Mlečni napici obuhvataju više različitih proizvoda izrađenih od mleka i sporednih proizvoda prerade mleka. Prema načinu proizvodnje dele se na fermentisane i nefermentisane. Fermentisani mlečni napici obuhvataju kiselomlečne proizvode u čijem nastajanju igraju glavnu ulogu mikroorganizmi koji transformacijom laktoze stvaraju mlečnu kiselinu. U nekih napitaka, pored kiselomlečnog, vrši se i alkoholno vrenje. Kod malog broja napitaka izrađenih od surutke odvija se samo alkoholna fermentacija.
U kiselomlečne proizvode spadaju: kiselo mleko, bijogurt, acidofilno mleko, kumis, kefir, mazun, tegljivo kiselo mleko (nem. Taette). U različitim zemljama proizvode se kiselomlečni napici pod različitim imenima, ali se oni u suštini ne razlikuju od navedenih proizvoda. Tako je jogurt u stvari sinonim za kiselo mleko, iako se u našoj zemlji često pod jogurtom podrazumeva razmućeno kiselo mleko. Prema tome, raznovrsnost kiselomlečnih proizvoda potiče, u prvom redu, cd različitih mikroorganizama koji učestvuju u njihovom nastajanju.
Pojedine vrste kiselomlečnih proizvoda nastale su u različitim krajevima, zavisno od klimatskih uslova koji su pogodovali razvoju određenih vrsta mikroorganizama. Tako su u južnim, toplim predelima preovlađivali Lactobacterium bulgaricum i Streptococcus thermophilus, koji učestvuju u nastajanju kiselog mleka (jogurta). U severnim, hladnijim predelima nastalo je tegljivo kiselo mleko u kome preovlađuju rase 5. lactis. U polustepskim i stepskim predelima, pored kiselomlečnih bakterija, učestvuju i kvasnice — stvaraoci alkohola — kao kod kefira i kumisa. Na današnjem stepenu razvoja tehnologije i mikrobiologije mleka, klimatski činioci nemaju više presudnu ulogu i nisu prepreka proizvodnji. To je omogućilo da se kiselomlečni proizvodi brzo rašire gotovo u sve krajeve sveta.
Kiselomlečni proizvodi se brže vare i imaju izvesno terapijsko dejstvo te se uzimaju u tzv. mlečnoj bakterioterapiji, zasnovanoj na radovima I. I. Mečnikova i dr. Kiselomlečni proizvodi utiču takođe na peristaltiku organa za varenje i sprečavaju razvoj i bio-hemijsku aktivnost truležnih bakterija u tim organima. Naime, truležne bakterije, u procesu transformacije belančevina, stvaraju više materija štetnih za čovečji organizam, kao što su indol, fenol, skatol i dr., koje nadražuju sluzokožu creva, a posle resorpcije izazivaju intoksikaciju organizma. Mlečna kiselina, unesena kiselomlečnim proizvodima u organizam, inhibira delatnost truležnih bakterija, sprečava nastajanje štetnih produkata njihove biohemijske aktivnosti i poboljšava mikrofloru u organima za varenje. Pored toga, neke vrste bakterija se razvijaju u organima za varenje i potiskuju truležne bakterije stvaranjem mlečne kiseline i antibiotika. Zbog toga se pojedini kiselomlečni proizvodi upotrebljavaju za lečenje određenih oboljenja i kao vrlo podesna hrana za rekonvalescente.
Proizvodnja kiselomlečnih proizvoda svodi se uglavnom na ovo: 1. izbor i prečišćavanje sirovine; 2. standardizacija sirovine; 3. termička obrada; 4. inokulacija; 5. inkubacija i 6. hlađenje.
