← Moja Serowarnia / Poradniki

Fermentacja serwatki: dlaczego staje i jak zużyć laktozę

Bakterie mlekowe hamuje kwas, który same wytwarzają, więc stają, zanim zjedzą laktozę. Nawet kwaśna serwatka z twarogu ma jeszcze 44–46 g laktozy w litrze, a słodka 46–52 g. Żeby zniknęła cała, trzeba w trakcie usuwać kwas albo dodać drożdże Kluyveromyces, którym kwas nie przeszkadza. Fermentacja mlekowa nie zmniejsza szkodliwości serwatki dla środowiska.

Dlaczego fermentacja serwatki staje

Bakterie mlekowe zamieniają laktozę w kwas mlekowy. Kwas obniża pH, a im niższe pH, tym wolniej bakterie pracują. Lactococcus lactis, główna bakteria kultur mezofilnych, rośnie najlepiej przy pH około 6,5, poniżej pH 5 wyraźnie zwalnia, a przy pH około 4,0 przestaje rosnąć. Pałeczki z kultur termofilnych znoszą bardziej kwaśne środowisko, ale też w końcu stają.

To nie jest wada kultury. Każda bakteria mlekowa sama się w ten sposób zatrzymuje, więc żadna „lepsza” kultura mlekowa nie przefermentuje serwatki do zera, dopóki kwas zostaje w płynie.

Ile cukru zostaje, widać po porównaniu serwatki słodkiej z kwaśną:

SkładnikSerwatka słodka (sery podpuszczkowe)Serwatka kwaśna (twaróg, sery kwasowe)
pH6–74,5–5,8
Laktoza46–52 g/l44–46 g/l
Białko6–10 g/l6–8 g/l
Tłuszcz5–6 g/l5–6 g/l
Składniki mineralne2,5–4 g/l4,3–7,2 g/l

Serwatka kwaśna przeszła już fermentację mlekową, a laktozy ma prawie tyle samo co słodka. Bakterie zużywają więc tylko niewielką część cukru, zanim kwas je zatrzyma.

Cztery sposoby na resztę laktozy

1. Drożdże Kluyveromyces

Zwykłe drożdże piekarskie i winiarskie (Saccharomyces cerevisiae) laktozy nie ruszają, bo nie mają enzymu, który ją rozcina. Drożdże Kluyveromyces marxianus go mają. Zamieniają laktozę w alkohol i dwutlenek węgla, w badaniach około 0,5 g alkoholu z 1 g laktozy, także w kwaśnej serwatce i bez regulowania pH. Najlepiej pracują w 30–35°C.

Czystej kultury tych drożdży do serwatki w polskich sklepach serowarskich nie znaleźliśmy. Są za to w kulturach kefirowych: K. marxianus mają KFB1/2 i microMilk Kefir KFB1. Drożdże zawierają też ziarna kefirowe. Ile laktozy taka kultura zużyje w serwatce, zależy od czasu i temperatury, i trzeba to sprawdzić w próbie.

Napoje fermentowane zrobione w domu na własny użytek są zwolnione z akcyzy. Domowa destylacja alkoholu jest w Polsce nielegalna, także na własny użytek (uchwała Sądu Najwyższego z 30.11.2004, I KZP 23/04).

2. Zobojętnianie kwasu w trakcie fermentacji

Jeśli w trakcie fermentacji dodawać zasadę, na przykład węglan wapnia, pH nie spada i bakterie mlekowe pracują dalej, aż skończy się cukier. Tak przemysł robi kwas mlekowy z serwatki. Produktem jest jednak mleczan wapnia, a nie kwaśna serwatka, a w domu trudno to kontrolować.

3. Laktaza

Enzym laktaza rozkłada laktozę na glukozę i galaktozę. Cukier nie znika, serwatka robi się słodsza, ale nie ma w niej laktozy. Tak powstają produkty mleczne „bez laktozy”. Główny Inspektorat Sanitarny zaleca, żeby tak oznaczać tylko produkty, które mają najwyżej 10 mg laktozy na 100 g.

4. Biogazownia

W biogazowni bakterie rozkładają laktozę do metanu i dwutlenku węgla. Serwatka jest wprost na urzędowej liście substratów biogazowni rolniczej.

