какие способы консервирования молока вы знаете

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.

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.

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.

Термин «активность воды» был введен Скоттом в 1952 г. и в настоящее время является важнейшим параметром технологии консервирования пищевых продуктов. Активность воды а_в 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 а_в не ниже 0,94-0,9; дрожжей и плесеней 11-13% при а_в 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

Принципы консервирования и классификация молочных консервов

Молочные консервы — это продукты из натурального молока или молока с пищевыми наполнителями, которые в результате обработки (стерилизации, сгущения, сушки, добавления веществ, повышающих осмотическое давление среды и упаковки) сохраняют длительное время свои свойства без существенных изменений.

Главной причиной порчи молока является наличие в нем микроорганизмов. Поэтому основная задача при консервировании молока и молочных продуктов — прекратить жизнедеятельность микроорганизмов.

По классификации Никитинского методы консервирования основаны на трех важнейших принципах: биоза, анабиоза и абиоза.

Биоз (принцип жизни). При консервировании по принципу биоза используется естественный иммунитет живых организмов против микроорганизмов. На этом принципе основано хранение молока в период бактерицидной фазы.

Анабиоз (принцип скрытой жизни). Сущность анабиоза состоит в подавлении бактериальных процессов в продукте химическими и физическими способами. К анабиозу относится:

• термоанабиоз, сущность которого заключается в охлаждении продукта (психроанабиоз) и замораживании (криоанабиоз);

• ксероанабиоз — удаление из продукта воды до минимального количества, при котором замедляются микробиологические и ферментативные процессы (сушка молока);

• осмоанабиоз — повышение осмотического давления, приводящее к плазмолизу бактериальных клеток (консервирующее действие сахарозы);

• наркоанабиоз — воздействие на микроорганизмы азота, углекислого газа, вакуума.

Абиоз (принцип отстутствия жизни). На этом принципе основано полное прекращение жизни микроорганизмов, которое достигается за счет тепловой, лучевой стерилизации, механической стерилизации (бактофугирование), химической стерилизации (применение антисептиков, антибиотиков).

В практике молочно-консервной промышленности при производстве консервов в основном применяются три принципа консервирования: ксероанабиоз (сушка молока); осмоанабиоз (сгущение молока); абиоз (стерилизация).

Молочные консервы классифицируются по различным признакам, но в основном учитываются принципы консервирования, технология, химический состав и др.

Товароведная классификация молочных консервов приведена на рис. 7.1 и 7.2. Она дает представление о назначении и ассортименте продуктов, учитывая основные потребительские свойства молочных консервов (физическое состояние продукта, его натуральность, наличие пищевых наполнителей, целевое назначение, химический состав, сохраняемость и др.).

По товароведной классификации молочные консервы подразделяются на два основных класса: жидкие и сухие. Каждый из этих классов делится на группы: молочные консервы без пищевых наполнителей (приготовленные на натуральном сырье); с пищевыми наполнителями; молочные консервы детского и диетического питания. В каждой из трех групп возможна систематизация молочных консервов с учетом их химического состава, технологии, биологических свойств, целевого назначения.

Пищевая ценность основных видов молочных консервов приведена в табл. 7.1.

Основная задача при консервировании молока и молочных продуктов — это сохранить их качество в течение длительного времени. Однако способ консервирования не должен приводить к необратимым изменениям составных частей сухого вещества молока и по возможности максимально сохранить пищевую и биологическую ценность продукта.

Источник

Какие способы консервирования молока вы знаете

1 Общая технология молочных консервов

1.1 Сущность и способы консервирования молока

Молочные консервы – это продукты, выработанные из натурального молока с применением сгущения с последующей стерилизацией или добавлением сахара и сушки. Они обладают высокой энергетической ценностью за счет концентрации составных частей молока, а также высокой транспортабельностью и стойкостью при хранении.

Консервирование – это обработка продуктов особыми способами в целях предохранения их от порчи.

Главной причиной изменения качества продуктов при хранении является действие микроорганизмов. Поэтому в основе всех способов консервирования лежат приемы, направленные либо на уничтожение самих микроорганизмов, либо на подавление их жизнедеятельности. В результате консервирования продукт приобретает способность храниться длительное время.

Из всех известных принципов консервирования для производства молочных консервов используются два: абиоз и анабиоз.

Абиоз. Консервирование по принципу абиоза основано на полном уничтожении находящихся в продукте микроорганизмов (стерилизация). При производстве молочных консервов используется тепловая стерилизация, которая осуществляется под действием высоких температур, в результате чего погибают не только вегетативные, но и споровые формы микроорганизмов. Полученное таким образом молоко выдерживает длительное хранение.

Анабиоз. Консервирование по принципу анабиоза заключается в подавлении микробиологических процессов химическими или физическими средствами. В производстве молочных консервов используют только физические средства: повышение осмотического давления (осмоанабиоз) и высушивание (ксероанабиоз).

Консервирование повышением осмотического давления основано на нарушении естественного обмена веществ между живой клеткой и средой.

Поступление питательных веществ в микробную клетку и удаление из нее продуктов обмена происходит за счет разности концентраций питательного раствора и вещества клетки. Когда концентрация веществ, растворенных во внешней среде, больше концентрации веществ внутри клетки, осмотический перенос раствора направлен из клетки наружу. При этом протоплазма клетки обезвоживается, что сопровождается плазмолизом и отделением ее от оболочки; создаются условия, неблагоприятные для жизнедеятельности микробной клетки.

