Таблица 3. - изменения в молоке при нагревании
| ИЗМЕНЕНИЯ | ПОСЛЕДСТВИЯ | |
| Первичные | Вторичные | |
| 1. Уменьшение межмолекулярных сил взаимодействия | Усиленное тепловое движение отдельных частиц | Снижение вязкости и поверхностного натяжения |
| 2. Разрыв гидрофобных связей | Десорбция эвглобулина с поверхности жировых шариков | Ухудшение способности сливок к отстою |
| 3. Разрыв водородных и ковалентных связей с незначительной энергией | Денатурация сывороточных белков в форме структурных изменений и флокуляции | Снижение окислительно-восстановительного потенциала, ухудшение способности к свертыванию |
| 4. Изменение растворимости, главным образом фосфатов и цитратов. | Смещение равновесия распределения между истинно и коллоидно-растворимыми фазами | Уменьшение активности сычужного фермента |
| 5. Усиление диссоциации потенциальных электролитов и воды | Изменение диссационного равновесия | Снижение pH |
| 6. Разрыв ковалентных связей концевых групп | Образование низкомолекулярных продуктов распада | Изменение вкуса |
| Разрушение ферментов и чувствительности к нагреванию витаминов | Отсутствие ферментативных реакций, снижение содержания витаминов | |
| 7. Разрыв и образование новых ковалентных связей | Образование углеводно-белковых соединений вследствие реакции Майяра | Изменения вкуса и цвета |
Как видно из таблицы, сильные изменения претерпевают при нагревании сывороточные белки, ферменты и витамины.
Казеин обладает высокой термоустойчивостью, он термостабилен и при пастеризации, стерилизации, УВТ-обработке молока не происходит его коагуляции, даже в течение 60 мин. при температуре 140°С. Сывороточные белки термолабильны, и многие из них полностью денатурируются в процессе нагревания молока при температуре 30°С в течение 10-30 мин.
Однако появление денатурированных сывороточных белков на поверхностях нагрева, как правило, невелико вследствие их прикрепления к стабильным казеиновым мицеллам.
При длительном воздействии высоких температур изменяются составные части молока, его физико-химические свойства, органолептические и технологические свойства, что видно из таблицы.
Понятие о денатурации белков. Под выражением «денатурация белков» понимают изменение нативной пространственной структуры макромолекулы, приводящее к утрате природных свойств белка, т.е. происходит конформационные изменения молекул с нарушением четвертичной, третичной и вторичной структур. Глубина нарушения нативной структуры белка зависит от природы денатурирующего агента, типа белка, окружающей среды и т.д.
Глава 3. Этапы производства питьевого молока
Технологический процесс обработки сырого молока включает следующие этапы:
* гомогенизация. Каждую партию молока, предназначенную к выпуску в цельном виде и к нормализации, после приема перемешивают и отбирают из нее пробу для определения кислотности, плотности и содержания массовой доли жира.
* прием и подготовка сырья
* отбор проб
* очистка. Молочное сырье очищают на сепараторах-молокоочистителях, фильтрах различной конструкции и другом оборудовании. Применяемые способы должны обеспечить очистку молока не ниже I группы по эталону.
* стерилизация в потоке при t 135-140°С 2-4 сек.
* охлаждение. Молоко охлаждают на пластинчатых, трубчатых и других охладителях до температуры не выше 6ºС (в летнее время не выше 10ºС) и направляют в промежуточные технологические емкости, где оно тщательно перемешивается.
* розлив
* укупорка
* 2-ая стерилизация в вертикальном 4-башенном стерилизаторе
* в 1 колонке молоко нагревается до 90°С
* во 2 колонке стерилизуется при t 116-118°С 16-20 минут
* в 3 и 4 колонках молоко охлаждается.
Кислотность должна быть не выше 20°Т. Гарантия срока хранения 10 суток при t не выше 20°С.
Пастеризованное молоко. Пастеризованным называют молоко, подвергнутое тепловой обработке при определенных режимах и затем охлажденное. Его выпускают нежирным и с массовой долей жира 1,5;2,5;3,2;3,5;6,0%; топленым нежирным и с массовой долей жира 1,4,6%; белковым с массовой долей жира 1,5;2,5;3,2%% восстановленным и с наполнителями (кофе или какао) согласно действующей нормативной документации.
В промышленности применяют несколько режимов пастеризации.
Длительная t 63-65°C — выдержка 30 мин.
Кратковременная t 72-76°С — выдержка 15-20 сек.
Моментальная t 85°С — без выдержки.
Цель пастеризации — уничтожить всю вегетативную и патогенную микрофлору при максимальном сохранении пищевой и биологической ценности молока. Пастеризация позволяет пролить срок хранения молочных продуктов и создать благоприятные условия для развития молочнокислых бактерий, который вносят при производстве кисломолочных продуктов и сыров.
