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 пастеризации:

• длительная – температура (87±2)°C с выдержкой 15—20 минут (кефир, сметана);
• короткая – температура (76±2)°C с выдержкой 40с (молоко пастеризованное, творог, молоко нежирное сгущенное с сахаром);
• мгновенная пастеризация — проходит при температуре (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 пастеризованное 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.). Без 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:

• при нагревании из молока улетучиваются растворенные в нем газы;
• вследствие удаления углекислоты кислотность молока снижается на 0,5–1 °Т;
• при температуре выше 85° частично изменяется казеин;
• но наибольшему воздействию подвергается альбумин молока: при 60 – 65 °С он начинает денатурироваться;
• нарушается 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);
• пастеризованное молоко медленнее свертывается сычужным ферментом при производстве сыров. Это объясняется выпадением кальциевых солей. Добавление к такому молоку раствора хлористого кальция восстанавливает данную способность;
• нагревание 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 холода. 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.