Осмотическое давление в молоке составляет 0,74 МПа. Микроорганизмы, внутриклеточное давление которых составляет 0,4– 0,6 МПа, попадая в молоко, ввиду незначительной разницы в давлениях при достаточном количестве влаги и питательных веществ хорошо в нем развиваются, что вызывает порчу продукта.

Повысить осмотическое давление в молоке можно путем увеличения содержания сухого молочного остатка сгущением молока и растворением в нем сахара. В сгущенном молоке осмотическое давление достигает 18 МПа.

Такое резкое по сравнению с исходным повышение осмотического давления создает условия, неблагоприятные для жизнедеятельности микроорганизмов. Однако некоторые микроорганизмы, попадающие в продукт, легко адаптируются к повышенному осмотическому давлению, поэтому молоко необходимо предохранять от попадания в него вторичной микрофлоры.

Консервирование высушиванием основано на удалении из продукта влаги и создании физиологической сухости, обусловливающей увеличение разности между осмотическим давлением в бактериальной клетке и окружающей средой.

Необходимыми условиями нормальной жизнедеятельности микроорганизмов являются достаточное содержание влаги во внешней среде и высокое содержание воды в клетках (80–85 %). Вода обеспечивает нормальное равновесие между микробной клеткой и средой, участвуя в обмене веществ. По принципу диффузии и осмоса в микробную клетку постоянно поступают растворимые питательные вещества из окружающей среды и вместе с водой из нее удаляются продукты обмена.

Для нормального протекания процессов, связанных с жизнедеятельностью микроорганизмов, необходимо, чтобы массовая доля воды в продукте составляла около 25–30 %. Поэтому, если количество влаги в продукте будет ниже минимума, требующегося для жизнедеятельности микроорганизмов, стойкость продукта при хранении повысится. Массовая доля влаги в сухом молоке составляет 3–4%, при этом сильно повышается концентрация растворенных в воде веществ и создаются условия, приводящие микроорганизмы в анабиотическое состояние. Чтобы воспрепятствовать развитию остаточной микрофлоры, высушенный продукт нужно предохранять от поглощения влаги. Продукт следует хранить в герметически укупоренной таре при относительно низких температурах (не выше 10°С), тормозящих протекание биохимических реакций.

Молоко сгущенное стерилизованное

Молоко концентрированное стерилизованное

Молоко нежирное стерилизованное

Молоко сгущенное стерилизованное с кофе

Молоко сгущенное стерилизованное с какао

Молоко цельное сгущенноес сахаром

Молоко нежирное сгущенное с сахаром

Сливки сгущенные с сахаром

Пахта сгущенная с сахаром

Консервы со сгущенным молоком, сахаром и наполнителями (кофе, какао)

Молоко коровье цельное сухое

Молоко сухое «Домашнее»

Молоко коровье обезжиренное сухое

Продукты сухие кисломолочные

1.2 Требования, предъявляемы к сырью

К сырью, предназначенному для производства молочных консервов, предъявляют повышенные требования, так как пороки сырого молока в результате концентрирования сухих веществ усиливаются. Для консервирования пригодно натуральное молоко, соответствующее требованиям ГОСТ 31449—13. Оно должно быть термоустойчивым, иметь кислотность 16–18°Т (для концентрированного молока), не выше 19°Т (для стерилизованных консервов) и 20°Т (для других видов молочных консервов), а также иметь невысокую микробиологическую обсемененность. При подборе молока для консервов необходимо учитывать его химический состав и свойства. Массовая доля воды в молоке должна составлять 87,5 %, жира – 4,0 %, СОМО – 8,75 %. Причем отношение жира к СОМО должно быть в пределах от 0,4 до 0,69. Кроме того, следует учитывать содержание сывороточных белков, которые понижают термостойкость. По этой причине считается непригодным для выработки консервов молозиво и стародойное молоко. Более пригодно молоко с меньшими размерами жировых шариков и мицелл казеина, так как в таком молоке замедляется отстаивание белково-жирового слоя при хранении. Таким образом, пригодность сырья устанавливают по результатам физико–химических и бактериологических анализов, а также органолептической проверки.

1.3. Общие технологические операции производства молочных консервов

Производство молочных консервов характеризуется рядом общих приемов подготовки и обработки сырья: приемка, очистка, охлаждение и резервирование, нормализация, тепловая обработка, гомогенизация, сгущение.

Приемка, очистка, охлаждение молока. Осуществляемые аналогично выполнению этих операций при производстве молочных продуктов, были рассмотрены ранее.

Для обеспечения бесперебойной работы оборудования (вакуум-выпарных установок) и подбора термостойкого молока возникает необходимость в охлаждении и резервировании молока. Режимы охлаждения выбирают в зависимости от продолжительности резервирования. Наиболее оптимальные условия – это охлаждение до 4–8 °С и хранение не более 12 ч.

Нормализация исходной смеси. Осуществляется для получения в молочных консервах необходимого соотношения между составными частями сухого вещества. При этом соотношения массовых долей любых двух составных частей сухого вещества в нормализованной смеси и готовом продукте должны быть одинаковыми.

Пастеризация. Нормализованную смесь перед сгущением пастеризуют при температуре (90±2) ° C или (107±2) °С без выдержки. Сразу после пастеризации рекомендуется охладить молоко до 70–75 °С для предотвращения денатурации сывороточных белков и других нежелательных физико-химических изменений.

Сгущение. После охлаждения молоко направляют на сгущение, т. е. концентрирование сухих веществ молока или его смеси е компонентами путем выпаривания влаги в вакуум–выпарных установках при давлении ниже атмосферного. Применение вакуума позволяет снизить температуру кипения молока и в наибольшей степени сохранить его свойства.

