Технология молока и молочных продуктов

• Название: Технология молока и молочных продуктов
• Анкор: Технология молока и молочных продуктов.doc
• Дата: 28.01.2017
• Размер: 3.66 Mb.
• Имя файла: Технология молока и молочных продуктов.doc
• Тип: Учебник; #380
• страница: 39 из 49

ГЛАВА 3. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДУКТОВ ИЗ ПАХТЫ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПАХТЫ ДЛЯ НОРМАЛИЗОВАЦИИ МОЛОКА

Пахту, полученную при производстве сливочного масла методом сбивания и преобразования высокожирных сливок, широко используют для нормализации молока по жиру и белку. При этом производимая продукция обогащается липидами и белковым комплексом молока оболочек жировых шариков. Расчеты по нормализации ведут исходя из фактического содержания жира в пахте, что исключает необходимость ее сепарирования и позволяет снизить сверхнормативные потери жира при производстве сливочного масла с реализацией безотходной технологии. Инициатором использования пахты для нормализации молока выступило в 1965–1970 гг. Краснодарское производственное объединение молочной промышленности. В результате научно-производственных опытов и наблюдений было установлено, что по качеству пахта, используемая для нормализации, должна иметь кислотность не выше 19°Т, а плотность не ниже 1027 кг/м³.

Перед использованием пахту охлаждают до температуры нормализуемого молока, специальной тепловой обработки пахте не требуется. Нормализованная смесь обрабатывается в соответствии с принятыми режимами. В случае необходимости длительного хранения (более 10ч) или транспортировки пахту охлаждают до 5–8°С. С целью избежания пенообразования и сбивания жира в комочки масла отсеки автомолцистерны заполняются пахтой полностью, при перемешивании соблюдают осторожность.

Нормализация пахтой пастеризованного молока и кисломолочных напитков освоена повсеместно и предусмотрена действующей нормативно-технической документацией. Имеются обнадеживающие опыты по нормализации пахтой смеси в производстве сыров (например, российского на Тихорецком сыродельном комбинате), творога и молочных консервов.

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПРОДУКТОВ ИЗ ПАХТЫ

Высокая пищевая и диетическая ценность пахты обуславливает необходимость производства из нее продуктов питания. В то же время ее специфические свойства отражаются на технологии. Эти свойства обусловлены химическим составом пахты, ее структурно-механическими характеристиками, агрегатным состоянием компонентов в системе и межфазным взаимодействием, что необходимо учитывать при организации промышленной переработки. В практическом плане представляют интерес процессы выделения жира сепарированием, коагуляции белков, сгущения, сушки и разделение компонентов молекулярно-ситовой фильтрацией.

Сепарирование пахты с целью извлечения жира связано с определенными трудностями. Наблюдения показывают, что жир в пахте после сепарирования составляет 0,3±0,05 %, что значительно превышает норматив для обезжиренного молока. Это явление вполне объяснимо дисперсностью жировых шариков и наличием ПАВ оболочечного вещества, а также превалированием в СОМО белковых фракций в сравнении с молоком. По данным Г.Бенгтссена жир в пахте состоит из частично разрушенных жировых шариков, коллоидного жира и фосфатидов, что затрудняет процесс сепарирования. Для его улучшения предложено смешивать пахту с обезжиренным молоком в соотношении 1:0,5 и цельным молоком в соотношении 1:1. Однако в целом процесс сепарирования пахты нуждается в разработке. Возможно, перспективным окажется метод электрофизического воздействия на пахту, разработанный в МГУПБ под руководством академиков И.А.Рогова и А.В.Горбатова.

Коагуляция белков и синерезис сгустка пахты. Состав и структурно- механические характеристики пахты отрицательно влияют на процесс гелеобразования. Считают, что сгусток пахты в сравнении с цельным и обезжиренным молоком является менее плотным, при синерезисе наблюдается повышенный отход сухих веществ в сыворотку. Это явление обусловлено тем, что в процессе сепарирования молока и сбивания сливок, тепловой, физико-химической и биологической обработки частицы казеина становятся меньше по размеру. Сывороточные белки частично денатурируют, переходят в сливки и масло, диспергируются. Белок оболочек жировых шариков также не способствует упрочнению сгустка.

Кислотная коагуляция. Заквашивание пахты чистыми культурами молочнокислых бактерий и выдержка при оптимальном режиме обеспечивает нарастание кислотности и коагуляцию белков. Считают, что наличие в пахте фосфолипидов стимулирует процесс жизнедеятельности бактерий, в том числе образованию диацетила и ароматических веществ. Сгусток образуется в меру плотный, однако для его обезвоживания (синерезиса) необходима повышенная до 65°С температура нагревания («отваривания») и более длительная отпрессовка. Белковые продукты из пахты имеют более связную и мягкую консистенцию даже при «отваривании» до температуры 70-85 °С, в то время как обезжиренное молоко в аналогичных условиях дает продукт с грубой резинистой консистенцией.

