Способы термических обработок молока

С тех пор как Луи Пастер в середине XIX в. впервые доказал, что выдерживание жидких пищевых продуктов при высокой температуре в течение определенного времени способно уничтожить патогенные микроорганизмы и предотвратить скисание молока, наука и технология шагнули далеко вперед.

Температурное воздействие до сих пор остается наиболее распространенным способом обработки продуктов и продления срока их хранения.

Основными видами тепловой обработки, применяемыми сегодня при производстве молока в промышленных масштабах, являются ультрапастеризация, стерилизация и пастеризация. В процессе стерилизации молоко, как правило, в таре нагревается выше 100 °С и выдерживается при такой температуре в течение 20–30 мин. Стерилизация позволяет уничтожить патогенную микрофлору, но длительное температурное воздействие негативно влияет на вкусовые качества молочных продуктов.

При пастеризации продукт нагревается до температуры от 72 до 120 °С и выдерживается короткое время. Выбор температуры обработки зависит от микробиологического качества сырья и желаемого срока хранения продукта. В настоящее время при производстве молока применяют низкотемпературную (не выше 76 °С) и высокотемпературную (от 77 до 120 °С) пастеризацию. Федеральный регламент на молочную продукцию определяет пастеризацию как процесс, при котором происходит инактивация фосфатазы и пероксидазы. По определению ВОЗ и IDF (Международной федерации производителей молока), пастеризация обеспечивает отсутствие патогенной микрофлоры в продукте на протяжении всего срока хранения.

Еще одним способом тепловой обработки молока является ультрапастеризация, в процессе которой молоко нагревают до 137 °С и через 4 с охлаждают. Именно ультрапастеризация сейчас является самым распространенным методом тепловой обработки молока среди производителей России, Испании, Германии, Бельгии и ряда других европейских стран. Американский институт пищевой промышленности в 1989 г. назвал ультрапастеризацию «самым важным изобретением в пищевой промышленности за последние 50 лет».

Ультрапастеризация обладает целым рядом преимуществ в сравнении с другими методами тепловой обработки молока. В первую очередь она позволяет максимально сохранить вкусовые свойства свежего молока за счет короткого температурного воздействия. Ведь на вкус молока влияет не столько температура обработки, сколько ее продолжительность, которая при ультрапастеризации составляет всего 4 с. Малое время температурного воздействия делает ее наиболее щадящим из них, позволяющим сохранить в продукте максимальное количество витаминов и микроэлементов. Метод ультрапастеризации учитывает различную скорость разрушения полезных микроэлементов и патогенных микроорганизмов при одной и той же температуре, позволяя уничтожить последние, сохранив первые. Таким образом, ультрапастеризация позволяет получить 100 % безопасное на протяжении всего срока хранения молоко, по своим вкусовым и полезным свойствам максимально приближенное к свежему.

