В статье мы расскажем:
- О термообработке молока термизацией
- Режимы пастеризации молока
- Об эффективности пастеризации молока
- О влиянии пастеризации на свойства молока
- О стерилизации молока
Виды термообработки молока отличаются методологией процесса и качеством конечного продукта. Всем известный и самый простой способ термической обработки – кипячение. А, например, стерилизация используется для подготовки молочного сырья к дальнейшей переработке.
Из нашего материала вы узнаете о деталях процесса обработки, используемом на производстве оборудовании, сохраняемых молоком свойствах после термообработки и других не менее важных нюансах.
Термообработка молока термизацией
Термизация представляет собой тепловую обработку молока, при которой используются более мягкие режимы, чем в процессе пастеризации. По Казалису, сырье должно нагреваться до +57…+68 °C на 15 секунд, однако чаще всего применяют температуру +63…+65 °C в течение 10–20 секунд. Данный вид термообработки молока позволяет регулировать микробиологические и технологические процессы при изготовлении сыра и не является заменой пастеризации. Но отказаться от последней можно только в некоторых ситуациях, когда помимо термизации применяются другие способы борьбы с патогенной микрофлорой.
В процессе обработки молоко проходит через такие узлы системы:
- Воздухоотделитель.
- Фильтр.
- Счетчик молока.
- Танк промежуточного хранения.
- Непосредственно система термизации и охлаждения либо только охлаждения.
- Танк для хранения.
Данный вид термообработки используется для:
- сырого молока с целью подавления общей микрофлоры, включая психротрофную, чтобы дольше хранить сырье до конечного этапа приготовления;
- сквашенного сгустка, что позволяет увеличить выход продукта и подавить микрофлору;
- продуктов переработки молока, за счет чего продлевается срок годности.
Пакет документов для скачивания от
основателя
С января 2021 года запускается система маркировки молочных товаров, и с 1 мая 2021 года она становится обязательной. Как производителям, так и тем, кто занимается реализацией данного вида продукции, придется внести в свою работу некоторые поправки.
Именно поэтому мы сделали подборку самых полезных документов о маркировке молочной продукции Вам в помощь. Это бесплатно. Скачивайте и пользуйтесь уже сегодня!
-
Требования по дизайну маркировки молочной продукции Схема взаимодействия с типографией, рекомендации по дизайн-макету, пример упаковки
-
11 важных вопросов
«О маркировке» Параметры кода маркировки, как он может изменяться, нанесение КМ на упаковку -
Маркировка молочной продукции по шагам Структура кода маркировки, кода идентификации групповой упаковки молочной продукции
-
Постановление Правительства РФ от 15 декабря 2020 г. № 2099 Об утверждении Правил маркировки средствами идентификации и особенностях внедрения
Таблица показывает, как термизация влияет на долю микроорганизмов в молоке, понижая их содержание в 5–100 раз. В первом и втором образцах количество психротрофов через 4 суток хранения при +7 °С не превышает допустимого уровня. Третий образец изначально отличается высокой общей бактериальной обсемененностью, но после обработки показатель стал близок к данному уровню при хранении в течение 3 суток.
За счет термизации понижается активность щелочной фосфатазы на 7–45 %, тогда как другие энзимы молока малочувствительны к данному виду термообработки. При отказе от пастеризации в пользу термизации при +65…+70 °C удается сократить время сычужного свертывания молока во время изготовления твердых сыров на 2–10 %. Кроме того, быстрее происходит созревание, повышается качество сыра. Особенно такой процесс положительно отражается на процессе производства в зимнее время. Специалисты называют использование пастеризации одной из ключевых причин, по которой сыры имеют слабовыраженный вкус.
Однако нужно понимать, что при наблюдающемся росте пищевых отравлений по всему миру термизация способна заменить пастеризацию только при сочетании сразу ряда факторов. Так, молоко должно быть высокого бактериального качества, на производстве важно обеспечить отличные гигиенические условия приготовления сыра. Кроме того, требуются высокие температуры II нагревания и достаточно продолжительное созревание сыров. Стоит оговориться, что правило не распространяется на приготовление мягких сортов сыра, у которых при долгом созревании сильно повышается уровень pH.
Термизация сопровождается загрязнением пастеризатора термофильным стрептококком, провоцирующим пороки твердых сыров с низкими температурами II нагревания.
Режимы пастеризации молока
Предприятия-производители молочных продуктов используют следующие режимы пастеризации:
- Длительная – требует нагрева до +63…+65 °C в течение получаса. Для этого используются ванны длительной пастеризации, танки универсальные. Правда, несмотря на большую продолжительность данного вида обработки молока, погибает не вся микрофлора.
