Способы обработки молочных консервов
Виды молочных консервов и применяемое сырье
Наряду с традиционными продуктами консервирования цельного молока в последние годы широкое распространение получило также консервирование обезжиренного молока, пахты и сыворотки. В настоящее время организовано промышленное производство сгущенных и сухих концентратов обезжиренного молока, пахты, сыворотки, заменителей цельного молока для выпаивания молодняка сельскохозяйственных животных, а также производство сухих детских и диетических молочных продуктов.
При необходимости многочисленные продукты консервирования цельного молока и других видов молочного сырья систематизируют (классифицируют) по тем или иным признакам
Особенностью технологии производства продуктов, приведенных в табл. 11.2, является концентрирование сгущением или сгущением и сушкой молока цельного и других видов молочного сырья. Концентрирование проводят без разделения на составные части. В процессе концентрирования удаляется только вода. Отличительной особенностью технологии продуктов консервирования цельного молока и других видов молочного сырья является их обработка при возможно полном сохранении в обратимом состоянии. Молочные консервы как концентраты обладают высокой пищевой и биологической ценностью, удобны для фасования, упаковывания, длительного резервирования и дальних перевозок, легко восстанавливаются до исходного состояния при растворении в воде.
В зависимости от вида продукта в процессе консервирования подвергают обработке следующие виды молочного сырья: цельное молоко, обезжиренное молоко, пахту, сливки, сыворотку, их смеси. В качестве консервирующего средства или вкусового наполнителя используют сахарозу (сахар-песок). В целях обогащения продуктов вкусовыми наполнителями, белками, углеводами, минеральными компонентами, заменителями молочного жира, стабилизаторами, эмульгаторами, витаминами, защитными факторами применяют следующие материалы: какао-порошок, натуральный кофе, цикорий, сывороточные белковые концентраты, казецит, копреципитаты, муку для детского и диетического питания, толокно, лактозу, глюкозу, декстрин-мальтозу, лакто-лактулозу, крахмал, глицерофосфат железа, различные растительные масла, животные жиры, фосфатидные концентраты, лецитин, моноглицериды, набор витаминов, лизоцим, молочнокислые бактерии и др. Качество всех перечисленных видов сырья и материалов должно соответствовать требованиям стандартов.
Теоретические основы и принципы консервирования молока
Консервирование пищевых продуктов состоит в обработке их особыми способами для предохранения от порчи, вызываемой биохимическими и микробиологическими факторами при длительном хранении.
Главной причиной изменения пищевых продуктов в процессе хранения является жизнедеятельность микроорганизмов. Поэтому в основе всех способов консервирования лежат приемы, направленные на
- удаление микроорганизмов, ферментов;
- уничтожение микроорганизмов;
- подавление микроорганизмов путем создания неблагоприятных условий для их жизнедеятельности;
- инактивацию ферментов.
В основу консервирования пищевых продуктов положены четыре принципабиоз, ценоанабиоз, абиоз, анабиоз.
Метод консервирования по принципу биоза основан на естественном иммунитете живых организмов, сопротивляющихся воздействию микробов. Он используется при хранении молока в состоянии бактерицидной фазы. Для длительного хранения продуктов этот метод не пригоден.
Сущность ценоанабиоза состоит в замене естественной микрофлоры продукта иной микрофлорой. В молочной промышленности ценоанабиоз используют при производстве кисломолочных продуктов и творога.
Консервирование по принципу абиоза основано на полном уничтожении микроорганизмов, содержащихся в продукте. Это достигаётся различными физико–химическими воздействиями
- тепловой обработкой (стерилизация);
- холоднойобработкой (обеззараживание ультрафиолетовыми лучами, лазерными лучами, ультракороткими волнами, химическими веществами);
- механическими средствами (ультрафильтрация, бактериоотделение).
Консервирование с применением химических веществ основано на их реакции с протоплазмой бактериальной клетки. При этом происходит дегидратация, высаливание и свертывание белков, вследствие чего жизнедеятельность бактериальной клетки нарушается. К химическим консервантам относятся бензойная кислота и ее натриевая соль, борная, салициловая и другие кислоты. Однако подавляющее большинство консервантов небезвредно с санитарно–гигиенической точки зрения, поэтому не только их применение, но и содержание в пищевых продуктах строго ограничено. В молочно–консервной промышленности консервирование воздействием различных химических веществ не применяется. Используется низин для действия на споры, снижая их термоустойчивость; вместе с тепловой стерилизацией сорбиновая кислота и ее соли оказывают сильное бактерицидное действие на дрожжи и плесени.
Принцип анабиоза заключается в подавлении бактериальных процессов химическими или физическими средствами.
К химическим средствам относятся понижение рН–среды (ацидоанабиоз) и хранение при отсутствии кислорода (в вакууме, атмосфере углекислого газа, азота и других инертных газов). К физическим — охлаждение (психроанабиоз), замораживание (криоанабиоз), повышение осмотического давления (осмоанабиоз) и высушивание (ксероанабиоз).
