молоко лекции. Состав и свойства молока как сырья для молочной промышленности
 Скачать 437 Kb.
|
|
Стерилизация молока – тепловая обработка молока при температуре выше температуры кипения (выше 100ºС). В результате все м/о и их споры уничтожаются. Стерилизация также зависит от температуры и времени выдержки. С повышением температуры время выдержки сокращается. При стерилизации происходит более существенное изменение свойств молока. Стерилизованное молоко не способно свёртываться сычужным ферментом. При длительной тепловой обработке молоко вытапливается и отстаивается молочный жир, стерилизованное молоко приобретает характерный вкус и запах кипячённого молока, так как образуются свободные S-H группы, которые препятствуют окислению и прогорканию жира. Режимы стерилизации - 150ºС 1 сек - 140 ºС 10 сек - 120ºС 15 минут - 110ºС 30-40 минут Эффективность стерилизации контролируется по спорообразующим бактериям. Зависимость продолжительности будет τ=lg(Сн/Ск), где τ – продолжительность выдержки, Сн и Ск – количество спорообразующих бактерий в начале и в конце стерилизации. Продолжительность выдержки должна быть больше 6. Способы стерилизации - периодический – применяется при небольших объёмах производства. Процесс проводят в стерилизаторах - непрерывный – одноступенчатый (молоко стерилизуют 1 раз в потоке или в бутылках); двухступенчатый (молоко стерилизуют 2 раза: до розлива в потоке на трубчатых и пластинчатых аппаратах и после розлива в стерилизаторах). Этот способ более надёжный, но молоко больше изменяется. Существует контактный способ – контакт молока с горячей поверхностью, инжекция пара в молоко. Технология питьевого пастеризованного молока Пастеризованное молоко вырабатывают из нормализованного по массовой доле жира молока, прошедшего обязательную тепловую обработку с последующим охлаждением. Молоко выпускают с массовой долей 1,5; 2,5; 3,2; 3,5; 6%, нежирное, цельное – 3,4%. Пастеризованное молоко – однородная жидкость без осадка и отстоя сливок, должно иметь чистый вкус и запах, без посторонних, не свойственных молоку привкусов и запахов. Температура при выпуске с предприятия не выше 6ºС. Не допускается наличие фосфатазы, кислотность не выше 21ºТ, для детского питания не выше 19ºТ, плотность не менее 1027кг/м3. Общее количество м/о не более 100 000 в 1 мл. Сырьё для питьевого молока – сырое молоко не ниже 2-го сорта, кислотностью не более 19ºТ, обезжиренное молоко с кислотностью не более 19ºТ; сливки с массовой долей жира не более 30% и кислотностью плазмы не более 24ºТ; кислотность плазмы определяют по уравнению Кпл=(100∙Кслив)/100 - Жслив а также сухое, цельное, обезжиренное молоко высшего сорта, распылительной сушилки и различные добавки. Технологическая схема Приёмка и подготовка сырья – очистка молока – нормализация – тепловая обработка и гомогенизация – охлаждение – промежуточное хранение – розлив, упаковка, маркировка – хранение, реализация Операция по очистке, гомогенизации, пастеризации и охлаждению выполняют в потоке на специальных пастеризационно-охладительных установках пластинчатого или трубчатого типа, сепараторах молокоочистителях и гомогенизаторах имеющих одинаковую производительность. Сырое молоко поступает в первую секцию рекуперации, где подогревается до 40-45ºС и поступает в сепаратор-молокоочиститель (очистка от механических примесей), затем поступает во 2-ю секцию рекуперации с температурой до 60ºС и подаётся в гомогенизатор, где гомогенизируется при давлении 12,5±2,5МПа и затем идёт в секцию пастеризации, где пастеризуется при температуре 72-76ºС, 20 сек, нагрев идёт горячей водой, далее идёт во вторую секцию рекуперацию, где нагревает встречный поток молока, а сам охлаждается, затем проходит первую рекуперацию, потом в первую секцию охлаждения (охлаждается холодной водой), потом во 2-ю секцию, охлаждаемую рассолом (раствор хлористого кальция), охлаждение до 4-6ºС и направляется в ёмкости для промежуточного хранения до начала розлива – не более 6 часов. Далее идёт розлив различную тару: пакеты, картонную упаковку, на тар делают маркировку – наименование предприятия, товарный знак, вид молока, жирность, объём, состав, энергетическая ценность, дата конечного срока реализации (6 цифр): 2 первых цифры – час, 2 вторых – день, 2 третьих – месяц. Готовый продукт хранят в холодильнике при температуре 0-2ºС в течение не более 36 часов с момента окончания технологического процесса, в том числе на предприятии – изготовителе – не более 18 часов. Технология топлёного молока – вырабатывают по общей