Важной характеристикой, определяющей пригодность сырья для производства молока, стойкого в хранении, является термоустойчивость. Известно, что термоустойчивость молока, определяемая поведением мицелл казеина и жировых шариков в условиях жесткой термической обработки и механического воздействия, имеет большое значение для многих технологий в молочной промышленности. По ряду причин проблема получения термоустойчивого молока стала чрезвычайно актуальной, и перерабатывающие предприятия испытывают в нем острый недостаток.
В литературе имеется большое количество сведений о том, как вызвать коагуляцию белков, в том числе казеина, как с помощью введения определенных солей стабилизировать термоустойчивость молока, но сведения о возможности её практического повышения немногочисленны.
Анализ современных представлений о процессах в молоке, приводящих к изменению термоустойчивости, позволяет сделать вывод о возможности воздействия на них физическими методами [129].
Н.Б. Гавриловой и Г.О. Мирашевой проанализированы методы и способы обработки молока сырья с целью повышения стойкости в хранении молока питьевого и молочных продуктов. Из многообразия различных методов авторы выделили следующие:
9
- химические методы, то есть использование специальных пищевых добавок, консервантов и др.;
- физические методы - это тепловая обработка, замораживание, сублимационная сушка, тепловая сушка [72].
Наиболее распространенным методом обработки молока для повышения стойкости его в хранении является тепловая обработка. Следует отметить, что тепловая обработка, принятая в молочной промышленности, в той или иной степени воздействует на компоненты молока, особенно на сывороточные белки, лактозу, некоторые витамины и ферменты. Полное уничтожение микроорганизмов вызывает снижение этого воздействия при повышении температуры и значительном уменьшении продолжительности нагревания, на чем и основана ультравысокотемпературная обработка молока (УВТ).
УВТ-обработка осуществляется прямым способом - смешиванием молока с насыщенным паром под давлением, вводом пара в молоко (уперизация), впрыскиванием молока в атмосферу пара (вакреация) или косвенным - нагревом молока в пластинчатых или трубчатых теплобменниках при температуре свыше 130 °С с выдержкой в течение долей или нескольких секунд в теплообменниках непрерывного действия. Расфасовывают его в асептических условиях. Для производства стерилизованного молока используют также стерилизацию в упаковке в установках непрерывного или периодического действия (ав-токлавирование). Различные способы стерилизации обеспечивают хранимоспо-собность готового продукта в течение значительно более длительного периода по сравнению с пастеризацией.
По данным Международной молочной федерации изменения в молоке, подвергнутом УВТ-обработке при 140 °С с выдержкой в течение 7-8 с, почти в 14 раз меньше, чем в молоке, стерилизованном при 120 °С с выдержкой 10 мин, и в 3,7 раза больше, чем в молоке, обработанном при 150 °С с выдержкой 2-4 с. При тепловой обработке и особенно при стерилизации в упаковке среди компонентов молока наибольшим химическим изменениям подвергается лакто-
10
за, которая взаимодействует с белками, иногда это приводит к неферментативному покоричневению молока [3, 126, 143,145].
Одним из популярных цельномолочных продуктов является стерилизованное молоко. Поэтому специалисты молочной промышленности, как за рубежом, так и в России активно работают над расширением его ассортимента. С этой целью разрабатывается стерилизованная продукция с различной массовой долей жира, белка, с различными вкусовыми и биологически активными добавками. Это наполнители - кофе, какао, фрукты, витаминно-минеральные комплексы, - и другие функциональные ингредиенты, позволяющие усилить вкусовые, пищевые, профилактические или лечебные свойства молочного продукта.
А.С. Куркиной разработана технология стерилизованного молока, обогащенного ангиогенином - ценным биологически активным веществом. Ангиоге-нин присутствует в сыром коровьем молоке. В стерилизованное молоко вводится обогащенная ангиогенином белковая фракция. Эта фракция выделяется из пермеата, полученного при ультрафильтрации нормализованного молока. Пермеат является побочным продуктом при производстве детского творога и сегодня не находит практического применения. Разработанная технология позволяет приблизить стерилизованное молоко по биологической ценности к сырому молоку, а также предлагает рациональный способ использования пермеата [63, 64, 65].
Н.И. Дунченко совместно со специалистами Лианозовского молочного комбината разработала технологию стерилизованного молока, которое подвергалось УВТ-обработке, фасовке и упаковке в асептических условиях. Сроки его хранения при температуре (10±2) °С - 6 мес, при температуре (20±2) °С -4 мес, при температуре (40+2) °С — 2-3 мес [46].
Для улучшения структуры питания населения необходимо разрабатывать и поставлять на рынок новые высококачественные, биологически полноценные продукты питания.