Izbor. Za proizvodnju kiselomlečnih proizvoda može se uzeti kravlje, ovčije ili kozje mleko, zatim mleko bivolice ili kamile. Za proizvodnju kumisa služi i mleko kobile. Koje će se mleko upotrebiti, zavisi od uslova za gajenje određenih vrsta domaćih mlečnih životinja i, s time u vezi, od navike potrošača. Uz savremenu tehnologiju mogu se proizvoditi sve vrste kiselomlečnih napitaka od kravljeg mleka. Mleko mora biti sveže, bez organomana i ne sme sadržati antibiotike. Pored mleka, kao sirovine mogu se iskoristiti mlaćenica i surutka. Mehanička nečistoća odstranjuje se filterima ili centrifugalnim prečistačima (klarifikatorima).
Standardizacijom sirovine podešava se procent masti i suve materije u proizvodu, prema zahtevima standarda. Kiselomlečni proizvodi se mogu izrađivati od mleka različite masnoće pa čak i od potpuno obranog mleka. Za neke vrste, kao što su acidofilno mleko i bijogurt (u čijem nastajanju učestvuju bakterije kiselog i acidofilnog mleka), preporučljivo je da se uzima obrano mleko. Procent masti i suve materije bez masti utiče veoma na konzistenciju i organoleptičke osobine proizvoda, te se često povećava suva materija u sirovini. Ovo se može postići delimičnim ukuvavanjem mleka pod atmosferskim ili sniženim pritiskom ili dodavanjem 2—3% obranog mleka u prahu, tako da ukupna suva materija iznosi 14—15%. U poslednjem slučaju, sirovinu treba profiltirirati da bi se uklonile nerastvorene čestice praha. To je naročito potrebno onda kada se pribegava homogenizaciji sirovine, kojom se sprečava raslojavanje masti i povećava viskozitet proizvoda, što je važno za njegova organoleptička svojstva.
Termičkom obradom se uništava prirodna mikroflora i inaktivišu fermenti u mleku. Tom operacijom obezbeđuju se higijenska sigurnost proizvoda i nesmetani razvoj dodatih kultura. Termička obrada se vrši na temperaturama ispod tačke ključanja mleka ili iznad nje. Pri proizvodnji kiselog mleka primenjuje se temperatura od 85° do 95°C u toku 15—25 min; tako produženo trajanje termičke obrade izaziva koagulaciju termolabilnih belančevina mleka i pogoduje bubrenju kazeina u daljnjem toku proizvodnje, što omogućava obrazovanje kompaktnog gela. Za vreme termičke obrade u otvorenim sudovima isparava deo vode, što izaziva delimično koncentrisanje suve materije. Kod drugih kiselomlečnih proizvoda primenjuje se obično temperaturni režim visoke pasterizacije. Termička obrada mleka na temperaturi između 130° i 150°C, u toku nekoliko sekundi, daje dobre rezultate pogotovo što se u uređajima za takvu termičku obradu može delimično koncentrisati suva materija mleka dejstvom vakuuma.
Mlaćenica, koja se dobija kao sporedni proizvod pri proizvodnji maslaca iz kisele pavlake, ne može se pasterizovati i ona upotrebljava samo ako je pavlaka bila pasterizovana i biohemijski sazrela, uz primenu čistih kultura. Surutka za fermentisane mlečne napitke se prokuva, a koagulisane belančevine se uklone.
Inokulacija se vrši kulturama određenih mikroorganizama. Čiste kulture se proizvode u mikrobiološkim laboratorijama i povremeno isporučuju mlekarama u tečnom ili suvom stanju. U mlekarama se one aktiviraju i razmnožavaju za potrebe proizvodnje. Takva kultura naziva se tehnološkom kulturom ili tehnološkom majom i dodaje se u količini od 2 do 20%, već prema vrsti proizvoda. Tehnološka kultura se dodaje sirovini na temperaturi inkubacije ili na temperaturi koja je za 2°—3°C viša, tako da, posle razlivanja u boce ili drugu podesnu ambalažu, dostigne željenu temperaturu. Inokulacija se može izvoditi kontinuelno, pomoću dozatora. Kvalitet kultura je od velikog značaja za osobine kiselomlečnih proizvoda.
Ako se kiselomlečnim proizvodima dodaju aromatične materije (ekstrakt narandže, banane, maline i sl.) ili druge supstancije, one se unose neposredno pre inokulisanja ili posle njega. Ako se kiselomlečni napici proizvode sa voćem ili proizvodima prerade voća, oni se dodaju obično potkraj proizvodnog procesa.