технологической схеме производства пастеризованного молока, в которой изменяют режимы тепловой обработки нормализованной смеси. Топлёное молоко выпускают с массовой долей жира 1%, 4; : и нежирное. Тепловую обработку проводят при температуре 95-99ºС 3-4 часа, для нежирного 4-5 часов. Для предотвращения образования на поверхности молока слоя из белка и жира необходимо перемешивать через каждый час. В процессе топления из нормализованной смеси испаряется вода, что приводит к увеличению доли сухих веществ. Поэтому исходную смесь нормализуют до исходного содержания жира 3,9%, 5,8%, 0,95%. В процессе топления из-за длительного воздействия высокой температуры молочный сахар взаимодействует с аминокислотами – образуются меланоидины, которые придают коричневый оттенок , происходит изменение самих аминокислот с образованием S-H групп, которые придают продукту специфический вкус и запах, затем молоко охлаждают до 4-5ºС и фасуют, кислотность не больше 21ºТ. Восстановленное молоко – вырабатывают из сухого молока высшего качества, полученного в распылительной сушке. По физ-хим и органолептическим свойствам оно должно соответствовать пастеризованному натуральному молоку. Иногда даже превосходить его по некоторым показателям – в нём больше незаменимых аминокислот, непредельных жирных кислот. Перед восстановлением в сухом молоке определяют массовую долю влаги и жира, его растворимость и на основании этих данных рассчитывают количество сухого молока, необходимого на восстановление См =(100НЖм)/(РЖсухм), где Н – норма расхода сырья на 100 кг восстановленного молока при 100% растворимости. Р – растворимость сухого молока, %. Количество воды, необходимое для растворения определяется по разности между массой восстановленного и сухого молока – всё остальное вода. Для восстановления применяют доброкачественную питьевую воду с температурой 45 - 50ºС. Молоко смешивают с водой, направляют на охлаждение до 6-8ºС. Охлаждённое молоко выдерживают в резервуарах 3-4 часа. Это необходимо для набухания белков и более полного растворения всех частей. Затем проверяют физ-хим состав, при необходимости проводят нормализацию и направляют на дальнейшую обработку – гомогенизация, очистка, пастеризация, охлаждение. Молоко обязательно гомогенизируют, чтобы на поверхности не образовались капли вытопленного жира. Технология стерилизованного молока Стерилизованное молоко может храниться длительное время при температуре от 0 до 9 ºС, 10 до 20ºС – 4 месяца, при 30 ºС – 2 месяца. Технологическая схема производства: приёмка и подготовка сырья – нормализация молока – очистка – деаэрация – гомогенизация – пастеризация – охлаждение – промежуточное хранение – внесение солей стабилизаторов – предварительный нагрев – гомогенизация – стерилизация – охлаждение – упаковка и маркировка. Требуется молоко не ниже 1-го сорта, содержание соматических клеток не более 500 тыс/1мл, термоустойчивость по алкогольной пробе не ниже 3 группы. Можно использовать обезжиренное и сухое молоко после восстановления. Далее молоко охлаждают до температуры не выше 6ºС, предварительно очищают на сепараторах, нормализуют (в потоке). Сырое молоко до тепловой обработке должно храниться не более 4-х часов. Затем его пастеризуют при температуре 74±2ºС 20 сек, проводя при этом его очистку и деаэрацию – удаление газа О2, СО2, посторонние запахи. Деаэрация при температуре 70ºС при вакуумировании с давлением 0,05МПа. Затем проводят гомогенизацию при давлении 12,5±2,5 МПа, охлаждают до температуры ниже 10ºС. Если молоко идёт 4-й группы по термоустойчивости, то его термоустойчивость повышают добавляя соли-стабилизаторы. Их вносят в охлаждённое молоко. Перед стерилизацией используют натриевые, калиевые лимоннокислые 3-х замещённые, натриевые, калиевые фосфорнокислые 2 двузамещённые соли в количестве 0,01-0,03%. Затем молоко перемешивают 10-15 мин и определяют термоустойчивость (должна быть не ниже 3 группы), затем молоко направляют на стерилизацию. Её проводят в стерилизационных установках трубчатого типа. В начале молоко нагревают до 75-80 ºС, гомогенизируют при высоком давлении 20-25МПа, затем направляют во 2-ю секцию установки, где нагревается до 95 ºС 1 мин, и идёт в секцию стерилизатора. Используют 140±2 ºС 4 сек, охлаждают до температуры не выше 25 ºС, затем молоко поступает в стерильную ёмкость, его разливают в стерильных условиях в коробки и пакеты TETRAPAK. Внутренняя поверхность тары обрабатывается перекисью водорода и далее бактерицидной лампой. Под действием УФ перекись распадается на водород и кислород, затем