Сохранение продуктов при изменении реакции среды (р1-1) основано на том, что большинство микроорганизмов развивается в нейтральной или слабощелочной среде, плесени и дрожжи — в слабокислой. При температуре, благоприятной для развития молочнокислых бактерий, образуется молочная кислота, которая угнетает жизнедеятельность гнилостных и некоторых других бактерий. На этом основано производство кисломолочных продуктов (простокваша, кефир, ацидофилин и др.).
В атмосфере инертных газов (углекислый газ, азот) с упаковыванием в герметическую тару в промышленных условиях хранят молочный жир, сухие молочные продукты, сухие детские и диетические молочные продукты.
При психроанабиозе (охлаждении) жизнедеятельность микроорганизмов полностью не подавляется. Более эффективен криоанабиоз (замораживание), который применяется для длительного хранения многих молочных продуктов (творог, сметана, масло). Методы охлаждения и замораживания как самостоятельные технологические приемы используются в молочно–консервной промышленности только в отношении молока–сырья.
Как видно, принцип анабиоза связан с воздействием на воду продуктов, от состояния и содержания которой зависит жизнедеятельность микрофлоры. На этом принципе основано производство всех видов молочных консервов (за исключением стерилизованных), а поэтому основы приемов обработки и параметры консервирования рассматриваются самостоятельно и более подробно.
Классификация продуктов консервирования молока, молочного сырья
Классифицировать продукты консервирования молока можно по разным признакам (таблица 1; 2). Наиболее полно сущности процесса производства отвечает систематизация по способам консервирования и связанным с ними приемам обработки.
Таблица 1 – Классификация продуктов консервирования молока и молочного сырья по принципам консервирования
Таблица 2 – Классификация продуктов консервирования молочного сырья по нормируемыми стандартами показателям их состава
На рисунках 1, 2 представлена классификация сгущенных и стерилизованных продуктов консервирования молока, молочного сырья и сухих молочных продуктов.
Рисунок 1 – Классификация сгущенных и стерилизованных продуктов консервирования молока, молочного сырья
Рисунок 2 – Классификация сухих молочных продуктов
Источник
Молоко для консервирования
По биологическому воздействию на микрофлору и ферменты в основу систематизации способов консервирования пищевых продуктов положены следующие физиологические процессы: биоз (наличие жизни), анабиоз (подавление жизни) и абиоз (отсутствие жизни).Консервирование молока основано на абиозе и анабиозе.
Для уничтожения микроорганизмов и инактивации ферментов (абиоз) отдельно или совместно могут быть использованы ультразвуковые колебания, ионизирующее излучение, антибиотики, химические вещества и тепловое воздействие. В результате применения этих способов происходит стерилизация пищевых продуктов, т. е. обеспложивание или гибель микроорганизмов. Стерилизация считается эффективной, если отмирают микроорганизмы как в вегетативной, так и споровой формах.
Впервые возможность разрушения клеточной структуры с помощью ультразвуковых колебаний была установлена в 1904 г. С 1927 г. ведутся систематические исследования по использованию этого явления для уничтожения микроорганизмов в пищевых продуктах, однако природа действия ультразвука до конца еще не раскрыта.
Ультразвуковые колебания воздействуют на микрофлору, составные части молока и в том числе на ферменты. Поэтому применять ультразвуковую обработку при консервировании молока следует при обязательном соблюдении оптимальных параметров, не вызывающих существенных химических, питательных и вкусовых изменений продукта.
В молочной промышленности осваиваются гидродинамические генераторы звуковых и ультразвуковых колебаний.
Гидродинамические вибраторы, работающие в бескавитационном режиме (при давлении не более 0,3 МПа), разрушают оболочки микроорганизмов, вызывают физиологические изменения в клетках, «расшатывают» компоненты клеточных структур.
Микробиологическая обсемененность молока уменьшается в 2-3 раза при незначительных энергетических затратах на его обработку.
При обработке молока ультразвуком следует иметь в виду, что чувствительность бактерий к звуковым волнам колеблется в больших пределах. Этим объясняется различная эффективность воздействия ультразвука на микрофлору, что обусловливает ограниченность практического использования его.
В производстве молочных консервов обработку молока ультразвуковыми колебаниями следует рассматривать как дополнительную меру воздействия на микрофлору, способствующую повышению эффективности основного приема консервирования.
Способ стерилизации ионизирующим излучением достаточно прост, не требует больших затрат электроэнергии. В зависимости от длины волн применяют коротковолновое, ультрафиолетовое и лазерное излучения.
На коротковолновые, ионизирующие излучения (менее 10 нм), характеризующиеся большой энергией квантов, разные виды микроорганизмов реагируют неодинаково. Ионизирующее излучение для консервирования молока применяют только в том случае, если оно им поглощается. Дозы ионизирующего излучения, эффективно воздействующие на микрофлору и ферменты молока, составляют 629,2-20,64 Кл∙кг -1 .
