saltlage, hvor de optager 1-3% salt. De fleste oste modnes herefter i 1-6 måneder eller mere ved 10-25 °C. Under modningen nedbrydes en del af ostens protein og fedt ved hjælp af enzymer fra løben, mælken og mælkesyrebakterierne til mindre molekyler, hvorved ostens særlige lugt og smag fremkommer, og konsistensen ændres fra gummiagtig til smidig og smørbar, skærbar eller smuldrende. I skimmeloste medvirker tillige enzymer fra skimmelsvampene, og i kitmodnede oste danner bakterier på overfladen et lag af ostekit, som bidrager med en overflademodning.

Hullerne i oste fremkommer som følge af bakteriers dannelse af kuldioxid. Forskellige ostesorters karakteristiske egenskaber fremkommer som følge af variation i fremgangsmåden ved fremstilling og modning og efterfølgende modningstemperatur. Ligeledes har det stor betydning, hvilke kulturer af mælkesyrebakterier, af andre bakterier og eventuelt skimmelsvampe, der anvendes. Smelteost fremstilles af ost, som rives, tilsættes natriumcitrat og natriumfosfat som smeltesalte og smeltes ved 80-100 °C. Den smeltede masse aftappes i emballagen og størkner ved afkøling.

Friskoste som hytteost fremstilles ved kemisk syrning af ostemælken med glukonsyre fra hydrolyse af tilsat δ-glukonolakton eller med mælkesyre.

Mælkekonserves er mælkeprodukter, som er gjort holdbare og har fået formindsket vægt og rumfang ved afdampning af vand. Kondenseret mælk er mælk inddampet under vakuum til ca. det halve rumfang, hvorefter produktet gøres langtidsholdbart ved autoklavering eller UHT-behandling eller ved tilsætning af sukker som sukret kondenseret mælk. I Latinamerika fremstilles et traditionelt produkt Dulce de Leche eller Doce de Leite ved varmebehandling af mælk med sukker.

Mælkepulver fremstilles ved fuldstændig indtørring af mælk ved forstøvning af kondenseret mælk i et stort kammer, hvori der indblæses varm luft. Mælken vil forud for tørring være varmebehandlet i forskellig grad, og mælkepulver inddeles i "high heat" og "low heat", hvor "high heat" pulver har den bedste oxidative stabilitet. Modermælkerstatning er et mælkepulverprodukt ofte med modificerede mælkeproteiner og oligosaccharider som præbiotika.