молоко разливают и хранят. Получение масла Способы производства масла. Сливочное масло – пищевой продукт, основной составной частью которого является молочный жир. Основа процесса получения молочного жира – выделение жира из сливок в виде жирового концентрата, затем равномерное его распределение и пластификация. Жировую фазу концентрируют 2-мя способами: - взбиванием сливок в холодном состоянии - сепарирование сливок в горячем состоянии При взбивании сливок в холодном состоянии идёт поглощение воздуха. Цикл производства длится 1 сутки, так сливки перед взбиванием должны созреть. При сепарировании сливок в горячем состоянии – полученные высокожирные сливки быстро охлаждают, идёт кристаллизация жира, так как сепарирование идёт при высокой температуре, то дополнительно обеспечивается микробиологическая чистота. Такое масло содержит больше жира, так как жир из пахты весь переходит в масло. Требования к сырью для производства сливок Сырьё: коровье молоко и полученные из него сливки. Молоко должно соответствовать требованием ГОСТа. Эффективность сепарирования зависит от степени дисперсности жировых шариков, от массовой доли жира в молоке и жирнокислотного состава жира. Если размер жировых шариков до 1 мкм, то степень использования жира нулевая – жир не выделяется; от 1 до 2 мкм – 33; от 2 до 3 мкм – 68%; свыше 8 мкм – 100%. Размер жировых шариков зависит от условий содержания, породы коровы, транспортировки, периода лактации. Гомогенизированное молоко направлять на производство масла нельзя. Наибольший размер жировых шариков наблюдается в середине лактационного периода (лето). На вкусовые показатели и консистенцию масла оказывает влияние состав молочного жира. Он непостоянен, биологическую ценность и стойкость при хранении повышает содержание полиненасыщенных жирных кислот. От этого зависит температура плавления и кристаллизации масла, чем больше содержание полиненасыщенных кислот, тем ниже температура плавления. В летний период их содержание достигает 6%, зимой -2%. Их содержание определяют по йодному числу, так как I2 присоединяется по месту непредельных связей, чем оно больше, тем лучше масло связывает влагу. Наиболее оптимально содержание жира в сливках при производстве масла непрерывным взбиванием: 40-42%; кислотность плазмы 25-27ºТ. Для масла, выработанного периодическим способом, 32-37%, сливки сортируют по сортам – 1, 2-й сорт и не сортовые, проводят пробу на термоустойчивость – 1 мл сливок кипятят и выливают в чашку Петри, если в них присутствуют хлопья, то сливки относят ко 2-му сорту, если нет – то к первому сорту, если хлопьев много – то сливки не сортовые. Не применяют сливки, разбавленные водой, с посторонними запахами и привкусами, но некоторые запахи можно удалить дезаэрацией и промывкой. Промывка применяется при высокой кислотности. Сливки разбавляют водой с температурой 55-60ºС и сепарируют, полученные сливки смешивают с обезжиренным молоком нормальной кислотности 19ºТ до массовой доли жира 6% и снова сепарируют. При этом удаляется молочная кислота, кислые соли, может теряться часть жира. Дезаэрация и аэрация применяется для удаления запахов. Для этого сливки тонким слоем в горячем состоянии пропускают по поверхности охладителя и продувают воздухом с помощью вентилятора, затем проводят тепловую обработку сливок. Она должна обеспечить полное уничтожение патогенных м/о и максимально уничтожить вносимую микрофлору. Выбор режима зависит от свойства исходных сливок. Сливки 1-го сорта для производства сладкосливочного масла пастеризуют при температуре 86-90 ºС в весенне-летний период и до 90-95 ºС в осенне-зимний период. Сливки второго сорта пастеризуют при температуре 92-95 ºС летом и 101-103 ºС зимой. Иногда тепловую обработку совмещают с дезаэрацией. Тепловая обработка оказывает влияние на пластичность молока. Пластичность определяется уменьшением количества свободного жира, выделившегося из монолита масла при термостатировании 2 часа при температуре 27-30 ºС. Пластичность уменьшается с повышением температуры пастеризации. Масло характеризуется мелкокристаллической структурой, привкус пастеризации маскирует посторонний запах масла. Технологическая схема производства сливочного масла методом взбивания Способ основан на способности жира молока менять своё агрегатное состояние, при изменении температуры. Сливки охлаждают до температуры кристаллизации жира, осуществляют коагуляцию жировой фазы. Масляные зёрна спрессовывают в монолит и пластифицируют. Схема производства: приёмка – сортировка сырья – сепарирование