Mleko

Tło

Mleko jest odżywczy napój uzyskany z różnych zwierząt i spożywane przez ludzi. Większość mleka uzyskuje się od krów mlecznych, chociaż w różnych częściach świata używa się również mleka od kóz, bawołów wodnych i reniferów. W Stanach Zjednoczonych, a także w wielu krajach uprzemysłowionych, surowe mleko krowie jest przetwarzane przed spożyciem. Podczas przetwarzania zmienia się zawartość tłuszczu w mleku, dodawane są różne witaminy i zabijane są potencjalnie szkodliwe bakterie. Oprócz tego, że mleko jest spożywane jako napój, jest również używane do produkcji masła, śmietany, jogurtu, sera i wielu innych produktów.

Historia

Wykorzystanie mleka jako napoju prawdopodobnie rozpoczęło się wraz z udomowieniem zwierząt. Kozy i owce zostały udomowione na obszarze znanym obecnie jako Iran i Afganistan w około 9000 r. p.n.e. , a około 7000 r. p.n.e. bydło było hodowane na terenie dzisiejszej Turcji i części Afryki. Metoda produkcji sera z mleka była znana starożytnym Grekom i Rzymianom, a wykorzystanie mleka i produktów mlecznych rozprzestrzeniło się w całej Europie w następnych stuleciach.

Bydło zostało po raz pierwszy sprowadzone do Stanów Zjednoczonych w 1600 roku przez niektórych z najwcześniejszych kolonistów. Przed rewolucją amerykańską większość produktów mlecznych była spożywana na farmie, gdzie zostały wyprodukowane. Około 1790 roku, skupiska ludności takie jak Boston, Nowy Jork i Filadelfia rozrosły się na tyle, że stały się atrakcyjnym rynkiem dla większych zakładów mleczarskich. Aby sprostać rosnącemu popytowi, farmerzy zaczęli sprowadzać rasy bydła, które były lepiej przystosowane do produkcji mleka. Pierwsze Holsztyny-Fryzy zostały sprowadzone w 1795 r., pierwsze Ayrshiry w 1822 r., a pierwsze Guernsey w 1830 r.

Wraz z rozwojem przemysłu mleczarskiego w Stanach Zjednoczonych, opracowano również wiele maszyn do przetwarzania mleka. W 1856 r. Gail Borden opatentował metodę wytwarzania mleka skondensowanego poprzez podgrzewanie go w częściowej próżni. Jego metoda nie tylko usuwała znaczną część wody, dzięki czemu mleko mogło być przechowywane w mniejszej objętości, ale również chroniła mleko przed zarazkami znajdującymi się w powietrzu. W 1861 roku Borden otworzył fabrykę mleka skondensowanego i fabrykę konserw w Wassaic, w stanie Nowy Jork. Podczas wojny secesyjnej jego mleko skondensowane było używane przez wojska Unii, a jego popularność się rozprzestrzeniła.

W 1863 r. Louis Pasteur z Francji opracował metodę ogrzewania wina w celu zabicia mikroorganizmów, które powodują, że wino zamienia się w ocet. Później ta metoda zabijania szkodliwych bakterii została zaadaptowana do wielu produktów spożywczych i stała się znana jako pasteryzacja. Pierwszym zakładem mleczarskim w Stanach Zjednoczonych, który zainstalował urządzenia do pasteryzacji, była firma Sheffield Farms Dairy w Bloomfield w stanie New Jersey, która w 1891 r. sprowadziła pasteryzator produkcji niemieckiej. Wielu właścicieli mleczarni sprzeciwiało się pasteryzacji jako niepotrzebnemu wydatkowi i dopiero w 1908 roku Chicago stało się pierwszym dużym miastem, które wprowadziło wymóg pasteryzacji mleka. Nowy Jork i Filadelfia poszły w ślady Chicago w 1914 roku, a do 1917 roku większość dużych miast uchwaliła prawa wymagające pasteryzacji całego mleka.

