Zerul , de asemenea , cunoscut sub numele de zer sau ser este partea lichidă a rezidual de coagulare a laptelui . Zerul este un lichid galben-verzuie, alcătuit din aproximativ 94% apă, zahăr ( lactoză ), proteine și foarte puține grăsimi.
Considerat de mult timp ca un subprodus voluminos, generat în cantități mari de industria brânzeturilor și poluant, noile tehnici permit, în 2018, separarea principalilor constituenți pentru a extrage ingrediente foarte elaborate, precum concentrate din proteina din zer . Acestea sunt încorporate în procesarea agroalimentară .
La începutul procesării laptelui pentru fabricarea brânzei , acesta se coagulează prin adăugarea cheagului sau prin acțiunea acidifiantă a bacteriilor lactice sau prin acidificarea chimică. Acest lucru are ca rezultat o agregare a micelelor de cazeină din lapte, care dă un gel (sau caș sau coagul ). Un lichid apos numit „zer” se separă de caș. Această etapă de coagulare constă dintr-o separare a proteinelor totale din lapte în două faze proteice: faza apoasă conținând proteinele serice sau solubile în apă ale laptelui (β-lactoglobulină, α-lactalbumină, albumina serică, lactoferină, cazeinomacropeptidă) fază în care s-a selectat cazeină hidrofobă (α cazeină, β cazeină, para-κ-cazeină).
Industria lactatelor generează cantități foarte mari de zer în fiecare an. De fapt, aproximativ 9 litri de zer și 1 kg de caș se obțin de la 10 litri de lapte.
Zerul este format din apă, lactoză , proteine globulare solubile și săruri minerale. Două clase principale de zer se disting adesea în funcție de coagulantul utilizat:
Actuala industrie a brânzeturilor oferă multe soluții intermediare în care laptele este inoculat cu aluaturi naturale și apoi amestecat cu cheag. Personajul de cheag domină, de exemplu în Pont-l'Evêque , caracterul lactic din Brie de Melun , cu între cele două cazul Camembert (în producția industrială).
Acum distingem zerul în funcție de aciditatea lichidului obținut:
Pentru a obține Emmental, laptele este încălzit la 32 ° C și inoculat cu fermenti lactici specifici. Apoi se coagulează cu 17 ml de cheag la 100 litri de lapte, cu o posibilă contribuție de clorură de calciu și fermentează dacă laptele a suferit pasteurizare. Cașul este tăiat fin, apoi agitat energic pentru a scurge zerul dulce. Pe de altă parte, zerul acid din cazeinerie se obține prin precipitarea cazeinei de acid clorhidric (sau sulfuric ). Zerul acid se obține și în timpul fabricării brânzeturilor proaspete sau moi . Cu toate acestea, datorită diversității tehnicilor de fabricare a brânzeturilor, se poate observa o eterogenitate puternică a compoziției minerale. De fapt, Schuck et als observă că „cu fiecare tip de brânză și fiecare etapă de producție este asociat zerul” . Zerul ușor este sărac în calciu și fosfor, spre deosebire de zerul acid, în timp ce are un conținut ușor mai mare în lactoză și proteine.
Compoziția unui zer dulce și a unui zer acid (după Sottiez 1990) | ||
---|---|---|
Zer dulce (Emmental) |
Zer acid (cazeină) |
|
% Lichid | 93,5 | 94 |
Extract uscat % | 6.5 | 6.00 |
pH | 6,70 | 4.60 |
Compoziție în g / l | ||
Lactoză | 76,00 | 74,00 |
Proteină | 13.50 | 12.00 |
Cenusa | 8.00 | 12.00 |
Acid lactic | 1,80 | 1,80 |
Gras | 1,00 | 0,50 |
Materie minerală | ||
Ca % | 0,60 | 1,80 |
P % | 0,60 | 1,50 |
NaCI | 2,50 | 7.50 |
Zerul conține cea mai mare parte a apei din lapte. Este alcătuit din 94% apă, 4 până la 5% lactoză , proteine solubile (9% ms) și săruri minerale . Lactoza este singurul zahăr comestibil de origine animală. Este o dizaharidă formată dintr-o D- galactoză unită la o D- glucoză printr-o legătură osidică 1-4.