молока и получение сливок – охлаждение и созревание сливок – сбивание сливок и получение масляного зерна – промывка зерна – его обработка – фасовка, хранение, транспортировка. После тепловой обработки сливки охлаждают до температуры 0 - 12 ºС для того, чтобы перевести часть жира в твёрдое состояние (33%). Охлаждение должно быть быстрым, так как при этом образуется много центров кристаллизации. В зависимости от температуры созревание идёт от 5 до 20 часов. В твёрдом состоянии оболочка жировых шариков становится тоньше. После созревания сливки взбивают при температуре 12-14 ºС 30-35 минут, при этом образуется масляное зерно и образуется пахта. В аппаратах маслоизготовителях ведут промывку водой если сливки плохого качества и идёт дальнейшая обработка. Факторы, влияющие на взбивание Скорость вращения маслоизготовителя Она зависит от радиуса маслоизготовителя и определяется формулой Ʋ=24/√r Степень наполненности аппарата должна быть 40-45% от общего объёма, так как в аппарате должен циркулировать воздух около которого скапливается жир. Жирность сливок – Если жира много, то аппарат будет работать медленнее. Степень созревания сливок – При взбивании недозревших сливок идут большие потери жира с пахтой и консистенция масла будет мягкой. В этом случае снижают температуру взбивания. Оптимальной температурой взбивания в зимнее время является 12-14 ºС, а в летнее 10-12 ºС. Если сливки перезревшие, то образуется прочная мелкая ячеистая пена, где меньше жидкого жира и процесс взбивания также замедляется, а консистенция масла становится более грубой, необходимо повышение температуры взбивания на 1-2 ºС. Т.е. состояние равновесия это 30-35% твёрдой фазы жира, а остальное – жидкий жир. Далее следует промывка масляного зерна для удаления пахты, части запахов, привкусов и для охлаждения. Если масло производят из сливок высокого качества, то промывку не применяют. Вода должна соответствовать требованиям питьевой воды, в начале из аппарата удаляют пахту и добавляют воду в количестве 30-60% от массы сливок, применяют 2-х, 3-х кратную промывку. Температуру подбирают, чтобы получить хорошую консистенцию масла. Первую промывку ведут при температуре 12 ºС, вторую на 2 ºС меньше, а при мягком зерне температуру понижают ещё на 2 ºС. При грубом зерне используют температуру на 2 ºС выше, чем в конце взбивания. Промывка не способствует хранению масла при низких температурах, стойкость масла при хранении снижается, ускоряются окислительные и гидролитические процессы. При хранении масла при повышенной температуре промывка имеет значение, так как в масле уменьшается содержание м/о. После промывки зерно обрабатывают для соединения масляных зёрен в пласт и равномерного распределения влаги. - сначала происходит формирование пласта масла из различных зёрен и удаление излишней влаги - происходит диспергирование в пласте крупных капель влаги. - стандартизация состава и пластификация На первой стадии содержание влаги постоянно снижается, при этом масло пропускают через вальцы, консистенция становится мягче, зернистость снижается, стадия идёт до минимального содержания влаги в масле. На второй стадии содержание влаги возрастает и проходят одновременно 2 процесса: - продолжается выделение влаги - происходит поглощение влаги Т.е. в начале 2-й стадии идёт выпрессовывание влаги, а в конце преобладает врабатывание влаги в масло. На 3-й стадии выработка воды уже прекращается и она снова больше выпрессовывается, до получения стандартного содержания влаги. В процессе определяют степень дисперсности капель масла. Для этого используют индикаторную бумагу или определяют визуально. При легкоплавком масле продолжительность процесса от 12 до 30 минут, при твердоплавком 25-60 минут. Затем масло с температурой 14-16ºС фасуют, охлаждают до температуры 3-6 ºС и хранят. Технология производства масла методом преобразования высокожирных сливок Приёмка и сортировка сырья – сепарирование молока и получение сливок – пастеризация – сепарирование сливок и получение высокожирных сливок, образуется пахта, жирностью 0,3 – 0,5% - нормализация высокожирных сливок – преобразование высокожирных сливок в масло в маслообразователях – упаковка и хранение. Сливки получают с большим содержанием жира, но с меньшим содержанием влаги, нормализация проводится не в масле, а в высокожирных сливках в специальных ваннах при температуре 80-90 ºС. Нормализуют по массовой доли влаги. В крестьянском не более 24,2%; в сладкосливочном 15,2%. Горячие сливки направляют в маслообразователи, где их охлаждают рассолом или водой до температуры 1-2 ºС. Жировые шарики сближаются между собой без потери оболочек, т.