Вакуум-выпарные установки могут быть непрерывного и периодического действия. По способу заполнения выпариваемой жидкости различают циркуляционные (объемные) установки с циркуляцией определенного объема жидкости и пленочные, в которых выпаривание происходит из пленки толщиной 2–10 мм. При такой толщине пленки интенсифицируется теплообмен и сокращается продолжительность теплового воздействия. В целях экономии тепловой энергии на сгущение установки конструируют многокорпусными.

В периодически действующую вакуум-выпарную установку поступает определенный объем молока или смеси, и сгущение продолжается до достижения требуемой концентрации сухих веществ. Продукт быстро выгружают и направляют на охлаждение в вакуум-охладитель. После выгрузки продукта в вакуум–выпарные установки поступает новая партия подготовленной смеси и процесс сгущения повторяется.

При непрерывно–поточном способе по сравнению с периодическим проводится непрерывное выпаривание. Смесь, частично сгущаясь в первом корпусе, последовательно проходит остальные корпуса, где выпаривается до конечной концентрации сухих веществ, поступает в емкость для продукта и на охлаждение.

При непрерывно–поточном способе сгущения по сравнению с периодическим снижаются затраты времени в 1,36 раза на обработку 1 г молока, расход пара в 1,55 раза и воды в 1,46 раза. Кроме того, непрерывно-поточный способ позволяет автоматизировать технологический процесс.

При выпаривании основными параметрами процесса являются температура, продолжительность воздействия и кратность концентрирования. Температура выпаривания в зависимости от числа корпусов установки и содержания сухих веществ в смеси колеблется от 45 до 82 ° С. Продолжительность теплового воздействия зависит от вида вакуум-выпарных установок. В однокорпусной циркуляционной установке она колеблется от 1 (при сгущении от 11 до 25% сухих веществ) до 10 ч (при сгущении от 6,0 до 60%). В пленочной вакуум–выпарной установке продолжительность выпаривания колеблется от 3 до 15 мин.

При сгущении состав молочных консервов можно определить в соответствии с кратностью концентрирования (или сгущения). Кратность концентрирования показывает, во сколько раз увеличиваются массовые доли сухого остатка и его составных частей или во сколько раз уменьшается масса сгущенного продукта по сравнению с массой исходного сырья.

2 Сгущенные молочные консервы

2. 1 Стерилизованное и концентрированное молоко

В зависимости от содержания сухих веществ вырабатываются два вида консервов без сахара: сгущенное стерилизованное молоко и концентрированное стерилизованное молоко с повышенным содержанием сухих веществ.

Массовая доля сухих веществ в сгущенном стерилизованном цельном молоке должна быть не менее 25,5 %, в том числе массовая доля жира – не менее 7,8 %, а в концентрированном стерилизованном молоке массовая доля сухих веществ – не менее 27,5 %, в том числе жира – не менее 8,6 %.

Технологический процесс производства сгущенного стерилизованного молока и концентрированного стерилизованного молока состоит из следующих операций: приемка и подготовка молока, нормализация, тепловая обработка и сгущение, гомогенизация и охлаждение, нормализация, внесение солей-стабилизаторов, фасование, стерилизация, хранение.

Особенностью технологического процесса производства сгущенных стерилизованных молочных консервов является стерилизация продукта, поэтому для выработки стерилизованных консервов пригодно молоко не ниже I сорта, кислотностью не выше 19 ºТ и термоустойчивостью по алкогольной пробе не ниже IV группы (для сгущенного стерилизованного молока) и 18 ºТ с термоустойчивостью не ниже III группы (для концентрированного стерилизованного молока).

Подобранное по качеству и очищенное молоко нормализуют по массовой доле жира и СОМО.

Нормализованную молочную смесь перед пастеризацией обязательно проверяют на термоустойчивость, так как при производстве стерилизованных консервов молоко подвергается воздействию высоких температур и при низкой термоустойчивости может происходить свертывание, загустевание и образование хлопьев в готовом продукте. Термоустойчивость молока в значительной степени зависит от его химического состава и особенно равновесия солевого состава.

Повышение термоустойчивости молока достигается внесением солей-стабилизаторов. Их добавляют в пастеризованную смесь или в сгущенное молоко.

Повышению термоустойчивости способствует и режим пастеризации перед сгущением, обеспечивающий наиболее полную денатурацию сывороточных белков. В зависимости от применяемого оборудования молоко пастеризуют при следующих режимах. нагревают в потоке при температуре (88±2) °С, затем при температуре (125±5) °С с выдержкой 30 с с последующим снижением температуры до (86±2) °С путем самоиспарения в вакуумной камере или последовательно нагревают в четырех подогревателях вакуум-выпарной установки до температуры (88±5) °С, затем в высокотемпературном подогревателе – до температуры (120±5) °С с последующим снижением температуры до 105 °С в вакуумной камере.

В пленочных многокорпусных вакуум–выпарных установках непрерывного действия молоко сгущают в стандартном режиме: температура испарения молока не должна превышать в первом корпусе 78 °С, во втором корпусе – 66 °С, в третьем – 56 °С. Окончание процесса сгущения контролируют по достижению стандартной плотности и массовой доли сухих веществ в продукте.

В зависимости от типа применяемой вакуум-выпарной установки молоко сгущается до массовой доли сухих веществ 25–28%.

Сгущение молока заканчивают по достижении плотности 1061–1063 кг/м 3 (при 20 ºС) при производстве сгущенного стерилизованного молока и 1066–1068 кг/м 3 при производстве концентрированного молока.

