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
Сгущенные молочные консервы
При производстве сгущенных молочных консервов используют принципы осмоанабиоза и абиоза.
Осмотическое давление в молоке составляет 0,74 Мпа и мало отличается от давления внутри бактериальной клетки (около 0,6 Мпа). Поэтому микроорганизмы при наличии питательных веществ хорошо развиваются в молоке и вызывают его порчу. Если осмотическое давление среды больше этого давления внутри бактериальной клетки, то протоплазма клетки обезвоживается, в результате происходит плазмолиз клетки и создаются неблагоприятные для ее жизнедеятельности условия.
Для консервирования молока повышают осмотическое давление путем увеличения содержания сухих веществ (сгущения) и добавления сахара. В сгущенном молоке с сахаром осмотическое давление достигает 18 Мпа.
Консервирование сгущенного молока без сахара достигается путем его стерилизации.
Качество и стойкость молочных консервов во многом зависят от сырья и тепловой обработки. Чем меньше бактерий в молоке, направляемом на сгущение, тем эффективнее методы консервирования. Поэтому основные задачи тепловой обработки: уничтожение первичной микрофлоры молока; разрушение ферментов (особенно липазы бактериального происхождения); придание молоку определенных технологических свойств во избежание загустеванйя при хранении; обеспечение наименьших изменений физико-химических свойств молока.
Для сгущения нормализованных смесей используют однокорпус-ные и многокорпусные вакуум-выпарные установки различного типа. Выпаривание влаги из молока происходит при температур от 75 до 45 «С за счет частичного разрежения воздуха в установках.
Благодаря низкой температуре выпаривания физико-химические свойства молока существенно не изменяются. При сгущении происходит частичное разрушение (дестабилизация) жировых шариков, образуются белковые комочки. Для улучшения консистенции продукта и повышения его стойкости применяют гомогенизацию.
Пищевые наполнители (сахарный сироп, кофе, какао и др.) вносят в процессе сгущения и в готовую сгущенную смесь.
Молоко сгущенное стерилизованное. Сгущенные стерилизованные консервы получают из сгущенного цельного или обезжиренного молока или из сливок без сгущения с последующей стерилизацией в таре. Химический состав основных видов консервов приведен в табл. 6.1.
Для достижения эффекта стерилизации предварительно подогретую и расфасованную в жестяные банки № 7 сгущенную смесь стерилизуют в гидростатических стерилизаторах при температуре 116—117 °С с выдержкой 15-17 мин. i
Стерилизованное сгущенное и концентрированное молоко характеризуется сладковато-солоноватым вкусом, свойственным топленому молоку, и кремовым оттенком. Консистенция продукта тягучая, молочный жир распределен равномерно.
Сгущенные стерилизованные консервы отличаются повышенной стойкостью. Хранят их при относительной влажности воздуха 85% и температуре от 0 до 10 °С в течение года.
Сгущенные молочные консервы с сахаром и пищевыми наполнителями. Сгущенные молочные консервы с-сахаром представляют собой пищевые продукты, полученные из пастеризованного коровьего цельного или обезжиренного молока, пахты, или молока с добавлением сливок путем выпаривания некоторой части воды и консервирования его сахарозой (свекловичным или тростниковым сахаром). Для расширения ассортимента и разнообразия вкуса при производстве сгущенных молочных консервов кроме сахара используют пищевые наполнители (кофе, какао натуральное, кофейный напиток и др.).
Наиболее важные технологические операции и факторы, формирующие качество сгущенного молока с сахаром, — это пастеризация и гомогенизация нормализованной смеси; продолжительность и температура сгущения в вакуум-аппарате; условия кристаллизации лактозы в охладителях.
При сгущении молока концентрация лактозы увеличивается пропорционально уменьшению влаги..В горячем сгущенном молоке лактоза находится в состоянии насыщения. Быстрое охлаждение сгущенного молока в вакуум-охладителях, внесение в качестве затравки мелкокристаллической лактозы и интенсивное перемешивание способствуют массовому образованию центров кристаллизации. Размер кристаллов лактозы определяет консистенцию продукта. В высококачественном сгущенном молоке с сахаром размер кристаллов лактозы составляет не более 10 мм. При образовании кристаллов размером до 15 мкм консистенция молока становится слабомучнистой, а при 25 мкм возникает порок — песчанистость.