Proteinele din zer au o valoare nutritivă reală datorită compoziției lor ridicate de aminoacizi esențiali . Cele mai importante sunt beta-lactoglobulina (ß-LG), alfa-lactalbumina (α-LA), glicomacropeptida (GMP), imunoglobulinele bovine (IgG), albumina serică bovină (BSA) și lactoferina bovină (LF). S-lactoglobulina este cea mai importantă proteină din laptele de vacă : este prezentă la 2,5 până la 3 g pe litru, ceea ce corespunde cu 50% din proteinele din zer. Este absent în laptele matern . Α-lactalbumina, al cărei nivel mediu în zer este de 1,3 g / l , face parte integrantă din lactoza sintază la originea sintezei lactozei. Are o puternică analogie cu o proteină globulară din albușul de ou , lizozimă , fără a împărtăși proprietățile sale bactericide. Albumina serică bovină (sau albumina serică) provine din plasma sanguină și lactoferina, care leagă doi atomi de fier per moleculă, are proprietăți bacteriostatice .
Zerul conține și vitamine ( tiamină -B1, riboflavină -B2 și piridoxină -B6) și minerale (calciu, fosfor și sodiu ).
Până în anii 1970, zerul era folosit în principal ca furaj pentru vite . Fabricile de brânzeturi își vând maximul din zer în porcinele vecine. Descărcarea pe căile navigabile este cauza unei poluări grave cauzate de fermentarea materiei organice (în special proteinele care sunt descompuse în mediul natural de bacterii pentru a forma nitrați ). De țăranii , de asemenea , fac parte din dieta omului prin dezvoltarea preparatelor lactate foarte vechi , care sunt reduse in grasimi: recopt , ricotta , Brocciu , Serac , brunost , etc.
Progresele tehnologice din industria alimentară au făcut posibilă în ultimele decenii rezolvarea problemelor de evaluare a unui produs secundar care conține jumătate din materia uscată a laptelui și, în special, proteine de înaltă calitate pentru oameni, asociate cu un conținut scăzut de grăsimi. Aceste cantități mari de proteine au fost irosite anterior din lipsa unor tehnici care să le facă atractive și comestibile. Preparatele vechi și tradiționale care o valorificau au fost neglijate, deoarece nu erau foarte atrăgătoare pentru consumatori. În acest scop, se efectuează o serie de extracții:
Industria zerului s-a dezvoltat semnificativ începând cu anii 2000 și vede că piețele în creștere se situează în miliarde de euro zer sub formă de pudră , proteine din zer , fracții de proteine din zer, piață lactoză fără vorbire, lactoză farmaceutică, permeate și derivați de lactoză.
Uniunea Europeană , urmată de Statele Unite , este principalul producător de zer și derivații săi. Producția franceză de praf de zer sa ridicat la 562.170 tone în 2009, conform sondajului FranceAgriMer .
Pulberea de zer se obține prin îndepărtarea parțială a apei și apoi prin deshidratarea prin pulverizare într-un turn de uscare
Proteinele din zer sunt disponibile pe piață, fie ca izolate, fie ca concentrate:
Inginerii vorbesc uneori despre aceste tehnici în termeni de „craparea zerului”.
Proteinele din zer sunt un concentrat de mai multe proteine din zer și sunt compuse din β-lactoglobulină (50%), α-lactalbumină (20%), imunoglobuline (10%), ser albumină bovină (10%), lactoferină (2,8%) și urme ale fragmentului hidrofil al κ-cazeinei (cazeinomacropeptidă). Într-adevăr, în timpul primei etape de coagulare a laptelui crud, κ-cazeina este hidrolizată prin adăugarea de chimozină eliberând o cazeinomacropeptidă și para-case-cazeină. Peptida va fi eliberată în zer în timp ce para-case-cazeina rămâne pe suprafața micelelor de cazeină în faza solidă (cașul).
Lactoza poate fi izolată de alte componente ale zerului prin cristalizare sau ultrafiltrare .
În Uniunea Europeană, din 2005 până în 2010, am asistat la dezvoltarea unor ingrediente cu valoare adăugată ridicată, cum ar fi izolatele WPI și concentratele de zer WPC . Producția tradițională de praf de zer este parțial înlocuită de extracte mai elaborate din crăparea zerului (și a laptelui) în produsele alimentare finite, precum și în hrana animalelor. Pe de altă parte, pentru export, produsele clasice, zerul praf (și laptele) sunt în creștere.
