молоко лекции. Состав и свойства молока как сырья для молочной промышленности
 Скачать 437 Kb.
|
|
Требования, предъявляемые к качеству изготовляемого молока. Требования изложены в ГОСТ 1364. Доставка молока на предприятия осуществляется автоматизированным автотранспортом. На предприятии осматривают тару на чистоту, целостность проб, правильность наполнения, затем в каждой секции молоко перемешивают, измеряют температуру и отбирают пробу для определения микробиологических, органолептических и физико-химических показателей. Молоко должно быть доставлено при температуре 6-8°С, должно иметь санитарно-ветеринарную справку. Органолептические показатели определяют в сыром молоке, а вкус после кипячения. Физико-химические показатели: жир, титруемая кислотность, плотность, степень чистоты определяют ежедневно. Микробиологические показатели: бактериальная обсеменённость, проба на ингибирующие вещества определяют один раз в декаду. По ГОСТу молоко делят на первый, второй, высший сорт и не сортовое.
Не подлежит приёмке стародойное молоко и молозево с наличием консервирующих, ингибирующих и нейтрализующих веществ, с запахом химикатов или нефтепродуктов, лука, чеснока, полыни с погорклым вкусом, запахом. Молоко с плотностью 1026 кг/м3, кислотностью 15-21°Т приимют вторым сортом на основании стойловой пробы (не реже раза в 14 дней). Приёмка осуществляется по массовой доли жира (не меньше3,4%), иногда белка (не менее 3%). Для выработки стерилизованных продуктов в каждой партии молока определяют по алкогольной пробе, термоустойчивость не ниже 2-й группы. Для производства сыра дополнительно делают сычужно-бродильную пробу (не ниже 2-го класса). Для сычужных сыров используют молоко высшего и 1-г сорта, с содержанием не более 500 тыс. соматических клеток в 1 мл. Для сыров с низкой температурой 2-го нагревании с содержанием маслянокислых бактерий или их спор не более 10. Для сыров с высокой температурой нагревания не более 2 в 1 мл. После проверки качества молоко взвешивают и направляют на хранение. Первичная обработка молока на заводе Она заключается в его охлаждении до 4°С и очистке от возможных механических примесей, если молоко 1-й группы чистоты его не очищают. Первичную очистку должны осуществлять на фермах через ватно-марлевые фильтры. На предприятии применяют фильтрование и центробежную очистку с помощью сепараторов молоко-очистителей. При работе сепаратора примеси отбрасываются к стенкам и откладываются в виде слоя, очищенное молоко поступает к центру центрифуги и отводится. Примеси постепенно заполняют всё грязевое пространство и откладываются на тарелках, черех 3 часа работы сепаратор очищают. При очистке молока кислотностью более 20ºТ продолжительность безостановочной работы сепаратора снижается. Наиболее эффективная очистка происходит при температуре 38-40ºС, при этой температуре в молоке с повышенной кислотностью начинается коагуляция белков. В последние годы используют саморазгружающиеся сепараторы, в них установлена гидросистема, т.е. в грязевое пространство входит вода и промывка осуществляется без разборки. Работа увеличивается до 12 часов. В результате очистки качество молока повышается на 1 класс по редуктазной пробе, кислотность понижается на 1-2 ºТ и молоко кислотностью выше 20ºТ нежелательно направлять на центробежную очистку. Иногда используют бактофугирование с помощью сепараторов-бактофугаторов, скорость вращения барабана 16 тыс. об/мин, из молока удаляются даже споры микроорганизмов, процесс проводят при повышенной температуре. Молоко разделяется на молоко и бактофугат, выделяется 2-3% от массы очищаемого молока. Бактофугат отправляют на тепловую обработку выше 100ºС и снова смешивают с очищаемым молоком. Сепарирование молока – разделение молока на фракции с различными плотностями во вращающихся устройствах – сепараторах. Молоко разделяется на 2 фракции – сливки и обезжиренное молоко. Жирность обезжиренного молока при сепарировании не более 0,05%, при сепарировании жировые шарики отделяются под действием центробежной силы. Сепаратор – система тарелок с 3-мя отверстиями по диаметру, расположены друг под другом. Молоко поступает в сепаратор по верхней или нижней центральной трубке и поднимается по каналам вверх, оно распределяется тонким слоем по тарелкам, в межтарельчатом пространстве жировые шарики поднимаются вверх, а обезжиренное молоко остаётся внизу, зазор между тарелками 0,45-0,5, тарелок несколько десятков, в пространстве между тарелками молоко движется очень медленно – благоприятное условие для отделения жировых шариков. Под напором свежего молока сливки и обезжиренное молоко поднимается вверх и направляются в различные камеры. Обезжиривание зависит от нескольких факторов: скорость движения шариков Ʋ=8,77∙n2∙R∙r2 ((ρ пл – ρж)/ η), где n – частота вращения с-1 обычно от 5,5 до 8 тыс об/мин R – радиус тарелок, м r – радиус жировых шариков, м ρ пл - плотность плазмы, кг/м3 ρж – плотность жира, кг/м3 η – динамическая вязкость молока, Па∙с Скорость (Ʋ) выделения жировых шариков зависит от свойств молока и условий сепарирования, она повышается