Гомогенизация молока – это механическая обработка молока (сливок), которая заключается в измельчении (диспергировании) жировых шариков путем воздействия на молоко значительных внешних усилий. Диспергирование жировых шариков, т.е. уменьшение их размеров и равномерное распределение в молоке, достигается воздействием на молоко значительных внешних усилий (давление, ультразвук, высокочастотная электрическая обработка и др.) на специальном оборудовании– гомогенизаторах.
Известно, что при хранении свежего молока и сливок из-за наличия разницы в плотности молочного жира и плазмы происходит всплытие жировой фракции или ее отстаивания. Скорость отстаивания жира зависит от размера жировых шариков, вязкости, от возможности соединения жировых шариков друг с другом. Размеры жировых шариков колеблются в широких пределах от 0,5 до 0,18 мкм. В процессе гомогенизации молока размеры жировых шариков уменьшаются примерно в 10 раз. В процессе дробления жирового шарика перераспределяется вещество его оболочки. На построение оболочек образовавшихся мелких шариков мобилизуются плазменные белки, а часть фосфатидов переходит с поверхности жировых шариков в плазму молока. Этот процесс способствует стабилизации высокодисперсной жировой эмульсии гомогенизированного молока. Поэтому при высокой дисперсности жировых шариков молоко практически не отстаивается.
Гомогенизация сырья способствует:
- при производстве пастеризованного молока и сливок —приобрести однородность (вкус, цвет, жирность);
- стерилизованного молока и сливок — повышению стойкости при хранении;
- кисломолочных продуктов (сметаны, кефира, йогурта и др.) — повышению прочности и улучшению консистенции белковых сгустков и исключению образования жировой пробки на поверхности продукта;
- сгущенных молочных консервов — предотвращению выделения жировой фазы при длительном хранении;
- сухого цельного молока — снижению количества свободного молочного жира, не защищенного белковыми оболочками, что приводит к быстрому его окислению под действием кислорода атмосферного воздуха;
- восстановленных молока, сливок и кисломолочных напитков — созданию наполненности вкуса продукта и предупреждению появления водянистого привкуса;
- молока с наполнителями (какао и др.) — улучшению вкуса, повышению вязкости и снижению вероятности образования осадка.
Основным узлом современных гомогенизаторов клапанного типа является гомогенизирующая головка. Она может быть одноступенчатой или двухступенчатой. Двухступенчатую гомогенизацию с большим перепадом давления на обеих ступенях применяют при производстве высокожирных молочных продуктов (сливки, смеси мороженого и т.п.). Она позволяет рассеивать (разбивать) образующиеся скопления жировых шариков. Для производства других видов молочных продуктов, в том числе питьевого молока, можно использовать одноступенчатую гомогенизацию молока.
Эффективность гомогенизации молока определяется рабочим давлением, температурой, скоростью движения продукта при прохождении через гомогенизирующую головку, конструктивными особенностями последней, составом и свойствами компонентов, образующих оболочку жировых шариков, кислотностью, а также последовательностью технологических операций.
Увеличение давления гомогенизации приводит к уменьшению среднего диаметра и диапазона распределения по размерам жировых шариков молока. По данным Н. В. Барановского, средний диаметр жировых шариков при давлении до 12—14 МПа уменьшается более интенсивно, чем при давлении от 14 до 20 МПа, а при давлении более 20 МПа практически не уменьшается.
Температура молока при гомогенизации является важным параметром, влияющим на эффективность процесса. Понижение температуры гомогенизации приводит к повышению вязкости молока и, как следствие, к образованию скоплений молочного жира и их отстаиванию. Отстаивание сливок возрастает при температуре (30—40)°С. При высокой температуре в гомогенизирующей головке могут образовываться белковые отложения, что отрицательно сказывается на работе гомогенизатора. В нормативной документации температура гомогенизации при выработке большинства молочных продуктов определена в диапазоне (60— 65)°С. При гомогенизации допускается увеличение температуры молока на (5—8)°С, которое необходимо учитывать при его дальнейшей технологической обработке.
При повышении кислотности молока снижается эффективность гомогенизации. Это объясняется тем, что уменьшается стабильность белков и образуются белковые агломераты, затрудняющие диспергирование жировых шариков.
Последовательность технологических операций с использованием гомогенизации молока может быть различной:
- Очистка => подогрев => гомогенизация => пастеризация => охлаждение;
- Очистка => подогрев => гомогенизация => охлаждение;
- Подогрев => гомогенизация => очистка => пастеризация => охлаждение;
- Подогрев => очистка => гомогенизация => пастеризация => охлаждение;
- Подогрев => очистка => пастеризация => гомогенизация => охлаждение.
При выработке молочных продуктов можно использовать полную или раздельную гомогенизацию: при полной — гомогенизируют весь объем перерабатываемого молока; при раздельной — молоко сепарируют, полученные сливки гомогенизируют, смешивают с обезжиренным молоком и направляют на дальнейшую обработку. Раздельную гомогенизацию целесообразно применять при выработке молочных продуктов (питьевого молока, кисломолочных и др.), где требуется составление нормализованной молочной смеси.