Principalele utilizări ale prafului de zer și WPC , în Europa (UE 27) (volume în tone, în 2010 - FranceAgrimer) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Hrana animalelor |
Brânză proaspătă |
Produse dietetice |
Inghetata | Sosuri | Brutărie |
Lapte pentru sugari |
|
Concentrat de proteine serice WPC în ech. prot. |
60.000 | 23.500 | 20.000 | 3.500 | 2.000 | 1.500 | |
Pulbere de zer și pulbere modificată |
800 000 | 44.000 | 6000 | 234.000 |
Industria alimentară folosește calitățile nutriționale și tehnico-funcționale ale proteinelor serice: solubilitate pe întreaga scală de pH , puteri de spumare, termoreglare de la 70 ° C , bune proprietăți de emulsifiere , structurare și retenție a apei.
Concentratele serice de proteine ( WPC ) cu bune calități organoleptice sunt utilizate în principal în hrana animalelor, la fabricarea brânzeturilor proaspete, a produselor dietetice, a înghețatelor, a sosurilor și a produselor de panificație. Concentratele serice de proteine sunt foarte căutate în dietetică datorită valorii lor nutritive foarte ridicate. Produsele pe bază de proteine serice pentru sportivi, seniori și controlul greutății sunt în continuă dezvoltare în Uniunea Europeană, dar într-un ritm mai lent decât în Statele Unite.
Pulberea de zer este utilizată în principal în hrana animalelor (800.000 t în Uniunea Europeană), în laptele pentru sugari (234.000 t ), ciocolată (46.000 t ), înghețată (44.000 t ), în biscuiți (19.500 t ) t ), pentru brânzeturi industriale , în special brânzeturi procesate (14.000 t ) și sosuri (6.000 t ). La laptele pentru sugari, este utilizat pentru a crește nivelul proteinelor serice (mai scăzut în laptele de vacă decât în laptele matern). Există o cerere puternică asiatică și rusă de pulbere de zer demineralizată pentru hrana copiilor. Pudra de zer este adăugată ca aditiv în prepararea cărnii de vită, păsări de curte, cârnați și supe. Zerul este, de asemenea, utilizat pentru a înlocui parțial laptele din ciocolată și biscuiții industriali. Grăsimea din zer („crema de zer”) poate fi utilizată la fabricarea brânzeturilor procesate .
O enzimă care servește ca conservant, lactoperoxidaza este extrasă din zer, este un conservant natural al laptelui.
Proteinele din zer trec prin stomac mai repede decât cazeinele . În stomac, fracția solubilă a proteinelor din lapte este evacuată rapid, în timp ce cazeinele precipită la contactul cu pH-ul acid al mediului, formând o rețea densă de proteine. Astfel, proteinele din zer, care sunt golite rapid de stomac, pot fi considerate proteine „rapide”, provocând o creștere rapidă, dar de scurtă durată, a conținutului de aminoacizi din plasma sanguină (sau hiperaminoacidemie ) și stimularea concomitentă a sintezei proteinelor. . Dimpotrivă, cazeinele care sunt absorbite treptat, sunt calificate drept proteine „lente”.
Testele preliminare au arătat că izolatul din zer la o rată de 24 până la 45 g pe zi poate acționa favorabil asupra sistemului imunitar defect al pacienților. La șoarecii imunizați cu celule roșii din sânge de oaie, administrarea de α-lactalbumină crește răspunsul imun și are ca rezultat o creștere a greutății timusului și a numărului de timocite și limfocite .
Sosirea concentratelor de proteine din zer (uneori numite zer , denumirea în limba engleză a zerului) a fost o revoluție în lumea fitnessului și culturismului. Conținutul ridicat de proteine și conținutul scăzut de grăsimi și calorii le fac un supliment excelent înainte și după exerciții. Proteinele conținute în zer sunt creditate cu un rol major în reconstrucția fibrelor musculare care au suferit micro-lacrimi în timpul antrenamentului. Absorbția a aproximativ 20g de proteine în timpul sau imediat după exerciții este suficientă pentru a maximiza sinteza proteinelor musculare post-antrenament. Stimularea anabolismului muscular pare mai marcată într-o situație de recuperare după exerciții musculare intense și după ingestia de aminoacizi esențiali (în special leucina).
Datorită problemelor pe care unele persoane le au cu intoleranța la lactoză sau dificultăților lor de a o digera, mulți producători de suplimente proteice pentru uz sportiv produc pulberi de zer fără lactoză.