Применение для сквашивания пахты термофильных микроорганизмов, например болгарской палочки, в сравнении с мезофильными рассами позволяет сократить процесс на 2-3 ч за счет более интенсивного нарастания кислотности. При этом ускоряется процесс синерезиса. Применение ацидофильной палочки позволяет получить сгусток с тягучей, не расслаивающейся консистенцией.

Коагуляция белков пахты молочной кислотой происходит при введении 0,2 н раствора кислоты. При этом интенсивность выделения сыворотки приблизительно на 20% ниже, чем в обезжиренном молоке. Оптимально процесс происходит при температуре 50°С и усиленном режиме перемешивания.

Ферментная коагуляция. Гелеобразование в этом случае не завершается без внесения хлористого кальция (нормативная доза 40 г CaCl₂ на 100 л пахты). Время коагуляции белков пахты по сравнению с молоком удлиняется в 3 и 5 раз для пахты метода сбивания и метода преобразования высокожирных сливок соответственно. Для ускорения процесса увеличивают дозу хлористого кальция до 80 г на 100 л пахты и повышают температуру сквашивания до 40°С. Получаемый из пахты сгусток, в сравнении с молоком, является более нежным, менее структурированным. Процесс синерезиса происходит медленнее. По сравнению с обезжиренным молоком объем выделившейся сыворотки из сгустка пахты меньше: при температуре 35°С в 5-6 раз, а при 42°С в 3-4 раза. Для обеспечения процесса синерезиса в сгустках пахты до показателей обезжиренного молока необходимо повышать температуру до 50°С. При этом следует учитывать различие процесса в зависимости от вида пахты. Наиболее медленно процессы гелеобразования и синерезиса проходят в пахте, полученной при производстве масла методом преобразования высокожирных сливок.

Термокальциевая коагуляция. Определяющее значение для полноты выделения белков при термокальциевой коагуляции белков пахты имеет концентрация ионов кальция, температура и продолжительность ее воздействия. Оптимальной дозой является 1,5-2,0 кг обезвоженной соли хлористого кальция в виде 40%-ного раствора на 1 т пахты. Тепловой порог коагуляции белков соответствует 85-98 °С, продолжительность до 20 мин. Смесь должна постоянно перемешиваться. Нарушение режимов ухудшает качество получаемого продукта, так, например, увеличение продолжительности выдержки приводит к получению молочного белка грубой консистенции. Сравнительная эффективность кислотной, кальциевой и смешанной коагуляции белков пахты в летний период (данные Н.Б. Арсентьевой) приведена в табл.
Сравнительная эффективность коагуляции белков пахты

Виды пахты	Коагуляция белков, %
	кислотная (70°С)	кальциевая (90°С)	смешанная (70°С)
Способа сбивания	84,73,6	88,43,2	84,76,1
Способа преобразования высокожирных сливок	84,84,9	87,72,4	85,43,3

В целом степень коагуляции белков пахты различными способами по оптимальному варианту находится на одном уровне. Практически коагуляцию белков пахты, полученной при производстве сливочного масла методом преобразования высокожирных сливок, целесообразно осуществлять кислотным способом в потоке без охлаждения пахты. Коагуляцию белков пахты, полученную при производстве сливочного масла методом сбивания, можно осуществлять термокальциевым или смешанным способами.

Сгущение пахты. Считается, что упругость паров при кипении пахты при 60°С численно равна осмотическому давлению в вакуум-выпарной установке. Пахта, полученная при производстве масла способом сбивания сливок, имеет на 250-300 Па меньшую упругость паров по сравнению с пахтой от преобразования высокожирных сливок. В этой связи при сгущении требуется поддержание более высокого разряжения в вакуум-аппарате и процесс сгущения несколько удлиняется.

Пахта имеет большую пенообразующую способность за счет ПАВ оболочечного вещества жировых шариков, что следует учитывать в процессе сгущения.

В процессе сгущения из пахты удаляются летучие соединения (ЛЖК, ароматообразующие), снижается содержание свободных аминокислот (на 26,4% к исходным), фосфора, кальция, фосфолипидов (на 16%). Например, количество цистина снижается на 48,1%, гистидина и лизина на 49,8%, глютаминовой кислоты на 23,4%.

При смешивании пахты с обезжиренным молоком, что практически и делается, все упомянутые недостатки исключаются.

Оптимальной степенью сгущения пахты является содержание сухих веществ 35%, более высокая концентрация приводит к потере текучести продукта и кристаллизации лактозы.

Сушка пахты. В чистом виде сушка пахты рекомендуется распылительным способом и сублимацией. Имеются рекомендации и практический опыт по сушке пахты в смеси с обезжиренным молоком пленочным способом (до 30% пахты).

Считается, что сухая пахта легко прогоркает и далее приобретает рыбный вкус. Данное явление объясняется высоким содержанием лецитина и интенсивным процессом гидролиза его уже в исходном сырье. Это положение относится к пахте, полученной при производстве масла способом сбивания.

Сухая пахта содержит в 10-11 раз больше белка, фосфора, свободных аминокислот и фосфолипидов в сравнении с исходным сырьем, хотя потери этих компонентов происходят аналогично сгущению. Например, при сушке пахты теряется 57,9%цистина, 46,4% лизина и 45,4% глютаминовой кислоты.