Napój z serwatki bez cukru: w co zamienia się cukier

Fermentacja nie usuwa cukru, tylko go zamienia. Drożdże robią z niego alkohol, bakterie mlekowe kwas mlekowy (i same się nim zatrzymują), a bakterie octowe zamieniają alkohol w kwas octowy. Napoju bez cukru, bez alkoholu i bez mocnego kwasu sama fermentacja nie da.

Ile alkoholu? Serwatka ma 44–52 g laktozy w litrze, a drożdże Kluyveromyces marxianus robią około 0,5 g alkoholu z 1 g laktozy. Po pełnej fermentacji to 22–26 g alkoholu w litrze, czyli około 3%, mniej więcej tyle co lekkie piwo. W Polsce napój powyżej 0,5% alkoholu jest napojem alkoholowym. Do własnego picia można, sprzedaż wymaga akcyzy i zezwoleń, a każdy napój na sprzedaż także rejestracji w sanepidzie.

Czy najpierw laktaza? To nic nie ułatwia. Laktaza rozkłada laktozę na glukozę i galaktozę, ale te cukry i tak trzeba przefermentować. Drożdże piwne i winiarskie (Saccharomyces cerevisiae) zjadają galaktozę dopiero po glukozie i wolniej, różnie zależnie od szczepu, więc część może zostać. Większość szczepów Streptococcus thermophilus, głównej bakterii kultur jogurtowych, galaktozy nie używa i wydziela ją do produktu. K. marxianus rozkłada laktozę i fermentuje oba cukry sam, więc to prostsza droga.

Skąd wziąć K. marxianus? Czyste kultury drożdży przemysłowych prowadzi Kolekcja Kultur Drobnoustrojów Przemysłowych (KKP) w Instytucie Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego w Warszawie: trzeba zapytać, czy ma ten gatunek. Są też zagraniczne kolekcje kultur. Na próbę wystarczą kultury kefirowe z tymi drożdżami, ale wtedy wyjdzie napój podobny do kefiru, kwaśny i lekko alkoholowy. Ile cukru zostanie, pokaże dopiero badanie w laboratorium.

Fermentacja mlekowa nie oczyszcza serwatki

Serwatka szkodzi wodom, bo bakterie rozkładające jej cukier zużywają tlen. Ma BZT (biologiczne zapotrzebowanie na tlen) 27–60 g/l, a ścieki miejskie około 0,2 g/l, czyli serwatka obciąża wodę 135–300 razy mocniej. Ponad 90% tego ładunku pochodzi z laktozy.

Fermentacja mlekowa tego nie zmienia. Z 1 g laktozy powstaje 1,05 g kwasu mlekowego, a do jego rozłożenia potrzeba tyle samo tlenu co do rozłożenia laktozy. Cukier zamienia się w kwas, a ładunek zostaje.

Obciążenie maleje dopiero wtedy, gdy węgiel opuszcza płyn jako gaz, czyli w biogazowni, albo gdy serwatkę się zużywa: jako paszę, na ricottę albo w przetwórni.

Co chcesz osiągnąć i czym

CelSposób
Napójkultura kefirowa albo ziarna kefirowe: KFB1/2, microMilk Kefir KFB1, grzybek kefirowy
Napój bez cukrudrożdże Kluyveromyces marxianus; wyjdzie około 3% alkoholu, czyli napój alkoholowy
Alkoholdrożdże Kluyveromyces marxianus; destylacja w domu jest w Polsce nielegalna
Kwas mlekowy, mleczanbakterie mlekowe i zobojętnianie kwasu w trakcie fermentacji
Paszawystarczy częściowe ukwaszenie, patrz serwatka dla zwierząt
Ricottato nie fermentacja, tylko temperatura i kwas, i tylko z serwatki słodkiej: przepis na ricottę
Produkt bez laktozyenzym laktaza, nie fermentacja
Pozbycie się serwatkibiogazownia albo odbiorca, który ją zużyje

Najczęstsze pytania

Czy da się przefermentować całą laktozę w serwatce?

Tak, ale nie samymi bakteriami mlekowymi. Hamuje je kwas mlekowy, który same wytwarzają, więc stają, zanim zjedzą cukier. Całą laktozę zużyją drożdże Kluyveromyces marxianus, którym kwas nie przeszkadza, albo bakterie mlekowe, jeśli w trakcie fermentacji zobojętnia się kwas, na przykład węglanem wapnia. W pierwszym przypadku powstaje alkohol, w drugim mleczan wapnia.