Сгущенное молоко гомогенизируют на двухступенчатых гомогенизаторах при температуре (74±2) °С и общем давлении (18±1,0) МПа. Целесообразность применения двухступенчатого гомогенизатора обусловлена необходимостью постепенного повышения давления, так как гомогенизация при высоком давлении снижает термоустойчивость сгущенного молока. После гомогенизации сгущенное молоко охлаждают до температуры (4±2) °С.

После гомогенизации в охлажденное сгущенное молоко вносят соли-стабилизаторы для восстановления нарушенного при пастеризации и сгущении баланса солей.

Для повышения термоустойчивости молока применяют смеси солей, состоящие из цитратов и гидрофосфатов калия и натрия, взятых в соотношении, аналогичном соотношению этих солей в натуральном молоке. Смесь подготавливают следующим образом. Гидрофосфат натрия ( Na ₂ HPO ₄ ·12 H ₂ O ) и гидрофосфат калия (К₂ HPO ₄ ), а также цитрат натрия ( Na ₃ C ₆ H ₅ O ₇ ·5,5 H ₂ O ) и цитрат калия ( K ₃ C ₆ H ₅ O ₇ · H ₂ O ) берут в соотношении 1:3. Полученные фосфатные и цитратные смеси солей смешивают в соотношении 1:1.

Количество соли-стабилизатора определяют на основании пробной стерилизации уже сгущенного молока. Пробную стерилизацию проводят в шести банках. В каждую банку отвешивают по 0,3 кг сгущенного молока. В банки №2–6 вносят 25 %–ный раствор солей-стабилизаторов (0,05–0,4 % сухой соли от массы продукта). В банку №1 соль не вносят. Степень разведения сгущенного молока выравнивают дистиллированной водой. Закатанные банки стерилизуют. После стерилизации оценивают сгущенное молоко в банках по органолептическим показателям и определяют вязкость. Массовая доля соли–стабилизатора, при которой продукт получил лучшую оценку и имел вязкость 8–18 МПа для сгущенного и 15–20МПа для концентрированного молока, считается оптимальной для данного молока. При стабильном качестве сырья и готового продукта пробную стерилизацию проводят один раз в месяц.

Интенсивность взаимодействия белковых и минеральных веществ молока после внесения солей–стабилизаторов зависит от момента внесения солей, а также от продолжительности их взаимодействия с казеинаткальцийфосфатным комплексом. Продукт имеет минимальную вязкость после выдерживания сгущенного молока с солью–стабилизатором перед стерилизацией в течение 6–7 ч. Последующее выдерживание сгущенного стерилизованного молока снова приводит к повышению вязкости. Это проявляется при добавлении различных солей–стабилизаторов и их смесей независимо от вида и количества вносимой соли.

При внесении солей–стабилизаторов пастеризованное молоко общая продолжительность взаимодействия молока с солями (пастеризация, сгущение, гомогенизация, охлаждение) составляет 6 ч. Вязкость продукта в этом случае идентична вязкости, полученной при выдерживании сгущенного молока с солями-стабилизаторами в течение 6–7 ч до стерилизации.

Стерилизация сгущенных консервов может осуществляться двумя способами: в потоке перед розливом и в таре после розлива.

Стерилизация сгущенного молока в потоке не получила промышленного применения. Для выработки сгущенных стерилизованных молочных консервов в нашей стране широко применяется способ стерилизации в таре.

Сгущенное или концентрированное молоко, выдержавшее пробную стерилизацию, разливают в предварительно вымытые и пропаренные металлические банки. Наполненные и упакованные банки проверяют на герметичность и направляют на стерилизацию. Для стерилизации продукта в таре используют стерилизаторы непрерывного действия гидростатического или роторного типа, а также стерилизаторы периодического действия. В стерилизаторах гидростатического типа банки со сгущенным или концентрированным молоком стерилизуют при температуре 116–117 °С с выдержкой 15–17 мин. В аппаратах периодического действия стерилизация осуществляется при температуре 116–118 °С с выдержкой 14–17 мин. Температура охлаждения стерилизованных консервов должна быть в пределах 20–40 °С. Готовые продукты хранят при температуре от 0 до 10 °С и относительной влажности воздуха не выше 85 % в течение не более 12 мес. со дня выработки.

При производстве стерилизованных консервов в зимнее и весеннее время года продукты часто загустевают и портятся из–за низкой термоустойчивости молока даже при добавлении солей-стабилизаторов. Для предотвращения порчи молочных консервов тепловая обработка их проводится при более низких температурах и выдержке вследствие добавления антибиотика низина. Известно, что низин, являясь безвредным для человека и животных, вызывает гибель вегетативных и споровых форм бактерий. Снижение температуры стерилизации до 112–115 °С (вместо 118 °С) и выдержки до 12 мин. при использовании низина положительно влияет на качество готового продукта В сгущенном стерилизованном молоке с низином на 30% снижается вязкость и кислотность продукта, отсутствует привкус карамелизации.

2.2 Сгущенное молоко с сахаром

Продукт вырабатывают из пастеризованного коровьего молока, с применением сгущения и добавления сахара для подавления роста микрофлоры. По органолептическим показателям готовый продукт имеет чистый и сладкий вкус, без посторонних привкусов и запахов, однородную консистенцию, без наличия кристаллов сахара, ощущаемых на вкус. По химическому составу в сгущенном цельном молоке с сахаром массовая доля влаги составляет не более 26,5%, сахарозы – не менее 43,5, общая массовая доля сухих веществ – 28,5, в том числе жира – не менее 8,5%.