При ультрапастеризации температура молока достигает 137 °С, вызывая гибель микроорганизмов и обеспечивая безопасность конечного продукта. За счет быстрого охлаждения и дальнейшего розлива в асептическую упаковку ультрапастеризованное молоко остается безопасным для потребителя в течение полугода. Конечно, тепловая обработка – не единственный способ уничтожения патогенной микрофлоры. Существует целый ряд альтернативных методов, позволяющих получить безопасный продукт. Среди них можно назвать воздействие на молоко ультрафиолетовым или другим жестким облучением, высоким или низким давлением, а также перепадами давления. Несмотря на то что эти методы даже менее энергоемкие, чем тепловая обработка, в промышленных масштабах они применяются довольно редко в силу целого ряда причин. В первую очередь это связано с отсутствием федерального регламента на такое производство, а также стандартов, определяющих действия персонала при возникновении сбоев в технологическом процессе, например, при развитии процесса неасептики. Таким образом, термическая обработка остается наиболее распространенным способом продления срока хранения жидких пищевых продуктов. При этом со времен Луи Пастера в этой области не произошло революционных изменений. Главный принцип пастеризации и ульрапастеризации – выдерживание продукта при определенной температуре установленное время – остается неизменным, а все новые разработки носят эволюционный характер, двигаясь в первую очередь в сторону автоматизации процессов. Автоматизированное производст- во – важный шаг в повышении уровня безопасности молочных продуктов. Если сравнить современное оборудование, которое используется в молочной промышленности, с установками даже двадцатилетней давности, становится очевидной связь между развитием технологий и качеством конечного продукта. Автоматические процессы сводят к минимуму риск нарушения производственных стандартов, практически полностью исключают влияние человеческого фактора. При этом непрерывное развитие технологий позволяет совершенствовать процессы тепловой обработки молока, учитывая требования производителей. Так, компания Тетра Пак – мировой лидер в области производственных решений и оборудования для молочной промышленности – разрабатывает новые установки и оптимизирует дизайн уже существующих, руководствуясь выработанными за долгие годы работы основными принципами. В первую очередь оборудование должно обеспечивать производство молока, абсолютно безопасного для потребителя. Важным шагом в этом направлении было, например, внедрение установок с повышенным давлением в секторе пастеризации, что позволило предотвратить попадание непастеризованного продукта в пастеризованный. В настоящее время это является обязательным условием для производителей. Немаловажную роль имеет и бережное обращение с таким нежным продуктом, как молоко. Тепловая обработка должна быть максимально щадящей, при соблюдении стандартов безопасности, чтобы конечный продукт сохранял свои вкусовые качества и полезные свойства. На современных молочных заводах используются технологические модули, которые адаптированы специально для разных типов продуктов. Улучшение вкусовых характеристик молока достигается за счет снижения времени тепловой нагрузки при его обработке. Сегодня разработанные компанией Тетра Пак модули делают возможным быстрое нагревание и охлаждение молока. И наконец, современные производители молока заинтересованы в снижении себестоимости продукта и возможности оперативно адаптировать производственные линии к быстро меняющимся условиями рынка. Снижение производственных потерь – наиболее сложная задача, стоящая перед производителями и, как следствие, поставщиками оборудования. В качестве примера можно привести потери продукта при вытеснении его водой в процессе мойки оборудования. Компания Тетра Пак разрабатывала производственные модули нового поколения, позволяющие снизить объем смешанной фазы – момента, когда вода частично смешивается с продуктом и приводит к существенным потерям сырья. Новая автоматизированная система управления, разработанная компанией, гарантирует, что объем смешанной фазы не будет превышать объем одной минуты производительности установки. То есть, при производительности 6 000 л/ч объем смешанной фазы будет 100 л, в то время как до внедрения новой технологии этот показатель мог достигать 400–500 л.

Любое современное оборудование проходит многократные испытания в различных условиях и только после этого поставляется производителям молока, которые получают гарантии, что новые установки будут работать в заявленном режиме с определенной производительностью. Такой подход позволяет не только предоставлять заказчикам новые технологические решения, но и предлагать собственные промышленные стандарты, адаптированные под нужды производителя.

Ярким примером эффективности такого подхода стало создание Tetra Lactenso Aseptic – решения, в рамках которого компания предлагает оборудование для производства ультрапастеризованного молока, включая термообработку и промежуточное асептическое хранение. В рамках этой концепции были разработаны новые поколения модулей, а последние достижения компании, например, по уменьшению объема смешанной фазы внедрены на уровне целой линии. Установки Tetra Lactenso Aseptic разрабатываются компанией индивидуально для каждого заказчика, основываясь на его потребностях. Таким образом, производитель может сам определять необходимое ему время работы установки между мойками, а ему предлагается технологическое решение с учетом пожеланий к характеристикам конечного продукта и состава используемого сырья. Возможность контролировать время температурного воздействия позволяет производителю выбирать, какой продукт он хотел бы получить на выходе. Если говорить о будущем обработки молока в целом, то, несмотря на продолжающиеся исследования в сфере альтернативных способов (радиационное и ультрафиолетовое облучение, фильтрация и другие), тепловая обработка останется основным методом, применяемым в молочной промышленности. Технологии в этой области будут развиваться с учетом целей, одинаково важных для производителей молока по всему миру: повышение качества продукта и снижение затрат. В настоящее время перед разработчиками новых решений компании Тетра Пак стоит задача добиться уменьшения температурного воздействия на молоко при сохранении гарантий его безопасности. Одним из способов может стать дальнейшее сокращение времени нагревания и охлаждения продукта. Снижения производственных затрат можно добиться за счет уменьшения энергоемкости производства, а также увеличения производительности установок.

