Διαβάστε: Άξονες στους οποίους θα πρέπει να κινηθεί η επιχορήγηση των επιχειρήσεων του κλάδου των τυροκομείων

1.                  Τι είναι το τυρόγαλα.

«Τυρόγαλα (whey)» είναι το υδαρές τμήμα του γάλακτος που λαμβάνεται μετά τον τεμαχισμό του τυροπήγματος (ενζυμικού ή όξινου) κατά την τυροκόμηση ή κατά την παραγωγή καζεΐνης με τη χρήση οξέων, πυτιάς και (ή) φυσικοχημικών μεθόδων, σύμφωνα με τον κανονισμό 625/30-3-1978 της Ευρωπαϊκής Ένωσης.

Είναι πρασινοκίτρινο υγρό και περιέχει το ήμισυ σχεδόν των στερεών συστατικών του γάλακτος (52% του αγελαδινού & 42 % του πρόβειου). Τα στερεά συστατικά του κυμαίνονται μεταξύ 6,0 – 8,0%. Στην ελληνική βιβλιογραφία και στην ύπαιθρο χρησιμοποιούνται και οι ονομασίες ορός, ορόγαλα, και σίρος.

Η παραγωγή τυρογάλακτος ετησίως στη χώρα μας σήμερα υπερβαίνει τους 700.000 τόνους, σε παγκόσμια κλίμακα υπερβαίνει τους 120.000.000 τόνους και αυξάνεται συνεχώς.

Το τυρόγαλα παρουσιάζει σημαντικά προβλήματα στην διαχείριση του σαν απόβλητο. Ένα από τα σημαντικότερα προβλήματα είναι ο μεγάλος βαθμός ρυπάνσεως του τυρογάλακτος και το υψηλό BOD5 (35.000 – 55.000 mg O2 / lt τυρογάλακτος), δηλαδή η ποσότητα σε mg οξυγόνου που χρειάζεται για την αποσύνθεση με βιολογική οξείδωση του οργανικού φορτίου που έχει ένα λίτρο τυρογάλακτος σε διάρκεια 5 μερών, γεγονός το οποίο κάνει την απόρριψη του σε λίμνες, ποτάμια και θάλασσες να αποτελεί μεγάλο οικολογικό πρόβλημα γιατί επιφέρει ασφυξία στα ψάρια τα οποία πεθαίνουν μαζικά.

Έχει θερμιδική αξία περίπου 220 -260 cal / g τυρογάλακτος. Οι πρωτεΐνες του τυρογάλακτος (whey proteins) έχουν μεγαλύτερη θρεπτική αξία από την καζεΐνη του τυριού γιατί έχουν όλα τα απαραίτητα αμινοξέα και μάλιστα σε μεγαλύτερη αναλογία όπως η τρυπτοφάνη και η λυσίνη (8 Lys / 100 g πρωτεΐνης).

2. Σύσταση του τυρογάλακτος

Το συστατικό που βρίσκεται στη μεγαλύτερη αναλογία είναι το νερό, περίπου 92-94%. Επίσης στο τυρόγαλα μεταφέρονται μεγάλα ποσοστά της λακτόζης, των υδατοδιαλυτών πρωτεϊνών και των ανόργανων αλάτων του γάλακτος, για τα οποία έχει αποδειχτεί ότι η οξύτητα έχει καθοριστική επίδραση. Πιο αναλυτικά, όταν η οξύτητα είναι υψηλή, συντελεί στη διαλυτοποίηση των αλάτων του γάλακτος (ιδιαίτερα εκείνων του ασβεστίου και φωσφόρου) και στη μεταφορά τους στο τυρόγαλα.