при увеличении радиуса тарелок R, при повышении r, частоты вращения барабана и уменьшается с увеличением динамической вязкости, оптимальная температура сепарирования 35-45ºС. Повышение температуры снижает вязкость молока, но жировые шарики начинают дробиться, а их диаметр не должен уменьшаться. Установлено, что из молока можно выделить жировые шарики диаметром 0,8 – 1 мкм. Жировой шарик окружён липопротеиновой оболочкой, если шарик маленький, то его плотность становится равной плотности плазмы. Молоко для сепарирования не должно подвергаться сильному механическому воздействию, это ведёт к раздроблению жировых шариков и повышает их отход в обезжиренное молоко, не рекомендуется долго выдерживать молоко перед сепарированием, так как сывороточные белки молока отсорбируются на поверхности жировых шариков. Степень чистоты молока Молоко с высокой степенью загрязнения быстро заполняет грязевое пространство в сепараторе и грязь начинает откладываться на тарелках, что ухудшает сепарирование, необходимо раньше останавливать сепаратор для чистке. Здесь используют саморазгружающиеся сепараторы, работающие до 20 часов. Свежесть молока – если на сепарирование идёт молоко с повышенной кислотностью, то при температуре 40ºС может происходить коагуляция белков и сепаратор быстро загрязняется. Скорость поступления молока в сепаратор – молоко направляют на сепарирование с массовой долей жира до 4%, при более высокой жирности обезжиривание ухудшается, так как повышается динамическая вязкость. При сепарировании молока повышенной жирности нужно увеличивать температуру или снизить скорость подачи молока в сепаратор. Массовая доля жира в сливках Эффективное отделение жира идёт при жирности получаемых сливок 30-35%, если она выше, то повышается жирность обезжиренного молока. Гомогенизация молока При хранении молока жир отстаивается вследствие разности плотности дисперсных фаз. Гомогенизация – процесс интенсивной механической обработки молока с целью раздробления жировых шариков на более мелкие. Гомогенизатор – 3-х ступенчатый плунжерный насос, на нагнетательной трубке которого имеется клапан, плотно прижатый пружиной к отверстию диаметром 5-10 мм. Под давлением открывается щель, в клапане резко изменяется сечение и скорость потока возрастает, при этом передняя часть жирового шарика движется с большей скоростью, а задняя с меньшей, происходит дробление шарика, диаметр жирового шарика после гомогенизации должен быть не больше 1 мкм (до гомогенизации 10-20 мкм). Скорость отстаивания жира в сливках описывается уравнением Стокса Ʋ=2/9∙g∙r2 ((ρпл – ρж)/ η), где g – ускорение свободного падения С уменьшением радиуса жирового шарика и повышением динамической вязкости молока, скорость оседания жировых шариков падает, после гомогенизации скорость всплывания уменьшается в 100 раз. Факторы, влияющие на гомогенизацию Давление. Чем выше создаваемое давление, тем эффективнее дробление жировых шариков. При повышении давления до 12-14 МПа (120-140 атм), то происходит уменьшение диаметра жировых шариков, а затем при давлении 14-20 МПа этот процесс протекает значительно медленнее. Оптимальное значение давления 15±2,5МПа. Температура. Молоко гомогенизируют при разных температурах, начиная с точки плавления жира 26-36ºС, повышение температуры приводит к понижению вязкости молока, оптимальной температурой является 60-65ºС. Дальнейшее повышение не улучшает эффективность, а ухудшает гомогенизацию. На практике процесс ведут при температуре пастеризации. Массовая доля жира. С её повышением давление гомогенизации необходимо снижать – зависимость вязкости от давления. При гомогенизации липопротеиновая оболочка жировых шариков разрушается, суммарная поверхность шариков повышается и для построения новых оболочек нужен белок, он берётся из сухого обезжиренного остатка молока (СОМО), но в молоке его содержание 10-11%, а в сливках 30% жирности – от 5 до 8%. Чем больше жира в сливках, тем меньше в них белка. Прочные оболочки формируются при соотношении СОМО к жиру больше 0,6. Нормализация молока – направленное изменение состава молока с целью получения готового продукта, отвечающего требованиям стандарта по массовым долям составных частей молока и немолочных компонентов. Чаще всего нормализацию проводят по жиру 2-мя способами: - в потоке (непрерывно) - периодически (путём смешивания) Непрерывную нормализацию проводят с помощью сепаратора-нормализатора – часть сливок отбирается и молоко выходит из сепаратора с заданной жирностью, процесс ведётся при 40-45ºС. Нормализацию путём смешивания проводят в ёмкостях, оборудованных мешалками, т.