Inkubacija. U toku inkubacije razvijaju se uneti mikroorganizmi i previru mlečni šećer, pri čemu nastaje, u prvom redu, mlečna kiselina koja izaziva koagulaciju kazeina i pretvara mleko iz stanja sola u gel. Pored mlečne kiseline, stvara se i izvesna količina aromatičnih materija. U proizvodima u čijem nastajanju učestvuju i kvasnice (kumis, kefir, mazun) nastaje i izvesna količina alkohola i ugljen-dioksida. Ugljen-dioksid obrazuje mehuriće u proizvodu te se ovi nazivaju kiselomlečnim penušavim napicima. Količina alkohola može da varira od 0,8 do 2,5% i podešava se prema ukusu i potrebama potrošača. Količina CO2 najčešće varira u granicama od 0,1 do 0,3%. Temperatura i trajanje inkubacije su različiti za razne proizvode.
Od mlaćenice se mogu proizvesti napici pomoću istih kultura kao i za mleko.
Pri iskorišćavanju surutke za proizvodnju kiselomlečnih proizvoda dodaju se šećer, aromatične materije, kulture bakterija mlečne kiseline i kvasnice.
Diskontinuelna inkubacija se može obaviti u sudovima sa dvojnim zidovima (duplikatorima), u komorama termostatima, u vodi čija se temperatura može podešavati. Za kontinuelnu inkubaciju služe dve vrste uređaja: a) sudovi sa vodom određene temperature, kroz koje prolaze transporteri prenosioci boca (teglica), koji se kreću sporo i krivudavo tako da provedu 1,5—2,5h u vodi, a brzina kretanja može im se podešavati; b) dugi tuneli koji se zagrevaju toplim vazduhom, a kroz koje prolaze transporteri o koje se zakače žičane korpe s napunjenim bocama.
Trajanje inkubacije se podešava na osnovu podataka o kiselosti.
Hlađenjem se prekida intenzivna biohemijska aktivnost mikroorganizama i zadržava kiselost proizvoda u granicama optimalnih vrednosti. Njime se postiže i jače bubrenje kazeina, što je važno za organoleptičke osobine proizvoda. Ako se obrazovani gel kiselog mleka razbija, treba to učiniti tek posle hlađenja, da se ne bi obrazovale pojedinačne krupne pahuljice. Proizvod se hladi u uređajima sličnim onima u kojima se provodi inkubacija.
Kiselomlečni napici su kratkotrajni proizvodi. U SSSR-u su uspeli da proizvedu jogurt u suvom stanju koji se lako rastvara u vodi. U nekim našim planinskim krajevima proizvodi se kiselo mleko koje duže traje. Ovčije mleko pri kraju laktacije se ukuva radi koncentrisanja suve materije; ukiseli se dodatkom 3—5% kiselog mleka od prethodnog dana i stavlja u drvene ili zemljane sudove. U nekim slučajevima mleko se ne inkubira u posebnim sudovima, nego se sipa u sud u kome se već nalazi kiselo mleko proizvedeno prethodnih dana. Kada su sudovi puni, proizvod se prelije topljenim maslacem. Takav proizvod može da traje nekoliko meseci.
Nefermentisani mlečni napici (mlečni napici u užem smislu) su proizvodi dobijeni mešanjem mleka, pavlake, mlaćenice ili surutke sa različitim dodacima koji doprinose ukusu, mirisu i konzistenciji proizvoda. Ovim napicima proširuje se asortiman mlečnih proizvoda, a namenjeni su prvenstveno potrošačima koji ne podnose prirodan ukus mleka ili kojima više prija ukus i aroma napitaka.
Za izradu nefermentisanih mlečnih napitaka najčešće se upotrebljava punomasno mleko, mada se mogu izrađivati i od mleka sa manjim sadržajem masti, pa čak i od obranog mleka. Ako se uzima pavlaka, ona treba da sadrži samo 10—15% masti.
