Subprodus rezultat din fabricarea branzeturilor, ca urmare a coagularii cu cheag prin acidifiere naturala, obtinut al fabricarii cazeinei si a coprecipitatelor proteice, zerul se prezinta ca un lichid de culoare verde-galbui si contine mici cantitati de grasime insotite de acizi organici. In functie de sursa obtinerii, putem vorbi despre zer dulce, zer rezultat din coagularea cu cheag a laptelui sau zer acid, obtinut din coagularea bacteriilor lactice si/sau acizilor minerali.
Compozitia chimica a zerului variaza in functie de structura materiei prime din care provine si de procesul tehnologic utilizat la fabricarea branzeturilor/cazeinei. Valorificarea zerului prin procedee conventionale se realizeaza indeosebi pentru obtinerea unor produse destinate alimentatiei umane. Zerul reprezinta aproximativ 85-90% din volumul laptelui utilizat pentru transformarea in branzeturi fermentate si contine aproximativ 55% din substanta uscata a laptelui. Se gasesc astfel in zer, intr-o proportie mai mare decat in lapte, proteine solubile, substante minerale si minerale hidrosolubile. Din peste 10 milioane tone de branzeturi, fabricate la nivel mondial, rezulta circa 8,5 milioane tone de zer. La aceasta cantitate se adauga zerul ramas din fabricarea cazeinei si produselor derivate (cazeinati, coprecipitate proteice). In plus, la separarea proteinelor din lapte prin membrane, rezulta un produs denumit permeat sau ultrafiltrat, cu o compozitie asemanatoare zerului.
Global, la limita jumatatii de norma
Pentru alimentatia umana sau pentru furajarea animalelor, este folosita aproximativ 50% din cantitatea de zer din intreaga lume. Unele tari se impotmolesc in costul ridicat al tratamentului zerului, in statii de epurare costisitoare, ajungand sa practice irigarea cu zer a pasunilor si a terenurilor agricole sau – pur si simplu – sa deverseze surplusul in oceane sau in cursurile apelor curgatoare.
Evacuarea in mediul inconjurator pune serioase probleme de poluare, accentuate de faptul ca un litru de zer are un consum biochimic de oxigen (CBO) de 50.000 mg/litru. Pentru comparatie: un afluent evacuat din centrele orasenesti are un CBO de aproximativ 300 mg/litru. Utilizarea ca ingrasamant a zerului poate prezenta avantaje, la inceput, dar – in timp – mineralizarea progresiva a solului duce la dificultati incurative pentru unele plante.
Cea mai rationala si profitabila forma de valorificare a zerului este indrumarea sa catre alimentatia umana si catre furajare (acolo unde legislatia permite). Pentru a fi folosit in aceasta zona economica, zerul trebuie concentrat sau fractionat pentru utilizarea de alimente cu valoare nutritiva ridicata sau ca si component in retetele acestora. Dar numai in conditiile existentei unui sistem de colectare centralizata, pentru zerul lichid sau partial concentrat, putem vorbi despre prelucrare economica, incat instalatiile de uscare/concentrare/fractionare sa trateze cantitati importante.
La nivel mondial, se dovedeste deocamdata o piedica rezolvarea problemelor tehnice si tehnologice ce ar putea creste productia de zer fractionat, sub forma de praf sau concentrata. Se obtine, totusi, in prezent, zer acid, nehigroscopic, extrem de dispersabil, avand multiple utilizari in industria alimentara. Procedeele de separare prin membrana cu ultrarafinare, osmoza inversa, electrodializa sau gelfiltrare au fost aplicate inclusiv la tratarea zerului din instalatiile industriale de mare capacitate.
Sunt totusi exploatate, in numeroase tari, unitati de ultrafiltrare care prelucreaza peste 200.000 de litri de zer pe zi, in super-linii productive alocate permeatelor si produselor pentru alimentatia sugarilor. Procedeele s-au extins, urmare a consumului energetic vizibil redus fata de metodele traditionale de prelucrare, in conditiile obtinerii proteinelor intr-o forma denaturata, la temperaturi de lucru ce nu depasesc 50-55 de grade Celsius.
Au fost obtinute, pe de alta parte, membrane de ultrafiltrare, disponibile pentru lucrul in limite extinse de temperatura. Remarcabila este considerata si aplicarea oxidului de zirconiu pe un suport de carbon, sistem deosebit de stabil la stres mecanic si temperaturi de pana la 400 de grade Celsius. Deja folosit pentru lapte si zer, dezinfectarea membranelor se efectueaza astfel fara implicarea unor operatii suplimentare.