Технологический процесс производства сгущенного молока с сахаром осуществляется в следующей последовательности: приемка, подготовка и резервирование сырья, нормализация, гомогенизация и пастеризация, приготовление и введение сахарного сиропа, сгущение, охлаждение, фасование и хранение.

Кроме технологических операций, общих для производства всех видов консервов, при выработке сгущенного молока с сахаром важными приемами являются внесение сахара, приготовление сахарного сиропа и кристаллизация лактозы при охлаждении сгущенного молока. На этих приемах остановимся более подробно.

Приготовление сахарного сиропа. Качество сахара, являющегося консервантом и составляющего более половины сухих веществ в сгущенном молоке, в значительной степени влияет на качество готового продукта. Поэтому к качеству сахара предъявляют повышенные требования в отношении растворимости, содержания посторонних примесей и влаги, которая способствует развитию микрофлоры в сахаре. Сахар можно добавлять к молоку в сухом виде или в виде водного раствора (сиропа). При внесении сахара в твердом виде и растворении его в молоке значительно упрощается технология, снижаются затраты (на оборудование, тепло, энергию) и продолжительность сгущения. В то же время при растворении сахара в молоке возможно загрязнение пастеризованного молока микроорганизмами, находящимися в сахаре. Вязкость сгущенного молока, выработанного при растворении сахара в молоке, резко увеличивается в процессе хранения. Способ внесения сахара в твердом виде более предпочтителен при производстве сгущенного обезжиренного молока. При выработке сгущенных консервов, предназначенных для резервирования, несмотря на дополнительные затраты, сахар вносят в виде сиропа.

Для приготовления сахарного сиропа рассчитывают необходимые массы сахара и питьевой воды. Концентрацию растворов сахара выбирают с учетом интенсивности выпаривания, а также влияния на свойства молока и готового продукта при хранении. Наиболее оптимальной массовой долей сухих веществ сахарного сиропа, при которой ингибируется развитие бактерий, является 64–65 % сахара.

Предварительно очищенный с помощью сит сахар растворяют в горячей воде (70–80 °С), затем сироп нагревают до кипения без выдержки для обеспечения его стерильности. При температурах выше 100 °С в сиропе возможна инверсия сахарозы, продуктом гидролиза которой является инвертный сахар. Во избежание инверсии выдержка сахарного сиропа от начала кипения до начала смешивания его с молоком не должна быть более 20 мин. Перед смешиванием с молоком сахарный сироп фильтруют на фильтрах или центрифугах. Сгущение молочно-сахарной смеси заканчивают при достижении массовой доли влаги 29–31 % с учетом дополнительного выпаривания влаги в вакуум–охладителе.

Кристаллизация лактозы. В сгущенном молоке с сахаром массовая доля лактозы составляет 11,4 % или 0,44 кг на 1 кг воды. Растворимость лактозы в чистой воде составляет: при 60 ° С – 03,587 кг/кг воды, при 40 ° С – 0,326 кг/кг воды, при 20 ° С –0,192 кг/кг воды.

Сахароза, присутствующая в сгущенных молочных консервах в соотношении с лактозой 4:1, снижает растворимость лактозы практически в 1,5 раза. Следовательно уже при 40–60 ° С, а тем более при 20 ° С, лактоза находится в пересыщенном состоянии и способна кристаллизоваться.

Однако, вследствие медленного перехода b – в a –форму не удается в достаточной мере снять перенасыщение и добиться полной кристаллизации лактозы в процессе охлаждения. Это приводит к росту кристаллов во время длительного хранения продукта при низких температурах.

Интенсивность кристаллообразования можно усилить за счет внесения наряду с мелкокристаллической лактозой поверхностно-активных веществ. Их действие обусловлено тем, что они снижают поверхностную энергию и интенсифицируют процесс зарождения кристаллов лактозы.

Охлаждение сгущенного молока с сахаром сопровождается увеличением вязкости продукта в 2–3 раза и кристаллизацией лактозы. Кристаллизация объясняется тем, что при понижении температуры растворимость лактозы снижается и получаются перенасыщенные растворы, в которых образуются центры кристаллизации. Для массового зарождения кристаллов лактозы продукт быстро охлаждают, интенсивно перемешивают и вносят затравочный материал. Охлаждать сгущенное молоко с сахаром следует таким образом, чтобы получить кристаллы размером не более 10 мкм. Такие кристаллы при органолептической оценке не ощущаются и продукт имеет однородную консистенцию. Массовой кристаллизации лактозы в продукте способствует внесение затравки из мелкокристаллической лактозы с кристаллами размером не более 3–4 мкм Затравку вносят в количестве 0,02 % массы продукта при температуре интенсивной кристаллизации (31–37 ° С). При этой температуре наступает перенасыщение лактозы при минимальном увеличении вязкости молока.

Сгущенное молоко с сахаром охлаждают до температуры 20 °С и направляют на упаковывание в потребительскую или транспортную тару. Готовый продукт хранят при температуре от 0 до 10 °С и относительной влажности не более 85% в течение 12 мес.

Для расширения ассортимента сгущенных продуктов с сахаром вырабатывают продукты с вкусовыми и ароматическими наполнителями. При производстве сгущенного молока с сахаром в качестве наполнителей используют кофе, какао, цикорий. Особенность производства кофе со сгущенным молоком и сахаром заключается в экстрагировании сухих веществ, содержащихся в кофе.

Разработаны новые виды сгущенных молочных продуктов с сахаром с заменой молочного белка и жира на растительные. Так, сгущенное молоко с сахаром «Отборное» вырабатывают с использованием растительных жиров. В рецептуру продуктов вводятся различные наполнители, лактулоза, пищевые добавки, в том числе биологически активные.