- Кратковременная – происходит при +76…+78 °C и предполагает выдержку 20 секунд. В качестве оборудования выступают пластинчатые пастеризационно-охладительные установки. Весь процесс протекает в потоке без доступа воздуха, при этом в молоке сохраняются полезные вещества.
- Моментальная – предполагает использование температуры +85…+87 °C без выдержки, осуществляется в трубчатых пастеризаторах. Минусом этого подхода является отсутствие секции регенерации.
Выбирая производственный режим пастеризации, учитывают необходимость уничтожения опасной микрофлоры и особенности производства конкретного продукта. Допустим, при изготовлении сычужных сыров допускается данный вид термообработки молока при +72…+76 °C. Таким образом избегают денатурации и перехода сывороточных белков в сырную массу. Тогда как производство кисломолочных продуктов требует более высоких температур в пределах +95 °C. Это нужно, чтобы оказать тепловое воздействие на белковую систему сырья и добиться хорошей консистенции готовой продукции.
Высокое содержание жира и сухих веществ, например, в сливках, смесях для мороженого, приводит к повышению сопротивляемости микроорганизмов тепловой обработке. Дело в том, что жировые и белковые вещества играют роль защиты для микробных клеток. А значит, продукты с повышенным содержанием жира и сухих веществ должны пастеризоваться при более высоких температурах – обычно показатель повышают на 10–15 %. В результате при пастеризации сливок для изготовления масла полностью разрушаются ферменты, приводящие к порче продукта.
Пастеризация в нужной степени инактивирует микрофлору, после чего молоко обычно охлаждают по нескольким причинам:
- Вместе с бактериями из-за высоких температур разрушается естественная антибактериальная система. Поэтому приходится использовать искусственные способы защиты от оставшихся микроорганизмов.
- В обработанный продукт не должна попасть вторичная микрофлора, которая постепенно адаптируется к условиям эксплуатации оборудования для данного вида термообработки молока. Она активно развивается в местах, где затруднена механизированная мойка и дезинфекция – обычно это происходит под резиновыми прокладками.
- Молоко важно защитить от размножения в нем патогенных форм микроорганизмов. Заражение последними может произойти уже после пастеризации через воздух, персонал, некачественно обработанные элементы оборудования.
Эффективность пастеризации молока
Эффективность данного способа обработки зависит в первую очередь от используемой температуры и времени воздействия на сырье.
Благодаря проведенным исследованиям, удалось установить зависимость необходимого времени выдержки (z) от температуры нагрева (t).
lnz = 36,84 - 0,48t (30)
За счет использования данной схемы, при пастеризации происходит дезактивация туберкулезной и кишечной палочки. На основании необходимой температуры по этой формуле вычисляют продолжительность воздействия.
Также эффективность данного вида термообработки молока сопряжена с несколькими второстепенными факторами:
- Степень обсемененности. При пастеризации остается некоторое количество микроорганизмов в пределах десятых, даже сотых долей процента от присутствовавшего количества. А значит, чем выше первоначальный показатель, тем больше бактерий сохраняется после теплового воздействия. Речь идет преимущественно о термофильных организмах, развитие которых в готовом к продаже молоке является нежелательным.
- Возраст бактериальной клетки. Чувствительность бактериальной клетки к высоким температурам непосредственно зависит от ее возраста. Клетки, сформировавшиеся незадолго до пастеризации, погибают быстрее. Значит, лучше избегать долгого хранения даже охлажденного продукта.
- Механическая загрязненность молока. В частичках механической примеси, слизи содержится немало бактерий. Поскольку они прогреваются хуже, чем само сырье, перед пастеризацией обязательно используется этап очистки.
- Период получения молока. Условия содержания поголовья также влияют на стойкость микроорганизмов к действию высоких температур. В пастбищный период в молоке после данного вида термообработки остается в 3–5 раз меньше микроорганизмов, чем в стойловый период.
- Состав продукта. Большая доля жиров, сухих веществ в продукте приводит к повышенной устойчивости микроорганизмов к нагреву. Чтобы добиться необходимого эффекта, температуру обработки повышают на 8–10 градусов либо допускается большая продолжительность выдержки.
- Кислотность молока и его вспенивание. Пастеризация производится при кислотности до 22 °Т, ведь при превышении данного показателя белки молока начинают свертываться из-за тепла, а на греющей поверхности пастеризатора появляется слой пригара. В результате снижается теплопроводность через греющую поверхность, что негативно отражается на результате термообработки.
Если происходит активное пенообразование, содержащиеся в пене микроорганизмы не уничтожаются, поскольку не удается обеспечить достаточный прогрев вспененной массы. Иными словами, эффективность пастеризации также снижается.