Jedna z pierwszych szklanych butelek na mleko została opatentowana w 1884 r. przez dr Henry’ego Thatchera, po tym jak zobaczył mleczarza realizującego dostawy z otwartego wiadra, do którego przypadkowo wpadła brudna szmaciana lalka dziecka. Do 1889 roku słoik na mleko Thatcher’s Common Sense stał się standardem w branży. Był on uszczelniony za pomocą krążka z woskowanego papieru, który został wciśnięty w rowek wewnątrz szyjki butelki. Butelka z mlekiem i regularne poranne przybycie mleczarza pozostały częścią amerykańskiego życia aż do lat 50-tych, kiedy to na rynkach zaczęły pojawiać się kartony mleka z woskowanego papieru.

W 1990 roku, roczna produkcja mleka w Stanach Zjednoczonych wynosiła około 148 miliardów funtów (67,5 miliardów kg). Jest to równowartość około 17,2 miliardów galonów amerykańskich (65,1 miliardów litrów). Około 37% z tego zostało spożyte jako płynne mleko i śmietana, około 32% zostało przetworzone na różne sery, około 17% zostało zrobione na masło, a około 8% zostało użyte do produkcji lodów i innych mrożonych deserów. Pozostała część była sprzedawana jako suche mleko, mleko w puszkach i inne produkty mleczne.

Rodzaje mleka

Istnieje wiele różnych rodzajów mleka. Niektóre z nich zależą od ilości tłuszczu mlecznego obecnego w produkcie końcowym. Inne zależą od rodzaju przetwarzania zaangażowanych. Jeszcze inne zależą od rodzaju krowy mlecznej, która wyprodukowała mleko.

Federalna Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) ustanawia standardy dla różnych rodzajów mleka i produktów mlecznych. Niektóre stany używają tych standardów, podczas gdy inne mają swoje własne standardy. Przed 1998 rokiem, standardy federalne wymagały, aby mleko płynne sprzedawane jako mleko pełne miało nie mniej niż 3,25% tłuszczu mlecznego, mleko niskotłuszczowe musiało mieć 0,5-2,0% tłuszczu mlecznego, a mleko chude musiało mieć mniej niż 0,5% tłuszczu mlecznego. Od 1998 r. FDA wymagała, aby mleko o zawartości 2% tłuszczu mlecznego było oznaczane jako „o obniżonej zawartości tłuszczu”, ponieważ nie spełniało nowej definicji produktów niskotłuszczowych jako mających mniej niż 3 gramy tłuszczu na porcję. Mleko o zawartości 1% tłuszczu mlecznego mogło być nadal oznaczane jako „niskotłuszczowe”, ponieważ spełniało tę definicję. Dla porównania, lekka śmietana ma nie mniej niż 18% tłuszczu mlecznego, a ciężka śmietana ma nie mniej niż 36% tłuszczu mlecznego.

Inne rodzaje mleka są oparte na rodzaju przetwarzania zaangażowanych. Mleko pasteryzowane zostało podgrzane, aby zabić wszelkie potencjalnie szkodliwe bakterie. Mleko homogenizowane ma cząsteczki tłuszczu mlecznego o zmniejszonej wielkości i jednolicie zmieszane, aby zapobiec ich unoszeniu się do góry w postaci śmietany. Mleka wzbogacone witaminami mają dodane różne witaminy. Większość mleka sprzedawanego na rynkach w Stanach Zjednoczonych jest pasteryzowana, homogenizowana i wzbogacana witaminami.

Mleko klasy A odnosi się do mleka produkowanego w warunkach sanitarnych wystarczających do jego użycia jako mleka płynnego. Około 90% mleka produkowanego w Stanach Zjednoczonych to mleko klasy A. Mleko klasy B jest produkowane w warunkach, które czynią je akceptowalnym tylko dla produktów przetworzonych, takich jak niektóre sery, gdzie jest poddawane dalszej obróbce. Mleko certyfikowane jest produkowane przy zachowaniu bardzo wysokich standardów sanitarnych i jest sprzedawane po wyższej cenie niż mleko klasy A.

Mleka specjalne obejmują mleko smakowe, takie jak mleko czekoladowe, do którego dodano syrop smakowy. Inne mleka specjalne obejmują mleko Golden Guernsey, które jest produkowane przez czystej krwi krowy Guernsey i mleko All-Jersey, które jest produkowane przez zarejestrowane krowy Jersey. Obydwa rodzaje mleka uzyskują wyższą cenę ze względu na wyższą zawartość tłuszczu w mleku i bardziej kremowy smak.