Dodaci su šećer, kakao u prahu, ekstrakt kafe, arome od voća i dr. Minimalan sadržaj tih sastojaka određuju obično standardi. Primena sokova od voća jedan je od najozbiljnijih problema u proizvodnji mlečnih napitaka; ti sokovi imaju visoku kiselost koja izaziva zgrušavanje kazeina. Neutralisanjem sokova, međutim, gube se njihova osvežavajuća svojstva.
Drugi problem je obrazovanje taloga od dodatih materija (kakao, kafa) koji daje utisak neispravnog proizvoda. Zbog toga se u nekim zemljama, u kojima zakonski propisi to dozvoljavaju, dodaju materije, koje znatno bubre i povećavaju viskozitet proizvoda, kao što su natrijum-alginat, agar-agar i sl. Te supstancije, tzv. stabilizatori, poboljšavaju konzistenciju proizvoda povećavanjem viskoziteta, sprečavaju raslojavanje masti i obrazovanje taloga i time doprinose lepom izgledu proizvoda. Pri određivanju količine stabilizatora treba paziti da proizvod ostane dovoljno tečan. Propisi obično predviđaju da količina stabilizatora ne treba da pređe 0,2%. Danas se proizvode preparati u obliku praha ili sirupa koji sadrže kakao, kafu i druge sastojke i stabilizator u određenoj srazmeri. Neki čak sadrže i određenu količinu šećera.
Nefermentisani mlečni napici se proizvode u mlekarama ili na mestu prodaje. Trajnost tih proizvoda obično se postiže sterilizacijom, ali se proizvode i pasterizovani proizvodi. Sterilizovani napici su uvek homogenizovani, mada bi bilo dobro da i proizvodi od pasterizovanog mleka budu takvi, jer se time postiže povećanje viskoziteta i puniji ukus proizvoda.
Neravnomerna prodaja nefermentisanih mlečnih proizvoda u toku godine, nedostatak navika za većom potrošnjom tih proizvoda u našoj zemlji i teškoće koje iz toga proizilaze u radu mlekara nameću neminovno pitanje gde treba proizvoditi te napitke: u mlekarama ili na mestu prodaje. Tendencija je, i u zemljama u kojima je promet takvih napitaka znatno veći, da se oni pripremaju na mestu prodaje mešanjem pavlake, pasterizovanog ili sterilizovanog, kondenzovanog ili evaporiranog mleka sa različitim dodacima.
Alkoholna pića koja sadrže mleka ili pavlake (razni likeri) ne spadaju u mlečne napitke u užem smislu.
Sladoled. Postoje različite vrste sladoleda koje se razlikuju po sastavu i poreklu sirovina. Mleko i neki mlečni proizvodi ulaze u sastav većine vrsta sladoleda, te se u našoj zemlji proizvodnja sladoleda nalazi u sklopu mlekarske industrije. Ovakvoj situaciji doprinosi činjenica da jedan deo uređaja za proizvodnju sladoleda služi i proizvodnji nekih drugih mlečnih proizvoda.
Standardi pojedinih zemalja predviđaju sirovine od kojih se sladoled sme proizvoditi, minimalan procent masti, procent suve materije mleka bez masti i sadržaj šećera. U pogledu sastava mogu postojati znatne razlike između pojedinih vrsta sladoleda sa mnogim prelazima između njih, što otežava uvođenje jedne, u svakom pogledu opravdane klasifikacije. Jugosl. pravilnik razlikuje ove vrste sladoleda: mlečni sladoled, krem-sladoled i voćni sladoled.
Proizvodnja sladoleda obuhvata: izbor sirovina, spravljanje smeše, termičku obradu, homogenizaciju, zrenje, smrzavanje i očvršćavanje smeše.