С полными текстами всех статей
вы можете ознакомиться
на страницах журнала

Источник

Тепловая обработка молока

Любое тепловое воздействие на молоко нарушает его первоначальный состав и физико-химические свойства. Степень физико-химических изменений составных частей молока зависит главным образом от температуры и продолжительности тепловой обработки.

Молочные белки под действием тепла денатурируют. Наиболее чувствительны к нагреванию сывороточные белки, которые денатурируют при температурах выше 65°С, казеин же обладает высокой тепловой стойкостью. При температурах выше 100°С начинается частичное разложение лактозы, в результате которого молоко приобретает специфический вкус, запах и цвет (бурый). Молочный жир при нагревании до 100°С практически не меняется. В процессе тепловой обработки частично разрушаются витамины, особенно водорастворимые (С, В12, тиамин и др.), а также инактивируются ферменты (редуктаза, фосфатаза, пероксидаза). Минеральные соли в результате перехода растворимых солей кальция и фосфора в нерастворимое состояние частично выпадают в осадок. Изменение составных частей молока, отрицательно влияющее на пищевую ценность и органолептические показатели, должно быть незначительным.

К видам тепловой обработки относятся пастеризация и стерилизация. Разновидности пастеризации – это ультравысокотемпературная (УВТ) обработка и термизация.

Стерилизация

Тепловая обработка молока при температуре более 100 °С с последующей его выдержкой. При стерилизации молока уничтожается как вегетативные, так и споровые формы микроорганизмов. Кроме этого стерилизованные продукты приобретают большую стойкость при хранении.

Недостатком стерилизованного молока является то, что его пищевая и биологическая ценность ниже, чем пастеризованного. В частности, при стерилизации разрушаются некоторые витамины.

Стерилизацию применяют при производстве продуктов, которые имеют длительные сроки хранения: стерилизованного питьевого молока, сливок и стерилизованных молочных консервов.

Пастеризация

Процесс однократного нагревания чаще всего жидких продуктов или веществ до 60°C в течение 60 минут или при температуре 70—80°C в течение 30 минут. Технология была предложена в середине XIX века французским микробиологом Луи Пастером . Цель пастеризации — достигнуть повышения стойкости молока при его хранении или перевозке, а также уничтожить болезнетворные и вредные микроорганизмы, находящиеся в молоке. Нагревание молока выше температуры кипения носит название стерилизации.

Цели пастеризации следующие:

• уничтожение патогенной микрофлоры, получение продукта, безопасного для потребителя в санитарно-гигиеническом отношении;
• снижение общей бактериальной обсемененности, разрушение ферментов сырого продукта, вызывающих порчу пастеризованного продукта, снижение его стойкости в хранении;
• направленное изменение физико-химических свойств продукта для получения заданных свойств готового продукта, в частности, органолептических свойств, вязкости, плотности сгустка и т.д.