Skoncentrowane przetwory mleczne mają różny stopień usunięcia wody z płynnego mleka. Obejmują one, w porządku malejącym pod względem zawartości wody, mleko odparowane, mleko skondensowane i mleko suche.

Surowce

Średni skład mleka krowiego to 87,2% wody, 3,7% tłuszczu mlecznego, 3,5% białka, 4,9% laktozy i 0,7% popiołu. Skład ten różni się w zależności od krowy i rasy. Na przykład, krowy rasy Jersey mają średnio 85,6% wody i 5,15% tłuszczu mlecznego. Liczby te różnią się również w zależności od pory roku, zawartości paszy dla zwierząt i wielu innych czynników.

Koncentrat witaminy D może być dodawany do mleka w ilości 400 jednostek międzynarodowych (IU) na kwartę. Większość niskotłuszczowego i odtłuszczonego mleka ma również dodane 2000 j.m. witaminy A.

Proces produkcyjny

Mleko jest towarem łatwo psującym się. Z tego powodu jest zwykle przetwarzane lokalnie w

Krowy mleczne są dojone dwa razy dziennie przy użyciu mechanicznych dojarek próżniowych. Surowe mleko przepływa przez rury ze stali nierdzewnej lub szkła do schłodzonego zbiornika na mleko luzem.

w ciągu kilku godzin od zebrania. W Stanach Zjednoczonych istnieje kilkaset tysięcy gospodarstw mlecznych i kilka tysięcy zakładów przetwórstwa mleka. Niektóre zakłady produkują tylko mleko płynne, podczas gdy inne produkują również masło, ser i inne produkty mleczne.

Zbieranie

• 1 Krowy mleczne są dojone dwa razy dziennie za pomocą mechanicznych dojarek próżniowych. Surowe mleko przepływa przez rury ze stali nierdzewnej lub szkła do schłodzonego zbiornika na mleko luzem, gdzie jest schładzane do około 40° F (4.4° C).
• 2 Ciężarówka z chłodnią do przewozu mleka luzem zbiera je z gospodarstw mlecznych w okolicy w ciągu kilku godzin. Przed przepompowaniem mleka ze zbiornika każdej farmy, kierowca pobiera próbkę i sprawdza smak i temperaturę oraz zapisuje objętość.
• 3 W zakładzie przetwórstwa mleka, mleko w ciężarówce jest ważone i jest pompowane do chłodzonych zbiorników w zakładzie przez elastyczne węże ze stali nierdzewnej lub tworzywa sztucznego.

Oddzielanie

• 4 Zimne surowe mleko przechodzi przez oczyszczalnik lub wirówkę, która obraca mleko przez serię stożkowych tarcz wewnątrz obudowy. Wirówka usuwa zanieczyszczenia, niektóre bakterie i wszelkie osady, które mogą być obecne w mleku surowym. Wirówka wykonuje to samo zadanie, ale również oddziela cięższy tłuszcz od lżejszego mleka, tworząc zarówno śmietankę jak i mleko chude. Niektóre zakłady przetwórcze używają standaryzatora-klarownika, który reguluje ilość tłuszczu mlecznego w mleku poprzez usuwanie tylko jego nadmiaru. Nadmiar tłuszczu mlecznego jest odciągany i przetwarzany na śmietanę lub masło.

Wzmacnianie

• 5 Witaminy A i D mogą być dodawane do mleka w tym czasie przez pompę perystaltyczną,
  

  Klarownik usuwa gruz, niektóre bakterie i wszelkie osady, które mogą być obecne w mleku surowym. Mleko jest następnie wzmacniane i pasteryzowane.

  który automatycznie dozuje odpowiednią ilość koncentratu witaminowego do przepływu mleka.