Стерилизация — нагрев молока выше 100°С. Проводят непрерывным методом при t от 135° до 150°С с выдержкой от 2 до 4°С. При непрерывном методе стерилизации молока в бутылках обрабатывают при 104°С — 45 мин.
при 109°С — 30 мин.
при 120° С — 20 мин.
Цель стерилизации — уничтожаются не только вегетативные виды микрофлоры, но и их споры, что позволяет значительно увеличить сроки его хранения и при комнатной температуре.
Белки - при нагревании молока выше 60°С в первую очередь меняются структура и свойства сывороточных белков. Сначала в результате тепловой денатурации глобулы белков теряют компактность и развертываются. Полипептидные цепи собираются в нитевидные и хлопьевидные агрегаты, которые частично выпадают на греющих поверхностях и частично остаются в растворе.
Степень денатурации сывороточных белков молока зависит от t и продолжительности тепловой обработки. Так, при t 72-74°С она составляет около 10%; при t 85-90°С — свыше 30%; при t 110-145°С — 50-90%.
Творог представляет собой кисломолочный концентрированный белковый продукт с массовой долей жира 15-20%. Консистенция нежная и однородная, для жирного творога слегка мажущаяся, для нежирного допускается неоднородная, рассыпчатая с незначительным выделением сыворотки. Цвет белый, слегка желтоватый с кремовым оттенком, равномерным по всей массе. Творог имеет чистые кисломолочные вкус и запах без посторонних оттенков.
Характерный аромат кисломолочных продуктов, йогурта, сливок, кислосливочного масла, диетического кисломолочного творога и др. появляется в результате деятельности молочнокислых бактерий. Он образуется от карбонильных соединений и летучих кислот, которые накапливаются при сквашивании молока в качестве побочных продуктов.
В формировании аромата кисломолочных продуктов участвуют следующие компоненты: кислоты — молочная, лимонная, пропионовая, уксусная, муравьиная; CO2 , ацетальдегид, этиловый спирт, ацетон, ацетоин, диацетил.
Творог производят обычным (традиционным) и раздельным способами. Они различаются тем, что при производстве жирного творога раздельным способом сначала вырабатывают обезжиренный творог, а затем его смешивают со свежими сливками, количество которых соответствует жирности готового продукта.
Производство творога традиционным способом. Технологический процесс состоит из следующих операций: приемка и подготовка, сепарирование молока, нормализация, пастеризация, охлаждение, заквашивание и сквашивание пастеризованного молока, разрезание сгустка, охлаждение, фасование, упаковывание, хранение и транспортирование творога.
Молочное сырье, предназначенное для выработки творога, очищают на сепараторах-молокоочистителях или фильтруют через три слоя марли или другой фильтрующей ткани. Очищенное молоко подогревают до 37±2°С и разделяют на сепараторах-сливкоотделителях. При изготовлении творога жирного, полужирного и крестьянского молоко нормализуют по жиру с учетом массовой доли белка в цельном молоке, чтобы получился готовый продукт с заданным содержанием жира и влаги. Обезжиренное или пастеризованное молоко пастеризуют при температуре 78±2°С с выдержкой 15-20 с. в пластинчатых или трубчатых пастеризационно-охладительных установках или емкостных аппаратах. После пастеризации молоко охлаждают до температуры заквашивания. Если молоко после пастеризации не используют сразу на переработку, то его охлаждают до и хранят не более 6 ч. После хранения молоко сноваподогревают до температуры заквашивания.
При получении кисломолочного творога кислота образуется в молоке биохимическим путем — культурами микроорганизмов, причем отделению казеина предшествует стадия гелеобразования. Закваску готовят на чистых культурах мезофильных, молочнокислых стрептококков. Для ускоренного заквашивания используют закваску, приготовленную на чистых культурах мезофильных и термофильных стрептококков. Температура молока при заквашивании составляет 30±2°С в холодное и 28±2°С в теплое время года, при применении закваски “Дарницкая” - 26±2°С и закваски ”Каунасская” - 24±2°С. Перед внесением в молоко поверхностный слой закваски аккуратно снимают чистым продезинфицированным ковшом и удаляют. Затем закваску перемешивают до чистой однородной консистенции чистой мутовкой (при приготовлении в заквасочных ушатах) или мешалкой и вливают в подготовленное молоко в количестве 1-5% от общей массы. При ускоренном заквашивании в молоко добавляют 2,5% закваски, приготовленной на культуре мезофильных стрептококков, и 2,5% закваски - на культуре термофильных стрептококков. Продолжительность сквашивания молока 10ч, а при ускоренном способе – 6ч.