В зависимости от вида вырабатываемого продукта различают несколько режимов паст еризации:

• длительн ая – температур а (87±2)°C с выдержкой 15—20 минут (кефир, сметана) ;
• коротк ая – температур а (76±2)°C с выдержкой 40 с (молоко пастеризованное, творог, молоко нежирное сгущенное с сахаром);
• мгновенная пастеризация — проходит при температур е (90±2)°C без выдержки (молоко цельное сгущенное с сахаром, какао или кофе со сгущенным молоком и сахаром, молоко сухое цельное и обезжиренное, сливки сухие) .

Тепловую обработку также применяют для преобразования биохимических свойств молока при производстве топленого молока.

После пастеризации в продукте погибают вегетативные формы микроорганизмов, однако споры остаются в жизнеспособном состоянии и при возникновении благоприятных условий начинают интенсивно развиваться. Поэтому пастеризованн ое молоко хранят при пониженных температурах в течение ограниченного периода времени.

При данном виде тепловой обработке погибают в основном психротрофные и мезофильные молочнокислые бактерии (S. lactis, S. cremoris и др.). Б ез заметного изменения органолептических свойств молока (вкус, запах и консистенция) уничтожаются туберкулезные, бруцеллезные и другие болезнетворные бактерии, тогда как термофильные молочнокислые стрептококки и энтерококки, используемые для получения кисломолочных продуктов, снижают активность.

Действие пастеризации на микроорганизмы, содержащиеся в молоке, зависит от температуры, до которой нагревают молоко, и продолжительности выдержки при этой температуре.

Термическое воздействие на молоко приводит к некоторым его изменениям:

• п ри нагревании из молока улетучиваются растворенные в нем газы;
• в следствие удаления углекислоты кислотность молока снижается на 0,5–1 °Т;
• п ри температуре выше 85° частично изменяется казеин;
• н о наибольшему воздействию подвергается альбумин молока: при 60 – 65 °С он начинает денатурироваться;
• н арушается при пастеризации и солевой состав молока. Растворимые фосфорнокислые соли переходят в нерастворимые. От частичного свертывания белков и образования нерастворимых солей на поверхности нагревательных приборов (пастеризаторы) отлагается осадок – молочный камень (пригар);
• п астеризованное молоко медленнее свертывается сычужным ферментом при производстве сыров . Это объясняется выпадением кальциевых солей. Добавление к такому молоку раствора хлористого кальция восстанавливает данную способность;
• н агревание до высоких температур (80–85°С) придает молоку особый привкус и аромат, которые по мере повышения температуры усиливаются;

Для ликвидации пороков запаха и вкуса молоко можно подвергать дезодарации и дезагации.

Дезодарация – обработка горячего молока в условиях вакуума в аппаратах дезодараторах. Дезагация – удаление газов из молока.

Тепловую обработку молока проводят на специальном оборудовании: танках, ваннах длительной пастеризации (ВДП), различного вида пастеризационных установках. Самыми эффективными с точки зрения снижения энергоемкости и времени обработки являются пластинчатые пастеризационно-охладительные установки.

По классическим схемам на данных установках в пластинчатом теплообменном аппарате три секции: пастеризации, регенерации и охлаждения. Благодаря секции регенерации , выходящий горячий продукт в потоке отдает тепло поступающему холодному продукту, что позволяет экономить как минимум 85…90% электроэнергии, потребляемой для пастеризации. Соответственно выходящий продукт перед попаданием в секцию охлаждения частично охлажден и не требует больших затрат холод а . Так как, процессы нагрева и охлаждения осуществляются в закрытом потоке, то это исключает возможность повторного обсеменения.

Отсюда следует, что пастеризация наиболее простой и дешевый способ обеззараживания молока.

Источник

Вам также может понравиться

Ясень семена способ распространения

Ясень обыкновенный Fraxinus excelsior – так в ботанической

Ярлыки способы создания ярлыков ос windows

Создаем ярлыки на рабочем столе Windows Создаем ярлыки

Японское удобрение фуджима способ применения

Удобрения Фуджима Знаете потрясающее удобрение, палочка

Японский чай способ заварки

Технология заваривания японского чая Известно, что