Большой популярностью у потребителей традиционно пользуется молоко пастеризованное. Однако малые сроки реализации этого продукта создают тор-
11
гующим организациям и предприятиям молочной промышленности целый ряд проблем. Один из путей решения проблемы повышения биологической ценности молока пастеризованного с увеличенным сроком годности — обогащение продукта сывороточными белками [86].
В Воронежской государственной технологической академии разработана технология пастеризованного витаминизированного молока "Особое", отличающегося защитными свойствами в результате обогащения бета-каротином и витаминами Е и С. Обогащение молока проводится перед пастеризацией. Установлен срок хранения пастеризованного молока "Особое" при температуре (4+2) °С не более 7 сут [23].
Также известна технология молока пастеризованного "Российское" (ТУ 9222-150-00419785-99) имеющего срок хранения до 3 сут [85].
Многочисленными исследованиями, проводившимися в нашей стране и за рубежом, установлено, что срок хранения пастеризованного молока зависит от исходного содержания микроорганизмов в сыром молоке, режима термической обработки, видов и физиологической активности микроорганизмов, оставшихся после пастеризации и попавших в молоко с оборудования и тары, содержания в нем термоустойчивых протеолитических или липолитических ферментов, температуры хранения готового продукта.
Например, в Австралии в 1989 г. были проведены научные исследования по определению воздействий режимов пастеризации и хранения на микробиологические, химические и физические свойства молока асептической упаковки. Д. Шмидт, Т. Доммет и другие учёные использовали около 15 комбинаций температуры пастеризации и продолжительности выдержки (от 72 °С с выдержкой 15 с до 88 °С с выдержкой 15 с), а также температуры хранения в пределах 3-7 °С. Установлено, что рост психротрофных микроорганизмов, способных вызвать порчу охлажденного пастеризованного молока, при температуре 7 °С происходит гораздо быстрее. Также было определено, что режим хранения молока при температуре 3 °С является оптимальным.
12
В результате проведенных исследований во ВНИМИ разработаны технические условия (ТУ 9222-242-00419785-00) и технологическая инструкция на производство молока пастеризованного цельного отборного стойкого (до 10 дней) в хранении. Согласно НД пастеризованное коровье молоко вырабатывается из ненормализованного молока, отобранного по физико-химическим и микробиологическим показателям, подвергнутого гомогенизации, пастеризации при определенных температурных режимах с последующим охлаждением и упаковкой [52].
Особое значение для продуктов с увеличенным сроком хранения имеет их фасовка и упаковка. Для этой цели рекомендуется использовать оборудование класса ULTRA CLEAN и CLEAN [113].
Таким образом, из вышеизложенного следует то, что совершенствование ассортимента и технологии питьевого молока идёт в двух основных направлениях:
- обогащение белками, витаминами, минералами;
-повышение стойкости в хранении, путем бактофугирования и тепловой обработки молока-сырья.
1.2 Микронутриентный состав молока и молочных продуктов
Молоко - один из самых ценных продуктов питания человека. По пищевой ценности оно может заменить любой продукт, но ни один продукт не заменит молоко. Молоко содержит все необходимые для питания человека вещества -белки, жиры, углеводы, которые находятся в сбалансированных соотношениях и очень легко усваиваются организмом. Кроме того, в нем содержатся многие ферменты, витамины, минеральные вещества и другие важные элементы питания, необходимые для обеспечения нормального обмена веществ [25].
Не менее ценны и минеральные компоненты молока. Прежде всего, следует отметить высокое содержание солей кальция и фосфора, которые нужны организму для формирования костной ткани, восстановления крови, деятельности
13 мозга и т.д. Оба элемента находятся в молоке не только в прекрасно усвояемой
форме, но и в хорошо сбалансированных соотношениях, что позволяет организму максимально их усваивать. Около 80 % суточной потребности человека в кальции удовлетворяется за счет молочных продуктов.
В молоке содержатся такие важные макроэлементы, как калий, натрий, магний, хлор, а также микроэлементы - цинк, кобальт, марганец, медь, железо, йод, которые участвуют в построении ферментов, гормонов и витаминов. Например, йод является структурным элементом гормона щитовидной железы, железо входит в состав гемоглобина и некоторых ферментов, медь - катализатор окислительно-восстановительных процессов в организме, кобальт входит в состав витамина В^ и т.д. Молоко является постоянным и важным источником почти всех видов витаминов. Так, суточная потребность в относительно дефицитном витамине Вг удовлетворяется на 42-50 % за счет молока и молочных продуктов (мясо и рыба дают лишь 24 %, злаковые - 17 %) [2].