е высокожирные сливки представляют собой эмульсию жира в воде. Горячие сливки в маслоообразователе охлаждаются воздухом до низких температур и подвергаются действию механического перемешивания, поэтому наблюдается кристаллизация триглицерида жира. Оболочки при этом разрушаются, механическое перемешивание ведёт к их разрыву и часть жира выходит наружу, образуя сплошную жировую фазу – эмульсия жира в воде разрушается. Чем выше скорость перемешивания и ниже температура, тем больше образуется центров кристаллизации и более интенсивно идёт процесс маслообразования. При понижении скорости и повышении температуры образуются крупные кристаллы и масло будет иметь крошливую консистенцию. Процесс охлаждения становится нормальным, если на выходе температура от 14 до 16 ºС. Охлаждают масло до 2-4 ºС, хранят. Классификация масла В зависимости от исходного сырья - сливочное масло вырабатывают из натуральных сливок, полученных из молока - подсырное масло из подсырных сливок, получается в результате сепарирования сливок - топлёное масло получают путём вытапливания масла или подсырного масла - восстановленное масло получают из топлёного масла и плазмы
Технология производства топлёного масла Топлёное масло содержит не менее 98% молочного жира, не более 1% влаги и не более 1% СОМО. Получают путём перетопки сливочного масла, масла – сырца и подсырного масла (сырные сливки в результате сепарирования подсырных сливок). Приятный запах от белого, до светло-жёлтого цвета, консистенция мягкая, структура зернистая, если у сырья были пороки, обусловленные изменением плазмы, удаляются при перетопке полностью, а пороки, связанные с изменением жира переходят в топлёное масло. Топлёное масло вырабатывают методами: - методом отстоя (при малых объёмах производства) - отстой с сепарированием - сепарирования Отстой включает в себя плавление-тепловую обработку-посолку-отстой жира В специальные перетопочные ёмкости с рубашкой подаётся пар, вода в количестве 10-15% от массы сырья, нагревают до 50-60ºС и загружают маслосырьё. После плавления температуру доводят до 70-90 ºС, для улучшения осаждения плазмы, добавляют соль (13-15% от массы сырья) и оставляют на 4-8 часов до полного расслоения жира и плазмы (отделяют). Продукт охлаждают до температуры 36-40 ºС, чтобы получить выраженную зернистую консистенцию применяют медленный режим охлаждения – для образования малого числа центров кристаллизации, которые при медленном охлаждении увеличиваются в размерах до крупки. Масло имеет ярко-жёлтую окраску за счёт жира, в котором сконцентрирован в растворённом виде каротин. Если охлаждение вести быстро, крупка не будет образовываться, а масло будет иметь белый цвет. Отстой с сепарированием – плавление-частичный отстой жира – сепарирование – тепловая обработка – промывка – отстой жира – фасовка топлёного масла Плавление осуществляют в специальных плавителях, оборудованных пакетом труб, где циркулирует вода или пар, масло выделяется при 50-60 ºС в течение 1 часа для частичного отделения плазмы, которую сепарируют. Молочный жир пастеризуют при пастеризуют при температуре 90-95 ºС и направляют в ёмкости для отстаивания, которое идёт в течение 2-4 часов при температуре пастеризации. Добавляют 3-4 % поваренной соли. При переработке молока с выраженными пороками вкуса, запаха применяют промывку водой с температурой около 85 ºС в количестве 10-25% от количества жира. Плазму помещают в промежуточную ёмкость для лучшего содержания жира, прибавляют около 50% горячей воды с температурой 50 ºС и сепарируют. Полученный жир смешивают с остальным. Охлаждают до температуры 35-40 ºС и фасуют. Недостаток длительность отстаивания масла, химические изменения жира – осаливание и прогоркание. Сепарирование – плавление масла – тепловая обработка – очистка и 1-е сепарирование – выдержка и 2-е сепарирование – охлаждение и фасовка. Плавление рассмотрено в предыдущем способе. Плазму отделяют, а частично осветлённый продукт нагревают до 95-110 ºС и очищают от механических примесей и белка через сепарартор-молокоочиститель и сепарируют жировую фракцию на сепараторе для получения высокожирных сливок. А приёмник добавляют воду с температурой 50 ºС в количестве 50-100% от массы сырья. Содержание влаги в масле 10-12%. Затем продукт выдерживают 2 часа, повторно сепарируют для окончательного отделения белка и влаги. СОЖ не менее 98%, охлаждают на маслообразователях до температуры 35-40 ºС, фасуют. |