Для инактивации ферментов требуются большие дозы излучения. При этом наиболее существенно воздействие на белковый комплекс, сопровождающееся отщеплением от него кальция, магния и фосфора.
Следствием этого является значительное повышение вязкости молока и снижение его растворимости. Ионизирующее излучение можно применять только в сочетании с другими видами стерилизации, так как в результате его использования происходят изменения составных частей молока. При стерилизации молока УФ-лучами микроорганизмы также уничтожаются, но вкусовые и питательные достоинства продукта ухудшаются.
Эксперименты по воздействию лазерного излучения на молоко показали, что его спектральные характеристики при дозах облучения 1-10 Дж•см -2 и длинах волн 337, 351, 364, 633 нм изменяются незначительно, что позволило высказать предположение о возможности использования лазерного излучения для нетепловой стерилизации молока.
Тепловой эффект электромагнитного излучения высокой частоты также вызывает отмирание микроорганизмов.
Стерилизация возможна и с помощью антибиотиков. Однако не существует единого мнения о целесообразности промышленного использования антибиотиков для консервирования молока. Общими являются только рекомендации в отношении выбора антибиотиков.
Например, рекомендуется использовать те антибиотики, которые не применяют в терапии, а также только как дополнительное средство при одном из основных способов консервирования.
Из числа таких антибиотиков наибольшее распространение в пищевой промышленности получил низин. Низин небактерициден для плесеней и дрожжей, антибиотически активен в зависимости от рН среды и лишь по отношению к бактериям, хотя на многие грамотрицательные бактерии он не действует. В органах пищеварения разрушается ферментами пищеварительного тракта.
Усвоение продукта, содержащего низин, не снижается. Действие его заключается в расшатывании спор микроорганизмов, благодаря чему они становятся более доступными для теплового воздействия, менее термоустойчивыми, что позволяет несколько смягчать режимы стерилизации в производстве сгущенного стерилизованного молока. Законодательством применение низина разрешается не для всех продуктов и не во всех странах.
Теоретически возможная стерилизация молока химическими веществами практического использования не получила.
Химические вещества, токсически воздействующие на бактерии, обычно вызывают порчу молока. Среди них только сорбиновая кислота и ее соли, оказывающие сильное бактерицидное действие на дрожжи и плесени, нашли применение в молочной промышленности. Они нетоксичны для человека, не имеют вкуса и запаха. В организме сорбиновая кислота окисляется с образованием безвредных веществ.
Совместное применение сорбиновой кислоты и низина позволяет воздействовать на более широкий спектр микрофлоры, подлежащей уничтожению. Однако и такую комбинацию следует использовать как вспомогательное средство.
Из всех видов стерилизации наибольшее распространение в производстве молочных консервов получила тепловая обработка инжекцией пара в молоко или нагреванием его через стенку при температуре выше 100 °С и соответствующей ей выдержке.
Биохимические основы отмирания микроорганизмов при тепловой стерилизации еще недостаточно изучены. Высказываются предположения, что оно наступает из-за инактивации ферментов.
Наряду с тепловой стерилизацией в производстве сгущенных молочных консервов нашло также применение консервирование, основанное на анабиозе. Из известных приемов такой обработки при консервировании молока используют замораживание свободной воды и повышение осмотического давления в продукте, основанное на понижении активности воды до уровня, при котором развитие микроорганизмов становится невозможным или в значительной степени подавляется.
Торможение биохимических процессов замораживанием и хранением пищевых продуктов в замороженном состоянии обусловлено изменением фазового состояния воды. При замораживании по мере снижения температуры продукта молекулы воды сближаются, силы их взаимного притяжения увеличиваются, слабеет броуновское движение. При энергии молекул воды ниже уровня энергии их постоянной ориентации начинается кристаллообразование, выделяется 335 кДж•моль -1 теплоты кристаллизации, устойчивость продукта к микробной порче повышается.
Термин «активность воды» был введен Скоттом в 1952 г. и в настоящее время является важнейшим параметром технологии консервирования пищевых продуктов. Активность воды ав характеризуется как способность ее к улетучиванию из раствора по сравнению со способностью к улетучиванию чистой воды при той же температуре.
Величина активности воды считается основным фактором, регулирующим взаимоотношения микроорганизмов с водой. Так, минимум влаги, доступный для жизнедеятельности микроорганизмов, и соответствующая ему активность воды составляют для бактерий 20-30 % при ав не ниже 0,94-0,9; дрожжей и плесеней 11-13% при ав не ниже 0,88-0,8.
В производстве молочных консервов как вторичное обсеменение продуктов наиболее опасны осмофильные дрожжи. Они могут размножаться при активности воды, близкой к 0,73. Следовательно, только при активности воды меньше 0,7 пищевые продукты сохраняются без порчи в течение длительного времени.
Эффективность воздействия температуры замораживания на микроорганизмы можно оценить по снижению активности воды.
Источник