С целью предотвращения при хранении консервов от порчи, вызываемой деятельностью нежелательной микрофлоры и окислителей, применяют консерванты и антиокислители (сорбиновую и аскорбиновую кислоты).

3. Сухие молочные продукты

3.1 Сухое цельное молоко

Технологический процесс производства сухого цельного молока включает стадии от приемки до сгущения молока, которые являются общими для производства молочных консервов. Они были уже рассмотрены, поэтому остановимся на них очень коротко, а более подробно – на особенностях процессов гомогенизации и сушки молока.

При производстве сухого молока нормализованное по жиру и сухому веществу молоко пастеризуют при температуре не менее 90 °С. Для сгущения нормализованного молока используют многокорпусные вакуум-выпарные установки, работающие по принципу падающей пленки, или циркуляционные установки. Технические параметры сгущения поддерживают в пределах, указанных в инструкции по эксплуатации применяемых вакуум-выпарных установок.

Необходимость гомогенизации сгущенного молока обусловлена тем, что при механической, тепловой обработке и сгущении происходит дестабилизация жировой фракции молока (выделение свободного жира), способствующая окислению жира и порче продукта при хранении. Поэтому для повышения стабильности и снижения содержания свободного жира молоко гомогенизируют. Гомогенизация осуществляется при температуре 50–60 °С и давлении 10–15 МПа для одноступенчатого гомогенизатора; для двухступенчатого гомогенизатора при давлении 11,5–12,5 МПа на первой ступени и 2,5–3,0 МПа на второй ступени. После гомогенизации сгущенное молоко поступает в промежуточную емкость и затем на сушку.

В сухом цельном молоке массовая доля жира составляет 20–25 % и влаги не более 4–7 %. Исходя из состава сухого молока можно заключить, что оно не является абсолютно сухим, в нем содержится так называемая неудаляемая влага. По мере высушивания оставшаяся в продукте влага все прочнее удерживается в нем вследствие увеличения сил сцепления и возрастания сопротивления движению воды. Поэтому продукт можно высушить только до равновесной влажности, соответствующей относительной влажности и температуре сушильною агента.

В зависимости от метода удаления влаги применяют разные способы сушки: пленочный (контактный), распылительный (воздушный) и сублимационный.

При пленочном способе сушка осуществляется в вальцовых сушилках. Сгущенное молоко наносят распылением или тонким слоем на вращающиеся вальцы, поверхность которых нагревается паром до температуры 105–130 °С. В результате контакта высушиваемого продукта с горячей поверхностью вальцов молоко высушивается в виде тонкой пленки. Эта пленка снимается специальными ножами и поступает к элеватору мельницы для размельчения. Процесс сушки на вальцовых сушилках не должен превышать 2 с, так как высокая температура поверхности нагрева вызывает существенные изменения в высушиваемом молоке. В результате контакта с нагретой поверхностью значительная часть жира оказывается не защищенной оболочкой. В связи с этим и вследствие низкой растворимости готового продукта пленочный способ применяют при производстве сухого обезжиренного молока и сыворотки.

При сублимационной сушке удаление влаги происходит из замороженных продуктов с содержанием сухих веществ до 40 %. Процесс сублимационной сушки осуществляется при температуре замороженного продукта минус 25 °С и остаточном давлении в сублиматоре 0,0133– 0,133 кПа. Продукты, полученные при сублимационной сушке, легко восстанавливаются, сохраняют вкус, химический состав и структуру. Сублимационной сушкой получают сухие кисломолочные продукты, закваски, смеси для мороженого.

При распылительном способе сушка осуществляется в результате контакта распыляемого сгущенного продукта с горячим воздухом. Сгущенное молоко распыляется в сушильной камере с помощью дисковых и форсуночных распылителей. В дисковых распылителях сгущенное молоко распыляется под действием центробежной силы вращающегося диска, из сопла которого молоко выходит со скоростью 150–160 м/с и раздробляется на мельчайшие капли из–за сопротивления воздуха. В форсуночные распылители сгущенное молоко подается под высоким давлением (до 24,5 МПа).

При сушке на распылительных сушилках сгущенное молоко распыляется в верхней части сушилки, куда подается горячий воздух. Горячий воздух, смешиваясь с мельчайшими каплями молока, отдает им часть тепла, под действием которого влага испаряется, и частицы молока быстро высушиваются. Высокая скорость сушки (испарения) обусловлена большой поверхностью соприкосновения мелкодисперсного молока с горячим воздухом. При быстром испарении влаги воздух охлаждается до 75–95 °С, поэтому тепловое воздействие на продукт незначительно и растворимость его высокая. Высушенное молоко в виде порошка оседает на дно сушильной башни.

Распылительные сушилки в зависимости от движения воздуха и частиц молока разделяют на три вида: прямоточные, в которых движение воздуха и молока параллельно; противоточные, в которых движение частиц молока и воздуха противоположно; смешанные – со смешанным движением воздуха и частиц молока.

Наиболее рациональными и прогрессивными являются высокопроизводительные прямоточные распылительные сушилки, в которых степень растворимости сухого молока достигает 96–98 %.

Схема технологического процесса производства сухого цельного молока представлена на рисунке 1.

Рис. 1 – Схема технологической линии производства сухого цельного молока

Подготовленное молоко очищают на центробежном молокоочистителе, затем нормализуют и пастеризуют при режимах, описанных выше. После пастеризации молоко поступает на сгущение в трехступенчатую вакуум-выпарную установку, работающую по принципу падающей пленки. Сгущенное до массовой доли сухих веществ 43–52% молоко гомогенизируют, направляют в промежуточную емкость, снабженную мешалкой и нагревательной рубашкой. Из промежуточной емкости сгущенное молоко насосом подают в сушильную камеру. При этом оно должно иметь температуру не менее 40 °С.