Pri izboru sirovina obraća se pažnja na vrstu sladoleda, tj. na njegov sastav, na ukus potrošača, na cenu sirovina, kao i na uticaj pojedinih sirovina na osobine sladoleda. Za mlečni sladoled uzimaju se kao osnovne sirovine: pasterizovano ili kuvano mleko, rekonstituisano zgusnuto mleko ili mleko u prahu, šećer i žumance kokošijih jaja. Pored tih, uzimaju se različite materije koje sladoledu daju specifičan ukus i miris, kao što su: vanila ili etil-vanilin, čokolada, kakao u prahu, jezgrasto voće (badem, orah, lešnik), ostalo voće, voćne prerađevine, prirodne voćne arome, kafa ili njen ekstrakt, voćni destilati, prženi šećer i rum.
U proizvodnji krem-sladoleda upotrebljavaju se kao osnovne sirovine: pavlaka, zgusnuto mleko, mleko u prahu, maslac, žumance kokošijih jaja, šećer i iste materije za davanje ukusa i mirisa kao i kod mlečnog sladoleda.
Osnovne sirovine za voćni sladoled su: voće ili voćne prerađevine, šećer kao i male količine limunske, vinske ili mlečne kiseline. Pošto voće i proizvodi prerade voća imaju dovoljno izražen specifičan ukus, ne dodaju se druge aromatične materije.
Pri izboru sirovina obraća se pažnja na to da se njihovim mešanjem može lako postići željeni odnos materija i potrebna količina suve materije. Za tu svrhu naročito su podesni zgusnuto mleko i mleko u prahu. Na osnovu hemijskog sastava sirovina izračunava se potrebna količina.
Ako sirovine koje stoje na raspoloženju omogućavaju da se postigne željeni odnos materija, ali ne obezbeđuju dovoljnu koncentraciju sastojaka u sladoledu, smeša se može koncentrirati u vakuum-ukuvačima.
Danas se proizvode suve sladoledne smeše koje sadrže sve potrebne sastojke u određenoj srazmeri. Sladoledna smeša se rastvori i podvrgava daljnjim operacijama.
Količina suve materije i masti veoma utiče na osobine i kaloričnu vrednost proizvoda. Na količinu i sastav mineralnih materija, vitamina i drugih važnih sastojaka hrane dosad nije obraćana veća pažnja. S obzirom na to da sladoled nije samo poslastica već i kalorična namirnica koju velikim delom konzumiraju deca, počinje se u poslednje vreme sve više obraćati pažnja na kompletnost i biološku vrednost ostalih sastojaka.
Izračunata količina pojedinih sirovina se stavlja u sudove sa dvojnim zidovima, snabdevene mešalicom koja pomaže rastvaranje nekih sastojaka i obezbeđuje ujednačenost sastava smeše. Smeši se dodaju i stabilizatori radi poboljšanja nekih osobina sladoleda, kao što su: viskozitet, broj i veličina kristala leda, brzine topljenja i organoleptička svojstva. Kao stabilizatori služe različite supstancije biljnog i životinjskog porekla, kao što su: želatin, agar-agar, pektini, natrijum-alginat i dr. Postoji veliki broj stabilizatora za sladoled koji se stavljaju u promet pod različitim imenima. Neki od njih sadrže natrijumove soli limunske i fosforne kiseline koje povećavaju hidrataciju belančevina a time i viskozitet smeše. Neki stabilizatori sadrže i materije koje potpomažu emulgiranje masti u smeši. Stabilizatori se dodaju u malim količinama (0,2—0,5%) a pošto im je hranljiva vrednost mala, to se pri sastavljanju smeše njihova količina obično ne uzima u obračun. Količina dodatog stabilizatora je manja ako sladoled sadrži kakao ili čokoladu koji imaju izvesno stabilišuće dejstvo. Stabilizatori se dodaju ili pomešani sa šećerom ili u vidu prokuvanog toplog rastvora posle pasterizacije smeše.
Smeša se pasterizuje da bi se obezbedili higijenska sigurnost proizvoda i zdravlje potrošača. Pasterizacija uništava većinu mikroorganizama (99—99,5%) i inaktiviše fermente u smeši. Izborom pogodnog režima pasterizacije može se uticati i na uklapanje vazduha pri zamrzavanju smeše. Za pasterizaciju sladoledne smeše primenjuje se nešto stroži režim niske pasterizacije (30 min na 65°—70°C) nego kod mleka, zbog većeg procenta belančevina i masti koje na svojevrstan način štite mikroorganizme od dejstva povišenih temperatura. Pored toga, smeša može sadržati sitne nerastvorene čestice koje u svojoj unutrašnjosti pružaju mikroorganizmima izvesnu zaštitu. Ako ne postoje uslovi za nisku pasterizaciju, može se primeniti visoka pasterizacija (80°—85°C). Posle toga smeša se filtruje i homogenizuje.