Η σύσταση του τυρογάλακτος στα κύρια συστατικά του, διαφέρει ανάλογα με τον τύπο του τυριού, από το οποίο προέρχεται και κυρίως από το είδος του γάλακτος που χρησιμοποιήθηκε για την παρασκευή του. Το πρόβειο τυρόγαλα είναι σημαντικά πιο πλούσιο σε λίπος και πρωτεΐνες από ότι το αγελαδινό, Έχει επιβεβαιωθεί ότι όλοι οι παράγοντες που επηρεάζουν τη σύσταση του γάλακτος, επηρεάζουν και αυτή του τυρογάλακτος, που λαμβάνεται από αυτό. Επίσης στην περίπτωση των σκληρών τυριών μεταφέρεται περισσότερο λίπος στο τυρόγαλα απ’ ότι στην περίπτωση των μαλακών τυριών.

Περιέχει μεγάλη ποικιλία στερεών συστατικών, η αναλογία των οποίων κυμαίνεται όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα:

Οι πρωτεΐνες οι οποίες υπάρχουν στο τυρόγαλα ονομάζονται πρωτεΐνες τυρογάλακτος (whey proteins). Είναι πρωτεΐνες πλούσιες σε κυστεϊνη, σε αντίθεση με την καζεΐνη. Οι κυριότερες από αυτές και τα ποσοστά τους φαίνονται στο παρακάτω σχήμα:

Η καζεΐνη και η λακτοφερίνη υπάρχουν σε ίχνη.

Στο τυρόγαλα μεταφέρονται άλατα σε σημαντικές ποσότητες. Η σύσταση του τυρογάλακτος σε ανόργανα συστατικά φαίνεται στον παρακάτω πίνακα:

*Περισσότερο Ca και P στο όξινο τυρόγαλα σε σύγκριση με το γλυκό

Στο τυρόγαλα μεταφέρονται σημαντικές ποσότητες υδατοδιαλυτών βιταμινών και ιδιαίτερα της ομάδας Β. Η σύσταση του τυρογάλακτος σε βιταμίνες δίδονται στον παρακάτω πίνακα:

Πέραν αυτών υπάρχουν ένζυμα (μέρος της πυτιάς που είχε προστεθεί κατά τη τυροκόμηση, η λακτο-υπεροξειδάση) και πολλές άλλες ουσίες (γλυκομακροπεπτίδιο, σφιγγολιπίδια, σγιγγοσίνη, μη πρωτεϊνικό άζωτο, σιαλικό ) που βρίσκονται σε μικρές ποσότητες ή ίχνη. Έχει το τυρόγαλα μεγάλο μικροβιακό φορτίο αμέσως μετά την παραγωγή του και το καθιστά ευπαθές. Πρέπει να παστεριωθεί αυτό σε σύντομο σχετικά χρονικό διάστημα, διαφορετικά αλλοιώνεται.

Πολλά συστατικά του τυρογάλακτος εμφανίζουν αντιμικροβιακές ιδιότητες όπως ανοσογλοβουλίνες (Igs), λακτοφερίνη (Lf), λακτο-υπεροξειδάση (LP), κ.α.και αυτό τα καθιστά ιδιαίτερα σημαντικά ως βιοδραστικές ουσίες.

Τα κύρια συστατικά του τυρογάλακτος τα οποία μετρούν και για το 70% περίπου του BOD5 δηλαδή του οργανικού φορτίου του είναι η λακτόζη και οι πρωτεΐνες του τα οποία έχουν και σχετική εμπορική αξία.

2.1. Σύνθεση και αξία των πρωτεινών του τυρογάλακτος-διαχωρισμός τους.

-Η α-λακτοαλβουμίνη  είναι σφαιρική πρωτεϊνη και αποτελεί το 20% περίπου της πρωτείνης του τυρογάλακτος και έχει μοριακό βάρος  14200 Daltons.

– H β-λακτογλοβουλίνη είναι μία σφαιρική πρωτείνη που βρίσκεται στην πρωτείνη του τυρογάλακτος σε ποσοστό περίπου τριπλάσιο από την α-λακτοαλβουμίνη. Και μοριακό βάρος 18600 Daltons.

– Η οροαλβουμίνη είναι μία μεγάλου μεγέθους σφαιρική πρωτείνη που έχει μοριακό βάρος 66000 Daltons και αποτελεί περίπου το 5% της συνολικής ποσότητας πρωτείνης του τυρογάλακτος.