В соответствии с техническими характеристиками распылительных сушилок необходимо соблюдать следующие режимы сушки: температура воздуха, поступающего в сушильную установку прямоточного типа, должна быть 165–180 °С, а на выходе из сушильной башни — 65–85 °С; для сушильных установок со смешанным движением воздуха и продукта температура воздуха, поступающего в сушильную башню, должна быть 140–170 °С, а на выходе из башни — 65–80 °С. По выходе из сушильной башни сухое цельное молоко просеивают на встряхивающем сите и направляют на охлаждение.

3.2 Сухое быстрорастворимое молоко

Быстрорастворимое молоко – это сухой порошок, состоящий из агломерированных частиц, со вкусом и запахом, свойственными пастеризованному молоку; с массовой долей жира – не менее 25 и 15 %, влаги – не более 4%, соево–фосфатидных добавок – не более 0,5 %.

Особенности производства быстрорастворимого молока заключаются в двухступенчатой сушке, рециркуляции мелких частиц, участвующих в формировании агломератов, и внесении соево–фосфатидных добавок. При производстве быстрорастворимого молока на первой ступени сушки получают обычное сухое молоко, которое затем увлажняют. При увлажнении сухого продукта происходят укрупнение частиц молока, т. е. его агломерация, и переход лактозы из аморфного состояния в кристаллическое. На второй ступени проводится досушка увлажненного продукта до стандартной влаги. Высушенные на второй ступени частицы молока благодаря агломерированию приобретают пористую структуру. При растворении молока с пористой структурой вода проникает внутрь частицы и способствует ее растворению. Быстрое проникновение воды достигается также повышением смачиваемости за счет внесения соево–фосфатидных добавок.

Схема технологической линии производства сухого цельного быстрорастворимого молока аналогична производству сухого молока от приемки до сушки, однако включает следующие дополнительные стадии: агломерацию частиц сухого молока, возврат циклонной фракции, досушку, приготовление соево–фосфатидных добавок и внесение их в сухое молоко. Сушка сгущенного молока осуществляется до массовой доли влаги в сухом молоке на выходе из башни (3,75±2,25) %. Полученное сухое молоко подают в агломерационную камеру, где оно дополнительно увлажняется пахтой или обезжиренным молоком до массовой доли влаги до 7–9% и агломерируется в псевдоожиженном слое. При этом в агломерационную камеру возвращается циклонная фракция на повторное увлажнение и агломерацию. Влажный порошок из агломерационной камеры направляется в первую секцию инстантайзера, где в псевдоожиженном слое происходит досушивание продукта до массовой доли влаги (4,25 ±0,25)% при температуре воздуха (105±15)°С.

Смесь соево–фосфатидных добавок с топленым маслом, приготовленную согласно рецептуре, расплавляют при температуре (65±5)°С и перемешивают. Затем смесь подают в форсунки и направляют на сухое молоко. После внесения добавок продукт досушивают до стандартной влаги во второй секции инстантайзера при температуре воздуха (75±5)°С. Затем готовый продукт охлаждают до 25 °С в третьей секции инстантайзера.

Охлаждение сухого молока может проводиться либо воздухом в системе пневмотранспорта, либо в псевдоожиженном состоянии продукта. Охлажденный сухой продукт из промежуточного бункера для хранения транспортируется на фасование.

Сухое цельное молоко в потребительской таре (кроме клееных пачек с целлофановыми вкладышами) и транспортной таре с полиэтиленовыми вкладышами хранят при температуре от 0 до 10 °С и относительной влажности воздуха не более 85 % не более 8 мес со дня выработки. Сухое молоко в клееных пачках с целлофановыми вкладышами и фанерно-штампованных бочках с вкладышами из целлофана, пергамента хранят при температуре от 0 до 20 °С и относительной влажности воздуха не более 75 % в течение не более 3 мес. со дня выработки. Сухое быстрорастворимое молоко 15 и 25 %–ной жирности хранят при температуре от 1 до 10 °С, относительной влажности не более 85 % и не более 6 мес со дня выработки.

Для расширения ассортимента сухих молочных продуктов производят продукты с пониженным и повышенным содержанием жира («Смоленское» молоко, сухие сливки), сухие кисломолочные продукты и смеси для мороженого.

3.3 Пороки молочных консервов

В зависимости от характера физико–химических изменений составных частей молока в процессе изготовления и хранения в продуктах могут появляться те или иные пороки.

Загустевание относится к основным порокам сгущенного молока с сахаром. Оно появляется во время хранения продукта. В результате самопроизвольного загустевания продукт приобретает излишне вязкую консистенцию и становится нестандартным (продукт, хранившийся от 2 до 12 мес., должен иметь вязкость не более 15 Па × с). Реже порок наблюдается при хранении сгущенного стерилизованного молока. Основные причины порока – изменение физико–химических свойств белков и нарушение устойчивости коллоидной системы молока. Механизм загустевания сгущенного молока заключается в следующем. Мицеллы казеина под воздействием высоких температур и нарушенного солевого равновесия теряют стабильность, взаимодействуют друг с другом и коагулируют (образуя структурную сетку). Процесс агрегирования казеиновых мицелл усиливают денатурированные сывороточные белки, которые выполняют роль сшивающих мостиков между частицами. В сгущенном стерилизованном молоке роль сшивающих мостиков могут выполнять также карбонильные соединения.