Влияние пастеризации на свойства молока
Пастеризация сказывается на физико-химических, биохимических характеристиках и составе продукта. При этом действует правило: чем выше эффективность обработки, тем сильнее перемены в свойствах молока.
Самые значительные изменения происходят с белковой системой и ее структурой. Но это во многом зависит от активной кислотности молока.
Самыми чувствительными к повышению температуры считаются сывороточные белки. Они практически полностью денатурируются при +100 °C. Далее происходит их частичное осаждение на греющих поверхностях, а оставшаяся часть сохраняется в молоке в денатурированном состоянии. Из-за образования сульфгидрильных (-SН) групп серосодержащих аминокислот у молока появляется ореховый привкус.
Большинство видов термообработки молока влияют на казеин. Нагревание до +100 °C провоцирует частичное комплексообразование казеина и сывороточных белков. Аналогичный процесс происходит между a-, b-, g-формами данного белка, что изменяет способность продукта к кислотному и сычужному свертыванию. За счет коагуляции казеина из нагретого до +100 °C сырья повышается степень использования белков молока, так как происходит осаждение казеина и денатурированных сывороточных белков.
Соли молока изменяются при +95 °C, что особенно заметно в случае долгого выдерживания при высоких температурах. В результате фосфорнокислые и лимоннокислые кальциевые соли переходят из растворимого состояния в нерастворимое, вызывая появление молочного камня на стенках теплообменников. Немаловажно, что при этом понижается питательная ценность продукта, изменяется качественное состояние его солей – об этом факторе стоит помнить при изготовлении творога и сыров.
Нагревание до +100 °C почти не меняет свойства молочного сахара. Однако при дальнейшем повышении температуры и длительной выдержке происходит его разложение, из-за чего увеличивается кислотность молока.
В результате термообработки при высоких температурах в течение большого отрезка времени молоко меняет цвет с белого на кремовый, приобретая топленый вкус. С технологической точки зрения, все это – последствия реакции Майяра: взаимодействие молочных белков и лактозы приводит к формированию комплексных соединений (меланоидинов). При изготовлении ряженки, топленого молока происходит намеренное ускорение их образования, что влияет на цвет и вкус. Но у человека нет пищеварительных ферментов, чтобы разрушать эти вещества, поэтому они не усваиваются.
Разные виды термообработки также отражаются на жирах, содержащихся в молоке. Небольшое повышение температуры приводит к тому, что внутри защитных оболочек начинает плавиться жир, при +61 °C наблюдаются изменения их белковой части. В результате происходит уменьшение отстоя сливок. При +100 °C возможно разрушение оболочек жировых шариков, а значит, образование свободного молочного жира.
При тепловой обработке изменения затрагивают витаминный состав продукта, что наиболее заметно в случае использования высоких температур в течение большого промежутка времени. Также на составе молока отражается его контакт с кислородом воздуха. Обычные режимы пастеризации приводят к потере до 12 % витаминов, тогда как в случае применения высокотемпературной обработки данный показатель доходит до 40 %.
Ферменты при +60 °C разрушаются незначительно. Но при большем нагреве уничтожается преимущественное количество ферментов, а именно липаза, фосфатаза и пероксидаза.
После пастеризации в молоке присутствует остаточная микрофлора, характер которой непосредственно связан с использованной технологией обработки. Так, после нагрева до +85 °C без выдержки в молоке содержатся термоустойчивые молочнокислые палочки и бактериальные споры. Кратковременная и длительная пастеризация позволяет получить остаточную микрофлору в виде термофильных молочнокислых стрептококков и палочек, энтерококков, микрококков, бактериальных спор, бактериофагов.
Стерилизация молока
Существуют такие виды стерилизации, используемой в качестве термообработки молока: химическая, механическая, радиоактивная, электрическая, тепловая. Последний подход зарекомендовал себя как самый надежный и экономически выгодный. Его смысл – в тепловой обработке сырья для уничтожения вегетативных форм микроорганизмов, спор, инактивации ферментов. При этом происходит минимальное изменение вкусовых качеств продукта, цвета и питательности. Конкретная температура и продолжительность воздействия зависят от объема и вида содержащейся в сырье микрофлоры.
Нужно понимать, что процесс изготовления стерилизованного молока во многом связан с качеством исходного продукта, его способностью переносить высокие температуры, содержанием бактерий. Режим, используемый при данном виде обработки молока, подбирается в соответствии с количеством и типом спорообразующей микрофлоры. При этом учитывают термоустойчивость молока, то есть возможность обрабатывать его высокой температурой без последующей свертываемости белков.