– Ιμουνογλοβίνες είναι μεγαλομοριακές βιοδραστικές πρωτείνες με μοριακό βάρος >150000 Daltons που αποτελούν περίπου το 5% της συνολικής πρωτείνης του τυρογάλακτος.

-Λακτοπεροξειδάση, Λακτοφερίνη & Λυσοζύμη. Είναι γλυκοπρωτείνες με μοριακό βάρος γύρω στο 80000 Daltons οι δύο πρώτες και 18000 Daltons η τρίτη και αποτελούν επίσης πολύτιμα βιογραστικά συστατικά μαζί με τις ιμμυνογλοβουλίνες.

Η αξιοποίηση της πρωτείνης του τυρογάλακτος μπορεί να γίνει με διαχωρισμό των πρωτείνών που έχουν απλά θρεπτική αξία και είναι οι χαμηλού μοριακού βάρους από τις ιμμουνογλοβίνες και τις Λακτοπεροξειδάση, Λακτοφερίνη & Λυσοζύμη που είναι εξαιρετικά βιοδραστικές πολύτιμες και ακριβές και έχουν μεγαλύτερο μοριακό βάρος.

Οι χαμηλού μοριακού βάρους πρωτείνες μπορούν να αποτελέσουν α΄ ύλη για την παραγωγή των κλασσικών προϊόντων συμπυκνωμένης πρωτείνης όπως :

–          WPC (Whey protein concentrate) με περιεκτικόητα σε πρωτείνη 35-75% κ.β. το οποίο παράγεται με συνδυασμό υπερδιήθησης, συμπύκνωσης υπό κενό και ξήρανσης με ψεκασμό (sparay drying).

–          WPI (Whey protein isolate) με περιεκτικότητα σε πρωτείνη >90%. Παράγεται με διαχωρισμό της πρωτείνης από το τυρόγαλα με ανάμιξη του με θειοπροπυλική ιοντοεναλλακτική ρητίνη σε pH=3,2. Στη συνέχεια η καθαρή πρωτείνη που έχει απορροφηθεί από την ρητίνη εκλούεται από αυτή σε pH=9 και το υδατικό διάλυμα συμπυκνώνεται με υπερδιήθηση και spray drying. H πρωτείνη που προκύπτει με τον τρόπο αυτό είναι περισσότερο λειτουργική γιατί δεν υφίσταται θερμική καταπόνηση.

Οι υψηλού μοριακού βάρους πρωτείνες βρίσκουν πολλές εφαρμογές σαν βιοδραστικά μέσα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για ενίσχυση του γάλακτος και προσομοίωση της σύνθεσης του μητρικού γάλακτος το οποίο διαφέρει από το αγαλαδινό γάλα στην περιεκτικόητα βιοδραστικών ουσιών όπως οι ιμμουνογλοβίνες και οι γλυκοπρωτείνες (Λακτοπεροξειδάση, Λακτοφερίνη & Λυσοζύμη.). Επίσης ειδικά η λακτοφερίνη έχει μεγηάλη αντιοξειδωτική δράση και είναι γνωστή για αντικαρκινική δράση και μείωση της χοληστερόλης καθώς και για την αντιμικροβιακή της δράση και τις δυνατότητες της στην δέσμευση τοξινών επικίνδυνων μικροοργανισμών.

2.2. Η λακτόζη και ο χειρισμό της.

2.2.1. Κρυστάλλωση της λακτόζης και παραγωγή καθαρής λακτόζης

Η κρυστάλλωση της λακτόζης και παραγωγή καθαρής λακτόζης από το αποπρωτεινομένο τυρόγαλα γίνεται με συμπύκνωση, κρυστάλλωση και διαχωρισμό με φυγοκέντρηση. Επίσης μπορεί να δεσμευτεί η λακτόζη σε ειδικές πολυμερείς ρητίνες και να εκλουστεί από αυτές καθαρή για να πάρουμε 99,6% καθαρή λακτόζη.