е. смешивают молоко и сливки, или молоко и обезжиренное молоко, рассчитывая количество сливок, которое необходимо добавить. Тепловая обработка молока – пастеризация и стерилизация. Пастеризация – обработка молока ниже его точки кипения, она преследует следующие цели: - полное уничтожение патогенных микроорганизмов - снижение общего количества микроорганизмов до минимального количества - инактивация ферментов молока - разрушение иммунных тел и антибактериальных веществ молока - создание благоприятных условий для развития нудной микрофлоры в молоке, предназначенном для производства кисломолочных продуктов - придание специфических вкусов, запахов, консистенции Впервые ввёл Пастер в 1830-1840 г. При пастеризации уничтожается до 99,98% вегетативных форм м/о в молоке – это повышает стойкость молочных продуктов. Пастеризация в сочетании с дезодорацией может ослабить пороки вкуса и запаха молока (улучшаются многие свойства молока). Эффективность пастеризации определяется степенью уничтожения м/о в процессе обработки, т.е. определяется отношением: Эффективность пастеризации = (количество уничтоженных м/о/общее количество м/о)100% Об эффективности пастеризации судят и по бактериям группы кишечной палочки, бродильному титру – наименьшее количество продукта, в котором обнаружены БГКП. Коли-титр – наименьшее количество продукта, в котором обнаружена кишечная палочка. Бродильный титр пастеризованного молока не менее 0,1 мл; бродильный титр выходящего из секции молока не менее 10 мл. Уничтожение м/о и изменение физико-химических свойств молока при воздействии температуры зависит и от температуры выдержки. Молоко пастеризуют при температуре 74-76ºС и время выдержки рассчитано 3,7 сек. На практике используют пастеризацию в течение 20 сек. Факторы, влияющие на эффективность пастеризации Жирность молока. Чем выше жирность молока, тем больше должна быть продолжительность и температура пастеризации, так как жир обладает низкой теплопроводностью. Бактериальная обсеменённость. В молоке с большой бактериальной обсеменённостью после тепловой обработки остаётся больше м/о. Чем больше м/о, тем больше вероятность наличия в молоке патогенных м/о. Чем больше термостойких м/о, тем меньше эффективность пастеризации. Преобладающая микрофлора молока охлаждённого после доения, хранившегося при низких температурах – психрофильные м/о. Эффективность пастеризации такого молока высокая. Если молоко не охлаждать до температуры ниже 10ºС, то в нём развиваются МКБ, энтерококки, они повышают кислотность молока, у них высокая термоустойчивость, эффективность пастеризации будет снижена. Наличие клеток эпителия, пены, слизи они создают защитные условия для м/о. Большинство механических примесей, содержатся в пене, её необходимо снимать. Наиболее стойкими из патогенных м/о являются микобактерии туберкулёза, поэтому основным критерием надёжности пастеризации является гибель микобактерий. Ферменты фосфатазы и пероксидазы в сыром молоке разрушаются при более высокой температуре и выдержке, чем возбудители туберкулёза. Поэтому эффективность пастеризации контролируется пробой на фосфатазу (до температуры 80ºС) и пероксидазу (80-85ºС). В молочной промышленности применяют режимы пастеризации: - длительный 63-65ºС 30мин - кратковременный 70-76ºС 15-20 сек. - моментальный 85-90ºС без выдержки Влияние температуры и продолжительности тепловой обработки на изменение состава и свойств молока Чем выше температура и больше продолжительность выдержки, тем более глубокие изменения происходят с составными частями молока (в основном белки и соли). В результате пастеризации наблюдается небольшое уменьшение отстаивания жировых шариков в следствии их дробления. В молоке которое не нагревали шарики отстаиваются быстро из-за склеивания в конгломераты. При нагревании до 61ºС слипание шариков увеличивается, но при более высокой температуре они разъединяются. Титруемая кислотность при пастеризации падает на 0,5-1ºТ, так происходит удаление СО2. При температуре 65ºСначинают денатурировать сывороточные белки. Из молока все сывороточные белки можно выделить нагрев его до 85ºС в течение 5 минут. При пастеризации нарушается солевое равновесие в молоке. Растворимые известковые соли переходят в нерастворимые. Например, растворимые лимоннокислые одно- и двузамещённые соли кальция переходят в нерастворимые 3-х замещённые, а фосфорнокислые соли кальция также становятся нерастворимыми 3Са(Н2РО4)2=Са3(РО4)2+4Н3РО4 3СаНРО4=Са3(РО4)2+Н3РО4 Выпадение белков, нерастворимых фосфорных и лимоннокислых солей приводит к их отложению на нагревательной поверхности пастеризатора. При пастеризации молочный сахар (лактоза) практически не изменяется, но при длительной выдержке и температуре близкой к 100ºС лактоза взаимодействует с белками и свободными аминокислотами с образованием меланоидинов, которые придают молоку специфический кремовый цвет и вкус. Режимы пастеризации выбирают с учётом изменений свойств молока. Для улучшения консистенции молочнокислых продуктов применяют более высокие температуры пастеризации 85-90ºС 10 минут. При такой температуре денатурированные сывороточные белки включаются в сгусток, который образован казеином, а сывороточные белки обладают повышенной влагоудерживающей способностью и препятствуют выделению сыворотки из сгустка. При производстве творога, сыров температура должна быть ниже 72-80ºС 15-20 сек. При пастеризации уничтожается большинство витаминов, а витамин С разрушается полностью. 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. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||