Для фасования сгущенного молока с сахаром используют потребительскую тару (металлические банки для консервов № 7 и 14, алюминиевые тубы) и транспортную тару (деревянные бочки, металлические фляги и др.).
Сгущенные молочные продукты с сахаром и пищевыми наполнителями вырабатывают по технологической схеме производства сгущенного молока с сахаром. Особенности технологии: предварительная подготовка наполнителей (какао-порошок, кофе, цикорий и др.), извлечение экстрактивных веществ, внесение какао-сахарного сиропа, экстрактов кофе-цикорной смеси в вакуум-аппараты на последней стадии сгущения или в вакуум-охладители.
Контроль качества сгущенных молочных консервов с сахаром и наполнителями включает определение органолептических, физико-химических и микробиологических показателей, предусмотренных стандартами.
Гарантийный срок хранения сгущенного молока с сахаром в банках № 7 при температуре от 0 до 10 °С составляет 12 мес в транспортной таре — 8 мес Сгущенные молочные консервы с сахаром и наполнителями (кофе, Какао и др.) хранят при температуре от 0 до 10 °С и относительной влажности воздуха 75% в течение 12 мес Гарантийный срок хранения кофе или какао со сгущенными сливками и сахаром при температуре от 11 до 20 °С не более 3 мес
Не допускаются в реализацию консервы в банках: бомбажных — с вздутыми донышками и крышками, которые не принимают нормального положения после надавливания на них пальцами; с «хлопающими» концами (выпуклость донышка или крышки банки не исчезает при нажиме); пробитых: со сквозными трещинами, черными пятнами (местами, не покрытыми полудой); имеющих острые изгибы жести, помятость фальцев, нарушение целостности полуды на фальцах и продольных швах, с подтеками (следами вытекшего продукта); ржавчиной на внешней поверхности, после удаления которой остаются раковины.
При производстве сгущенных молочных консервов используют принципы осмоанабиоза и абиоза.
Осмотическое давление в молоке составляет 0,74 МПа и мало отличается от давления внутри бактериальной клетки (около 0,6 МПа).
Поэтому микроорганизмы при наличии питательных веществ хорошо развиваются в молоке и вызывают его порчу. Если осмотическое давление среды больше этого давления внутри бактериальной клетки, то протоплазма клетки обезвоживается. Процесс обезвоживания ведет к плазмолизу клетки и созданию неблагоприятных условий для ее жизнедеятельности.
Сумма углеводов (сахароза, декстрин-мальтоза, крахмал)
Для консервирования молока осмотическое давление повышают путем увеличения содержания сухих веществ (сгущения) и добавления сахара. В результате этого осмотическое давление в сгущенном молоке с сахаром достигает 18 МПа. Некоторые микроорганизмы могут адаптироваться к высокому осмотическому давлению.
Консервирование сгущенного молока без сахара достигается путем его стерилизации.
Качество и стойкость молочных консервов во многом определяют сырье и тепловая обработка. Чем меньше бактерий в молоке, направляемом на сгущение, тем эффективнее методы консервирования. Поэтому основные задачи тепловой обработки: уничтожить первичную микрофлору молока; разрушить ферменты (особенно липазу бактериального происхождения); придать молоку определенные технологические свойства, чтобы избежать загустевания при хранении; обеспечить наименьшие изменения физико-химических свойств молока.
Сгущение нормализованных смесей осуществляется на однокорпусных и многокорпусных вакуум-выпарных установках различного типа. Выпаривание влаги из молока происходит при температурах 75-55 °С за счет частичного разряжения воздуха в установках.
Благодаря низкой температуре выпаривания физико-химические свойства молока существенно не изменяются. При сгущении происходит частичное разрушение (дестабилизация) жировых шариков, образуются белковые комочки. Для улучшения консистенции продукта и повышения стойкости применяется гомогенизация.
Внесение пищевых наполнителей (сахарный сироп, кофе, какао и др.) возможно и в процессе сгущения, и в готовую сгущенную смесь.
Источник