2.2.2. Ζύμωση του διαλύματος της λακτόζης

Ιδιαίτερη σημασία έχει η ζύμωση της λακτόζης για παραγωγή

Α) Οινοπνεύματος με ειδικά γένη του ζαχαρομύκητα που διασπούν κατευθείαν την λακτόζη σε οινόπνευμα. Με τον τρόπο αυτό μπορεί να παραχθεί και ποτό π.χ. μπύρα.

Β) Ξανθάνης. Με χρήση ειδικών καλλιεργειών μικροοργανισμών. Το πρόσθετο αυτό των τροφίμων είναι ιδιαίτερα υψηλής προστιθέμενης αξίας και μπορεί να καταναλώση όλη την διαθέσιμη λακτόζη. Η παραγωγή του φτάνει στα 18 γρμ/λίτρο διαλύματος λακτόζης.

Γ) Τζελάνης (Gellan Gum). Με ζύμωση με χρήση ειδικών καλλιεργειών μικροοργανισμών. Το πρόσθετο αυτό είναι ιδιαίτερα ακριβό 3500$ / 25 Κγρ και χρησιμοποιείται στην βιομηχανία τροφίμων για δημιουργία θερμοζελέ στα τρόφιμα.

Δ) Παραγωγή μονοκυτταρικής πρωτείνης (SCP) με ζύμωση με ειδικές καλλιέργειες μικροοργανισμών και χρήση της σε ζωοτροφές.

Ε) Παραγωγή κιτρικού ή γαλακτικού ή προπιονικού οξέως προσθέτου τροφίμων με ζύμωση με χρήση ειδικών καλλιεργειών μικροοργανισμών.

Από τις παραπάνω μεθόδους οι πιο ελκυστικές είναι αυτές των ζυμώσεων διότι δίνουν προϊόντα υψηλής προστιθέμενης αξίας και όχι απλά καθαρή λακτόζη.

Οι παραπάνω χειρισμοί του τυρογάλακτος μπορούν να γίνουν σε μία κεντρική μονάδα και όχι σε κάθε τυροκομείο χωριστά για να συμπιεστεί το κόστος. Αυτό φυσικά προυποθέτει την συμπύκνωση του παραγόμενου τυρογάλακτος τουλάχιστον 4 φορές με χρήση της πλέον κατάλληλης τεχνικής που είναι η Νανοδιήθηση σε πιέσεις <20 atm και με χρήση μεμβρανών με ανοίγματα 200-300 Daltons. Aκόμα και η πώληση του τυρογάλακτος ως έχει σε υπάρχουσες μονάδες απαιτεί μία τέτοια συμπύκνωση και αφαίρεση του άλατος (NaCl) που προέρχεται από την τυροκόμηση. Η αφαίρεση του NaCl συμβαίνει κατά την Νανοδιήθηση και αυτό αποτελεί πρόσθετο πλεονέκτημα.

Ένα γενικό ισοζύγιο χειρισμού του τυρογάλακτος για παραγωγή χρήσιμων προϊόντων και ολική χρήση του χωρίς απόρριψη στο περιβάλλον είναι το παρακάτω:

BAΣΗ  1000 Kg  AΡΧΙΚΟΥ ΤΥΡΟΓΑΛΑΚΤΟΣ

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΞΑΝΘΑΝΗΣ ΑΠΟ ΛΑΚΤΟΖΗ : 18000 GR=18 KG

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΠΡΩΤΕΙΝΗΣ 90% Κ.Β. (WPI)= 8 kg