Ile laktozy zostaje w serwatce po ukwaszeniu?

Większość. Serwatka kwaśna z twarogu i serów kwasowych przeszła już fermentację mlekową, a ma jeszcze 44–46 g laktozy w litrze. Słodka serwatka po serach podpuszczkowych ma 46–52 g. Bakterie zużywają więc tylko niewielką część cukru, zanim kwas je zatrzyma.

Dlaczego zwykłe drożdże nie fermentują serwatki?

Drożdże piekarskie, winiarskie i gorzelnicze (Saccharomyces cerevisiae) nie mają enzymu, który rozcina laktozę na glukozę i galaktozę, więc laktozy nie ruszają. Ten enzym mają drożdże Kluyveromyces marxianus. Występują w kulturach kefirowych i w ziarnach kefirowych.

Czy kultura kefirowa zużyje laktozę w serwatce?

Część na pewno, bo kultury kefirowe zawierają drożdże Kluyveromyces marxianus, które rozkładają laktozę. Ile, zależy od kultury, czasu i temperatury; drożdże najlepiej pracują w 30–35°C. Nie znaleźliśmy pomiarów dla kultur dostępnych w Polsce, więc trzeba to sprawdzić w próbie.

Czy przefermentowana serwatka jest bez laktozy?

Nie wiadomo bez badania laboratoryjnego. Główny Inspektorat Sanitarny zaleca oznaczać jako „bez laktozy” tylko produkty, które mają najwyżej 10 mg laktozy na 100 g. Produkty bez laktozy robi się zwykle enzymem laktazą, który rozkłada laktozę na glukozę i galaktozę, a nie fermentacją.

Czy fermentacja zmniejsza szkodliwość serwatki dla środowiska?

Fermentacja mlekowa nie. Z 1 g laktozy powstaje 1,05 g kwasu mlekowego, a do jego rozłożenia w wodzie potrzeba tyle samo tlenu co do rozłożenia laktozy. Obciążenie maleje dopiero wtedy, gdy węgiel opuszcza płyn jako gaz, czyli w biogazowni, albo gdy serwatkę się zużywa: jako paszę, na ricottę albo w przetwórni. Serwatka ma BZT 27–60 g/l, a ścieki miejskie około 0,2 g/l.

Ile alkoholu będzie miała przefermentowana serwatka?

Około 3%, mniej więcej tyle co lekkie piwo, jeśli drożdże zużyją całą laktozę. Serwatka ma 44–52 g laktozy w litrze, a drożdże Kluyveromyces marxianus robią około 0,5 g alkoholu z 1 g laktozy, czyli 22–26 g alkoholu w litrze. W Polsce napój powyżej 0,5% alkoholu jest napojem alkoholowym: do własnego picia można, sprzedaż wymaga akcyzy i zezwoleń.

Czy laktaza przed fermentacją pomaga zrobić napój bez cukru?

Nie. Laktaza rozkłada laktozę na glukozę i galaktozę, ale te cukry i tak trzeba potem przefermentować. Drożdże piwne i winiarskie zjadają galaktozę dopiero po glukozie i wolniej, więc część może zostać. Większość szczepów Streptococcus thermophilus z kultur jogurtowych galaktozy nie używa i wydziela ją do produktu. Drożdże Kluyveromyces marxianus rozkładają laktozę i fermentują oba cukry same.

Gdzie kupić drożdże Kluyveromyces marxianus?

W polskich sklepach serowarskich czystej kultury nie znaleźliśmy. Czyste kultury drożdży przemysłowych prowadzi Kolekcja Kultur Drobnoustrojów Przemysłowych (KKP) w Instytucie Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego w Warszawie: trzeba zapytać, czy ma ten gatunek. Są też zagraniczne kolekcje kultur. Na próbę wystarczą kultury kefirowe, które ten gatunek zawierają, na przykład KFB1/2 albo microMilk Kefir KFB1.

Zobacz też

Źródła

Stosunek BZT, bilans tlenu dla laktozy i kwasu mlekowego oraz zawartość alkoholu po pełnej fermentacji to nasze wyliczenia z liczb podanych w źródłach.

Ostatnia zmiana treści: . Stronę uzupełniamy, gdy pojawiają się nowe badania, zmiany przepisów albo dane od producentów, więc powołując się na nią, warto sprawdzić bieżącą wersję.