Возникновение порока зависит от времени года, рационов кормления, периода лактации, болезней животных. Как правило, сгущенное молоко с сахаром загустевает весной и в начале лета. Появлению порока способствуют повышенное содержание белков, изменение солевого состава, высокая кислотность молока и нарушение технологических режимов производства молочных консервов (тепловой обработки, гомогенизации и т. п.). Порок можно предупредить, применяя высокотемпературную пастеризацию (выше 100 °С), внося соли-стабилизаторы и т. д.

Комковатая и хлопьевидная консистенция сгущенного молока с сахаром характеризуется наличием мелких хлопьев и комочков казеина, образующихся при частичной коагуляции белка. Появляется в продукте, выработанном из молока с повышенной кислотностью (например, из молока с примесью молозива и т. д.).

Мучнистая и песчанистая консистенция сгущенных молочных консервов вызывается нарушением процесса кристаллизации лактозы в сгущенном молоке с сахаром. Допускаемые размеры кристаллизации лактозы в продукте составляют не более 15 мкм. Медленное нерегулируемое охлаждение продукта может привести к образованию кристаллов размером 16–20 мкм или более и, как следствие, появлению порока. Необходимо строго соблюдать режимы охлаждения сгущенного молока с сахаром.

Пониженная растворимость сухих молочных продуктов наблюдается при сильной денатурации сывороточных белков в процессе сушки. Порок также возникает при хранении продукта с увеличенным содержанием свободного жира, который переходит на поверхность сухих частиц и снижает смачиваемость. Выделению свободного жира способствует повышенное содержание влаги в продукте (более 7 %). Влага вызывает кристаллизацию лактозы с одновременной дестабилизацией жира. Повышенная влажность сухих молочных продуктов, а также хранение в негерметической упаковке приводят к уменьшению растворимости за счет денатурации белков и образования плохо растворимых меланоидинов. Белки денатурируют при наличии в продуктах свободной влаги (связанная влага не изменяет коллоидных свойств белка). В связи с этим содержание влаги в сухом молоке не должно превышать 4–5 %.

Потемнение молочных консервов возникает при образовании большого количества меланоидинов в результате реакции между аминогруппами белков и альдегидной группой лактозы и глюкозы. Порок образуется в результате длительного хранения сгущенного молока с сахаром при высокой температуре (35–40 °С) и сухих молочных продуктов в негерметической таре (в условиях повышенной влажности). В сгущенном молоке с сахаром изменяется цвет, появляется сильный привкус карамели, повышается кислотность (до 53–67 °Т), возрастает вязкость. Образование меланоидинов в сухом молоке сопровождается потемнением продукта, появлением неприятных специфических привкуса и запаха и понижением растворимости.

Реакции меланоидинообразования в сгущенном молоке с сахаром способствует инвертный сахар. Поэтому необходимо принимать меры к устранению причин, вызывающих инверсию сахарозы. Предохранение продукта от потемнения достигается путем снижения количества сахарозы, увеличения содержания СОМО, внесения в сгущенное молоко аскорбиновой кислоты и других добавок. Для предупреждения потемнения сухого молока необходимо соблюдать требования по содержанию влаги (3–4 %) и герметичности упаковки. Потемнение сгущенного стерилизованного молока возникает в результате длительного воздействия высоких температур при стерилизации. Пороку способствуют увеличение содержания сухих веществ, повышенная кислотность сырья, некоторые соли-стабилизаторы, наличие меди и железа.

Прогорклый вкус обусловлен гидролизом жира под действием оставшейся после пастеризации липазы. Встречается в сухих молочных продуктах распылительной сушки и в сгущенном молоке с сахаром низкой вязкости. В сгущенном молоке с сахаром фермент действует на отстоявшийся слой жира. Для предупреждения порока молоко следует пастеризовать при температуре выше 95 ° С и вырабатывать сгущенное молоко с сахаром вязкостью не ниже 3,0 Па × с. Вязкость продукта можно повысить, увеличивая содержание СОМО или гомогенизируя молоко при давлении 2–2,5 МПа после сгущения или перед стерилизацией (при выработке сгущенного стерилизованного молока).

Салистый и другие (рыбный, металлический и др.) привкусы возникают при хранении сухих молочных продуктов. При порче в первую очередь окисляется свободный жир, находящийся на поверхности частиц сухих продуктов. Появлению салистого и других привкусов способствует наличие в сухом молоке 9–16 % и более дестабилизированного жира. Порок возникает в результате окисления ненасыщенных жирных кислот под действием кислорода воздуха. Окисление ускоряют воздействие света, наличие солей меди и железа, повышение температуры хранения и влажности воздуха.

Для предохранения сухого молока необходимо устранить причины, способствующие повышению в продукте количества свободного жира.

Устойчивость сухого молока к окислению увеличивается при добавлении антиокислителей жира: аскорбиновой кислоты, кверцетина и додецилгаллата.

Контрольные вопросы и задания.

1. Назовите способы консервирования молочных продуктов. В чем сущность консервирования?

2. Перечислите виды молочных консервов и общие приемы обработки молока при их производстве

3. Каковы особенности технологии стерилизованного молока?

4. Каковы особенности производства сгущенного молока с сахаром?

5. Дайте технологическую схему производства сухого цельного молока.

6. Каковы особенности технологии быстрорастворимого сухого молока?

7. Каковы причины загустевания сгущенного молока с сахаром и меры его предупреждения?

8. Почему может меняться цвет молочных консервов?

9. Можно ли избежать салистого вкуса сухого молока?

Источник