Pasteryzacja

• 6 Mleko – albo mleko pełne, odtłuszczone, albo mleko znormalizowane – jest doprowadzane do pasteryzatora w celu zabicia wszelkich bakterii. Istnieje kilka metod używanych do pasteryzacji mleka. Najbardziej powszechną jest proces HTST (high-temperature, short-time), w którym mleko jest podgrzewane w trakcie ciągłego przepływu przez pasteryzator. Mleko pełne, odtłuszczone i standaryzowane musi być podgrzewane do temperatury 161° F (72° C) przez 15 sekund. Inne produkty mleczne mają inne wymagania co do czasu i temperatury. Gorące mleko przechodzi przez długą rurę, której długość i średnica są tak dobrane, że przejście z jednego końca do drugiego zajmuje cieczy dokładnie 15 sekund. Czujnik temperatury na końcu rury kieruje mleko z powrotem do wlotu w celu ponownego przetworzenia, jeśli temperatura spadła poniżej wymaganej normy.

Homogenizowanie

• 7 Większość mleka jest homogenizowana w celu zmniejszenia rozmiaru pozostałych cząstek tłuszczu mlecznego. To zapobiega oddzielaniu się tłuszczu mlecznego i wypływaniu go na powierzchnię w postaci śmietany. Zapewnia to również, że tłuszcz mleczny będzie równomiernie rozprowadzony w mleku. Gorące mleko z pasteryzatora jest poddawane ciśnieniu 2,500-3,000 psi (17,200-20,700 kPa) przez wielocylindrową pompę tłokową i jest wtłaczane przez bardzo małe otwory w regulowanym zaworze. Efekt ścinania spowodowany przeciskaniem się przez maleńkie otwory rozbija cząsteczki tłuszczu do odpowiednich rozmiarów.
• 8 Mleko jest następnie szybko schładzane do temperatury 40° F (4,4° C), aby nie uszkodzić jego smaku.

Opakowanie

• 9 Mleko jest pompowane do powlekanych kartonów papierowych lub plastikowych butelek i jest zamykane. W Stanach Zjednoczonych większość mleka przeznaczonego do sprzedaży detalicznej w sklepach spożywczych jest pakowana w plastikowe butelki o pojemności jednej galony (3,8 litra). Butelki lub kartony są ostemplowane datą sprzedaży, aby zapewnić, że sprzedawcy nie pozwolą mleku pozostać na półkach dłużej niż może być bezpiecznie przechowywane.
• 10 Kartony lub butelki z mlekiem są umieszczane w ochronnych pojemnikach transportowych i przechowywane w warunkach chłodniczych. Są one przewożone do magazynów dystrybucyjnych w naczepach chłodniczych, a następnie na poszczególne rynki, gdzie są przechowywane w chłodzonych witrynach.

Czyszczenie

• 11 Aby zapewnić warunki sanitarne, wewnętrzne powierzchnie urządzeń procesowych i systemu rurociągów są czyszczone raz dziennie. Prawie wszystkie urządzenia i rurociągi stosowane w zakładzie przetwórczym i w gospodarstwie wykonane są ze stali nierdzewnej. W urządzeniach tych zastosowano wysoce zautomatyzowane systemy „clean-in-place”, które pozwalają na przepuszczenie rozpuszczalników przez system, a następnie wypłukanie go do czysta. Odbywa się to w czasie pomiędzy normalnym napływem mleka z gospodarstw.

Kontrola jakości

Federalna Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) publikuje rozporządzenie w sprawie mleka klasy A, które określa normy sanitarne dla produkcji mleka w większości stanów i dla wszystkich międzystanowych spedytorów mleka. Skład mleka i produktów mlecznych jest określony w Agricultural Handbook 52 opublikowanym przez Departament Rolnictwa Stanów Zjednoczonych. Zawiera on zarówno normy federalne, jak i stanowe. Testy produktów mlecznych obejmują testy na zawartość tłuszczu, całkowitą zawartość substancji stałych, wydajność pasteryzacji, obecność antybiotyków używanych do kontroli chorób krów i wiele innych.

Przyszłość

Oczekuje się, że trend do niskotłuszczowych produktów mlecznych w ciągu ostatnich 20 lat będzie kontynuowany w przyszłości. Oczekuje się, że sprzedaż masła spadnie, podczas gdy sprzedaż niskotłuszczowego jogurtu i mleka o niskiej lub obniżonej zawartości tłuszczu wzrośnie. Oczekuje się, że ogólna konsumpcja mleka płynnego będzie rosła wraz ze wzrostem populacji.

.