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΒΙΟΔΡΑΣΤΙΚΩΝ ΠΡΩΤΕΙΝΩΝ ΑΠΟ ΠΡΩΤΕΙΝΕΣ ΥΨΗΛΟΥ ΜΟΡΙΑΚΟΥ ΒΑΡΟΥΣ : 2 KG

Στην περιοχή της Θεσσαλίας υπάρχουν σε λειτουργία  66 τυροκομεία με κατανομή γεωγραφικά 41 στο Ν. Λάρισας, 16 στο Ν. Τρικάλων, 3 Ν. Καρδίτσας και 6 στο Ν. Μαγνησίας. Η συνολική ημερήσια παραγωγή στην περιφέρεια της Θεσσαλίας ανέρχεται σε 50000 Kg-350000 Kg ημερησίως ανάλογα με το αν είμαστε σε περίοδο αιχμής ή όχι. Το υψηλότερο νούμερο προκύπτει κατά την αιχμή δηλαδή τους μήνες Μάιο και Ιούνιο.

Τροποποιώντας τους υπολογισμούς μας για 50000 Κg και 350000 Κg αντιστοίχως προκύπτει :

BAΣΗ  50000 Kg  AΡΧΙΚΟΥ ΤΥΡΟΓΑΛΑΚΤΟΣ

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΞΑΝΘΑΝΗΣ ΑΠΟ ΛΑΚΤΟΖΗ : 900000 GR=900 KG

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΠΡΩΤΕΙΝΗΣ 90% Κ.Β. (WPI)= 400 kg

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΒΙΟΔΡΑΣΤΙΚΩΝ ΠΡΩΤΕΙΝΩΝ ΑΠΟ ΠΡΩΤΕΙΝΕΣ ΥΨΗΛΟΥ ΜΟΡΙΑΚΟΥ ΒΑΡΟΥΣ : 100 KG

BAΣΗ  350000 Kg  AΡΧΙΚΟΥ ΤΥΡΟΓΑΛΑΚΤΟΣ

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΞΑΝΘΑΝΗΣ ΑΠΟ ΛΑΚΤΟΖΗ : 6300000 GR=6300 KG

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΠΡΩΤΕΙΝΗΣ 90% Κ.Β. (WPI)= 2800 kg

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΒΙΟΔΡΑΣΤΙΚΩΝ ΠΡΩΤΕΙΝΩΝ ΑΠΟ ΠΡΩΤΕΙΝΕΣ ΥΨΗΛΟΥ ΜΟΡΙΑΚΟΥ ΒΑΡΟΥΣ : 700 KG

Σε ετήσια βάση μπορούμε να δεχτούμε ότι επί 10 μήνες η παραγωγή τυρογάλακτος θα είναι 50000 Κg/ημέρα και επί 2 μήνες 350000 Kg/ημέρα δηλαδή  συνολικά :

10 x 30 x50000 + 2 x 30 X350000=15000000+21000000=36000000 Kg τυρόγαλα ετησίως

Αρα με BAΣΗ  36000000 Kg  AΡΧΙΚΟΥ ΤΥΡΟΓΑΛΑΚΤΟΣ ΕΤΗΣΙΩΣ

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΞΑΝΘΑΝΗΣ ΑΠΟ ΛΑΚΤΟΖΗ :  648000KG

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΠΡΩΤΕΙΝΗΣ 90% Κ.Β. (WPI)=  288000 kg

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΒΙΟΔΡΑΣΤΙΚΩΝ ΠΡΩΤΕΙΝΩΝ ΑΠΟ ΠΡΩΤΕΙΝΕΣ ΥΨΗΛΟΥ ΜΟΡΙΑΚΟΥ ΒΑΡΟΥΣ : 72000 KG

Η Ετήσια χρηματοροή μόνο από την παραγωγή ξανθάνης αναμένεται να είναι :

648000 Kg x 3,5 Eυρώ =2.268.000 Ευρώ. Η χρηματοροή αυτή αναμένεται να αυξηθεί περαιτέρω αν αντι για ξανθάνη παράγουμε τζελάνη (gellan gum) που είναι πανάκριβη με εξαιρετικές τεχνολογικές ιδιότητες. Επίσης μεγάλες χρηματοροές αναμένεται να προκύψουν και από τα προϊόντα πρωτεΐνης.  