Homogenizacijom smeše postiže se usitnjavanje masnih kapljica masti i pavlake. Kada se smeši dodaje maslac, homogenizacijom se postiže obrazovanje relativno stabilne emulzije. Ukratko, homogenizacijom se uspostavlja i stabilizuje emulzija masti u smeši. Konzistencija sladoleda je takva da ne bi trebalo paziti na homogenizaciju, kada se mast dodaje putem pavlake ili mleka. Međutim, homogenizacija smeše utiče pozitivno na veći broj osobina sladoleda pa se redovno primenjuje u tehnološkom procesu. Homogenizacijom se skraćuje vreme zrenja smeše, poboljšava konzistencija povećanjem viskoziteta i plastičnosti, pojačava sposobnost uklapanja vazduha, doprinosi obrazovanju sitnih kristala i otežava pojava i razvoj oksidativne užeglosti masti u toku skladištenja. Homogenizacija se izvodi na temperaturi pasterizacije pod pritiskom koji varira od 100 do 250 atm, već prema vrsti sladoleda. Dvostepeni homogenizatori daju bolje rezultate.
Posle homogenizacije smeša se ohladi na 2°—4°C i odvodi u uređaje za zrenje, u kojima se održava željena temperatura uz sporo mešanje. Zrenje smeše traje 4—10h, izuzetno duže. U toku zrenja mlečna mast očvrsne, belančevine se hidratišu, stabilizator znatno bubri obrazujući gel u tečnoj fazi smeše. Svi ti činioci povećavaju viskozitet smeše, što odlučno utiče na ponašanje smeše u toku smrzavanja i na konzistenciju gotovog proizvoda.
Smrzavanje je jedna od najvažnijih operacija u proizvodnji sladoleda, u toku koje se kristalizuje znatan deo vode i uklapa vazduh u smešu. Tako se postiže određena struktura sladoleda od koje u velikoj meri zavise i organoleptička svojstva. Smrzava se u posebnim uređajima uz stalno mešanje koje obezbeđuje ravnomerno hlađenje, bolji prelaz toplote i obrazovanje sitnih kristala leda. Ti uređaji mogu biti diskontinuelni i kontinuelni. Količina uklopljenog vazduha zavisi od osobina smeše, od brzine i dužine smrzavanja i od pritiska vazduha. Vazduh povećava zapreminu sladoleda i igra ulogu izolatora od spoljne temperature, što usporava topljenje sladoleda pri konzumiranju.
Sladoled je najukusniji po završenom smrzavanju. Ipak, smrzavanjem se ne završava tehnološki proces proizvodnje, jer se na temperaturi od —3° do —6°C smrzne samo 20—40% vode, tako da je smeša još uvek tečna i nije pogodna za stavljanje u promet. Da bi se postigla određena čvrstina, primenjuje se očvršćavanje (kalenje) i to na —20° do —35°C. Trajanje te operacije zavisi od temperature očvršćavanja, veličine komada sladoleda i načina hlađenja. Očvršćava se u kalupima određenog oblika i veličine.
Po završenom očvršćavanju sladoled se stavlja u pogodnu ambalažu i skladišti do prodaje. Ako se sladoled pokriva premazima (čokolada), to se postiže kratkotrajnim potapanjem manjih komadu premaz koji posle izvlačenja brzo očvršćava pod dejstvom niske temperature sladoleda. Ako je sladoled očvrsnuo u obliku dugih uzanih komada pravougaonog poprečnog preseka, prethodno se iseku posebnim noževima komadi željene veličine koji se zatim premazuju. Sladoled se skladišti u posebnim hladnjačama.