Putin diferit, in practica inconjuratoare
In Romania, temeiurile conform carora folosirea zerului brut ca furaj sau in alimentatia umana nu prizeaza hotarat, cererea fiind determinata indeosebi de considerente ce tin de lipsa de promovare-informare a beneficiarilor potentiali. E drept, cantitatile de zer ce pot fi colectate in prezent sunt prea mici, comparativ cu cele furnizate de marile fabrici de branzeturi existente in vest sau cu apusele noastre mari intreprinderi ale economiei centralizate.
Desi un subprodus cu valoare nutritiv-energetica ridicata, recomandat in multe tari, pe retete medicale, in cazul nefritelor cronice cu tendinte uremice si a altor afectiuni cronice, nu este acceptat de consumatorii meleagurilor noastre, in ciuda recomandarilor medicale primare sau de specialitate. Privind din unghiul producatorului, nu trebuie ocolita perisabilitatea zerului, asemanatoare laptelui, care implica eforturi costisitoare pentru depozitare si transport frigorific.
Datorita intolerantei la lactoza, manifestata de un numar insemnat de persoane, zerul ca atare nu poate fi utilizat ca sursa de proteine, singura solutie fiind separarea proteinelor din zer sub forma unor concentrate proteice. Procedeele moderne de valorificare a zerului realizeaza fractionarea substantei uscate, prin separarea proteinelor. Separarea proteinelor din zer prezinta un interes aparte, atat datorita valorii nutritive ridicate, cat si proprietatilor functionale variate ale acestora.
Proprietatile proteinelor zerului depind, in mare masura, de metoda separarii. In Romania, prelucrarea zerului constientizeaza determinarea denaturarii acestuia datorita incalzirii la temperaturi ridicate si valorilor extreme ale pH care, impreuna cu prelucrarile mecanice necontrolate, duc la reducerea proprietatilor functionale ale proteinelor native si – in consecinta – a domeniilor de utilizare.
Zerul concentrat
Se supune concentrarii zerul dulce, proaspat, degresat, aciditate submedie. Concentrarea se face in raport de 1:3 pana la 1:12 din volumul initial. Pe masura concentrarii zerului, consistenta sa parcurge mai multe etape, de la consistenta siropoasa pana la cea asemanatoare mierii ingrasate, iar culoarea se schimba, intre alb si galben-verzui. Gradul de concentrare a zerului poate fi marit, pana la obtinerea zerului solid, cu conservabilitate mare.
Tot din concentrat se obtine zerul gelificat, prin concentrarea zerului la 30-60% substanta uscata si tratare cu 8-32% lactat de calciu. Concentrarea zerului se realizeaza prin mai multe efecte subvacuum, pana la 60-65% substanta uscata, ajungandu-se uneori la un procent de 70-75%. Concentrarea zerului influenteaza randamentul in lactoza, aceasta fiind de 65%, cand se pleaca de la zer neproteinizat si de 75%, cand se pleaca de la zer deproteinizat.
Cristalizarea lactozei are loc atunci cand zerul a fost concentrat la suprasaturatie, indeosebi atunci cand sunt adaugati germeni de cristalizare. La cristalizarea lactozei se degaja caldura de cristalizare, care se transforma in faza lichida. Numarul si dimensiunile cristalelor cresc odata cu ridicarea gradului de suprasaturare, temperatura si durata de monitorizare a cristalizarii fiind permanent sub control
Separarea de melasa a cristalelor de lactoza se face intr-o centrifuga fiind folosite, de regula, doua centrifuge orizontale. Dupa separare si spalarea cristalelor de lactoza cu apa calda, urmeaza uscarea acesteia la temperatura de 70-90 de grade Celsius. Temperatura de uscare nu trebuie sa depaseasca 93 de grade, iar timpul de uscare nu trebuie sa fie prea scurt.
Zerul praf reprezinta una dintre cele mai cunoscute forme uscate de prezentare comerciala, de cerere mai mare bucurandu-se zerul praf obtinut din zer integral, cel obtinut din zer demineralizat si produsul zerului delactozat si demineralizat.
Cum il intampinam, ce ne ofera?
Pentru obtinerea biomasei din zer se folosesc frecvent Kluyveromices lactis si Kluyveromices fragilis, lactoza din zer constituind substratul de bioconversie. Se utilizeaza unzer deproteinizat prin precipitare sau ultrafiltrare. Zerul deproteinizat este pasteurizat, iar continutul sau in lactoza este strict ajustat, in mod automat.