Oι άξονες στους οποίους θα πρέπει να κινηθεί η επιχορήγηση των επιχειρήσεων του κλάδου των τυροκομείων θα πρέπει να είναι οι παρακάτω :

A)       Επιδότηση δημιουργίας μονάδων συμπύκνωσης και αφαλάτωσης τυρογάλακτος με χρήση νανοδιήθησης (NF) σε επίπεδο τυροκομείου. Για ένα τυροκομείο με ημερήσια παραγωγή τυρογάλακτος 20000 Κg μία πλήρης μονάδα αναμένεται να  στοιχίζει  από 50000-80000 Ευρώ. Σκόπος της συγκεκριμένης δράσης είναι να μειωθεί ο όγκος του τυρογάλακτος στο ¼-1/5 του αρχικού και να γίνει εκλυστική η αγορά του από τις υπάρχουσες μονάδες στην Καρδίτσα. Επίσης να απαλλαγεί το τυρόγαλα από το  αλάτι (NaCl) της τυροκόμησης.

B)       Eπιδότηση μονάδων δευτερογενούς επεξεργασίας συμπυκνωμένου τυρογάλακτος για διαχωρισμό της πρωτείνης από την λακτόζη με τεχνολογία υπεδιήθησης ή ιοντοεναλλαγής με ρητίνες.

C)        Eπιδότηση δημιουργίας μονάδων ζύμωσης του κλάσματος  της λακτόζης για παραγωγή οινοπνεύματος ή οινοπνευματοδών ποτών (π.χ. μπύρα)

D)        Επιδότηση δημιουργίας μονάδων παραγωγής μακρομοριακών προσθέτων τροφίμων (π.χ. ξανθάνη και γλυκάνη) ή  

E)        Επιδότηση δημιουργίας μονάδων παραγωγής προσθέτων οργανικών οξέων (π.χ. κιτρικό ή γαλακτικό)

F)        Επιδότηση δημιουργίας μονάδων υψηλής τεχνολογίας για τον βιομηχανικής κλίμακας εκλεκτικό χρωματογραφικό διαχωρισμό των υψηλής προστιθέμενης αξίας μεγάλου μοριακού βάρους  βιοδραστραστικών πρωτεινών του τυρογάλακτος από το σύνολο της πρωτείνης του (π.χ. Λακτοπεροξειδάση, Λακτοφερίνη & Λυσοζύμη)

G)       Επιδότηση των εξειδικευμένων τεχνολογικών μελετών των τυροκόμων για δημιουργία μονάδων υψηλής τεχνολογίας για επεξεργασία τυρογάλακτος και συγκεκριμένα:

a)      Μονάδες συμπύκνωσης τυρογάλακτος με Νανοδιήθηση

b)      Μονάδες διαχωρισμού πρωτείνης και ορού λακτόζης με υπερδιήθηση

c)      Μονάδες διαχωρισμού πρωτείνης και ορού λακτόζης με ιοντοεναλλαγή

d)      Μονάδες χρωματογραφικού διαχωρισμού βιοδραστικών πρωτεινών τυρογάλακτος.

e)      Μονάδες ζύμωσης ορού λακτόζης για παραγωγή οινοπνεύματος ή ποτών

f)       Μονάδες ζύμωσης ορού λακτόζης για παραγωγή ξανθάνης ή τζελάνης

g)      Μονάδες ζύμωσης ορού λακτόζης για παραγωγή οργανικών οξέων για χρήση ως πρόσθετα τροφίμων.

H)       Επιδότηση στο 100% ερευνητικών προγραμμάτων των επιχειρήσεων του κλάδου σε συνεργασία με τοπικά ερευνητικά ιδρύματα για την βελτιστοποίηση των παραμέτρων των νέων τεχνολογιών και επίλυση πρακτικών προβλημάτων.

I)           Επιδότηση στο 100% των μελετών και δράσεων για αναζήτηση καλών πρακτικών διεθνώς για τον οικονομικό χειρισμό του τυρογάλακτος.