Pregatirea substratului pentru fermentare implica suplimentarea zerului cu azot mineral si oligoelemente, ajustarea pH-ului. Fermentatia este condusa in conditii riguroase de pH, temperatura si aerarea controlata asigurand o productie maxima de biomasa. Produsul finit este bogat in vitamine, masa de drojdii poseda o buna capacitate de adeziune si retinere a apei, biomasa de drojdii uscate se remarca prin prezenta acidului ascorbic, continutului ridicat de acid glutamic si derivati ai acizilor nucleici.
Zerul reprezinta o materie prima valoroasa, prin a carei fermentare se obtin o serie de metaboliti, dintre care se remarca:
1. Alcoolul etilic din zer, pentru a carui productie se utilizeaza drojdiile Kluyveromices fragilis si Kandida pseudotropicales. Zerul destinat fermentatiei alcoolice este degresat prin centrifugare si adus la pH 4.5 cu acid sulfuric, incalzit prin fierbere si clarificat prin centrifugare/filtrare.
2. Acidul lactic, obtinut prin fermentarea zerului cu producere de lactate de calciu, urmata de purificarea lactatului de calciu si conversia lactatului de calciu in acid lactic. Zerul este insamantat cu o cultura de L. bulgaricus si si micodermain, in proportie de 10-12%.
3. Metanul poate fi rezultatul fermentatiei metanice, realizata pe zerul acidifiat anterior prin fermentatie lactica, pentru metan utilizandu-se bacterii aerobe specifice. Procedeul produce mari cantitati de sediment si un efluent poluant de peste 2.000 g/l CBO, ceea ce implica un tratament suplimentar pentru epurare.
4. Acidul acetic este obtinut prin transformarea acoolului etilic rezultat din zer. In acest scop, distilatul brut de alcool este adus la 13% alcool in volume, amestecat cu putin must de malt si supus fermentatiei acetice cu bacterii acetice din vin. Acidul acetic poate fi obtinut si direct din zerul degresat, dupa deproteinizarea lactozei.
5. Smantana din zer este folosita la fabricarea inghetatei sau la obtinerea untului. Zerul rezultat de la fabricarea branzeturilor contine pana la 1% grasime si poate fi degresat, iar smantana astfel obtinuta poate avea un continut de 40-45% grasime. Dupa obtinere, smantana se dilueaza cu apa, in raport de 1:6, se incalzeste la 45 de grade Celsius si se smantaneste din nou, obtinandu-se smantana spalata cu un procent de 40-45% grasime.
6. Urda se poate obtine prin incalzirea si mentinerea zerului la 80 de grade Celsius, cand se precipita proteinele serice acumulate la suprafata serului, de unde se colecteaza intr-o sedila, in care (dupa scurgerea zerului) se formeaza casul, prin autopresare. Urda se prepara din zer provenit de la fabricarea branzeturilor din lapte de vaca sau oaie. Urda proaspata se prezinta ca o pasta omogena, avand un continut de 45-60% apa.
7. Ricotta (la noi, Jitnita) este o urda sarata, obtinuta prin incalzire la 70-72 de grade Celsius, cu adaos de acid acetic sau zeama de lamaie. Casul obtinut se sareaza si se zvanta in plasa textila, depozitat in spatii racoroase, bine ventilate, cu pana la 38% umiditate.
8. Bauturile fermentate pot fi (ne)alcoolice, obtinute din zer neproteinizat, 
cu continut de proteine. Se remarca: Rivella, obtinuta prin fermentarea zerului deproteinizat cu bacterii lactice, avand 9,7% substanta uscata, 0,125% azot si pH 3,7, Lactovit, tot un rezultat al fermentarii zerului deproteinizat, cu 1% drojdie de panificatie la 25 de grade Celsius, pana la acidifiere. Colorat cu caramel, aromatizat si imbuteliat, este pastrat la 8 grade Celsius, Milone, un produs obtinut din zer fermentat cu kefiran, pana la 1% acid lactic. Familia bauturilor obtinute din zer este evidentiata pe piata si prin Cvas, Whevit, Berea din zer, Vinul din zer sau Sherry din zer deproteinizat.
Zerul face obiectul a numeroase studii si cercetari, nu numai in tarile cu productie mare de lapte. Ultimele doua decenii au scos la iveala descoperirea cercetatorului canadian dr. T.J. Ellison, care a demonstrat efectul zerului in scaderea colesterolului, in stimularea de celule imunitare de tip T, stoparea evolutiei tumorilor, favorizarea cresterii masei musculare in detrimentul tesutului adipos. De la publicarea primelor studii, in 1991, tot mai multe colective de cercetare si-au concentrat activitatea asupra efectelor zerului si ale extractului proteic din zer, existent in urda preparata de secole, doar in Corsica si Romania.