Сушка пахты сублимацией практически исключает потери ценных компонентов.

Ультрафильтрация пахты. Учитывая высокое содержание и биологическую ценность белков пахты, проведены исследования (Ф.А. Вышемирский, Н.Н. Ожгихина) по ультрафильтрации пахты и рациональному использованию полученных фракций. Результаты эксперимента на лабораторной установке с активной поверхностью мембран 6,0 м² при температуре фильтрации 50-55 °С и давлении 0,15-0,17 МПа показали, что соотношение белок-лактоза в концентрате резко увеличивается (табл. ).
Соотношение белок-лактоза в пахте

Виды пахты	Соотношение белок-лактоза
	исходная пахта	белковый концентрат (18% СВ)
Способа сбивания	0,63	2,8
Способа преобразования высокожирных сливок	0,57	3,3

Состав белкового концентрата и фильтрата зависит от вида пахты и степени концентрации. В табл. показан состав концентрата (18,4% сухих веществ) и фильтрата (5,7% сухих веществ), полученных при ультрафильтрации пахты метода сбивания сливок.
Состав концентрата и фильтрата пахты

Компоненты	Содержание
	исходная пахта	Концентрат	фильтрат
Жир, %	0,43	1,90	-
Белок, %	2,71	11,89	0,29
Лактоза, %	4,44	5,51	4,09
Фосфолипиды, мг %	126,80	367,00	38,50
Холестерин, мг %	44,00	125,00	22,60

Белковый концентрат содержит в 3,5 раза больше белков в сравнении с исходной пахтой и мало лактозы. Заметно увеличивается содержание фосфолипидов, в т.ч. лецитина, что придает концентрату особую ценность. Жир белкового концентрата в сравнении со сливочным маслом содержит больше полиненасыщенных жирных кислот. В концентрате обнаружены витамины B₁, B₂, B₁₂, H, С и холин. Белковый концентрат предназначен для использования в пищевых целях. Тепловая обработка его при температуре до 120°С с выдержкой до 30 мин позволяет получить продукт с приятным вкусом и ароматом. Сквашивание концентрата чистыми культурами молочнокислых бактерий придает продукту консистенцию сметаны с выраженным кисломолочным вкусом.

Фильтрат пахты аналогичен по составу очищенной от белков молочной сыворотки и его можно использовать для производства молочного сахара, напитков и в рецептурах ЗЦМ.

Во ВНИИКИМе (В.В.Молочников) проведены исследования по разделению компонентов пахты пектином, аналогично обезжиренному молоку. В белково-липидный концентрат (18,6±1,0 % сухих веществ) переходит до 99% казеина и липидов пахты, 35% минеральных солей и 12% лактозы. В бесказеиновой фазе (5,9±2,0 % сухих веществ) остается 85% лактозы, 65% минеральных солей, 95% сывороточных белков и пектин.

С учетом специфики технологических свойств пахты инженер-технолог организует ее промышленную переработку и рациональное использование получаемых продуктов.

Свежие напитки из пахты, получаемой при производстве сладкосливочного масла, вырабатываются по аналогичной питьевому молоку схеме. В промышленности освоено призводство пахты свежей «Идеал», «Россейняйская», «Бодрость», напитки «Любительский» и «Кофейный»., коктейли. Содержание жира в напитках составляет 0,5-3,2 %, СОМО – 8%, кислотность не выше 21°Т.

Сквашенные напитки производят резервуарным способом. В этой группе продуктов известны: биопахта, пахта «Идеал» сквашенная, диетическая, «Стелпская», напитки «Свежесть», «Днепровский», «Жемайчу», «Бельцкий», «Школьный», «Новинка» и др. Кислотность напитков составляет 85-120°Т. В качестве заквасок используют чистые культуры молочнокислых стрептококков и палочек, в т.ч. бифидобактерин. Например, технология биопахты, разработанная ВНИИМС, заключается в сквашивании нормализованной до 10-12% сухих веществ свежей пахты закваской из ацидофильной палочки и бифидобактерий ("Бифилакт Д"). Готовый продукт содержит, млн КОЕ в 1 мл: бифидобактерий 500-800; ацидофильных палочек 100-250; фосфолипидов 160-220; холестерина всего 12-14 мг/100 мл. По стоимости биопахта соответствует молоку питьевому 2,5% жирности и рекомендуется медиками в лечебно - профилактическом питании в дозе 100 мл в сутки.

За рубежом готовят кисломолочные напитки, имитирующие сквашенную пахту. Наиболее распространен напиток «Батермилк», который готовят по следующей технологии: подготовка и нормализация обезжиренного молока, пастеризация смеси при 87-88 °С в течение 30 мин, охлаждение смеси до 20°С, сквашивание смеси закваской чистых культур, дробление и перемешивание сгустка, охлаждение до 7-8 °С, розлив в мелкую тару.

Пахта сгущенная может быть изготовлена с сахаром и без сахара. Физико-химические показатели пахты сгущенной с сахаром (%): сухих веществ – 70, сахарозы – 44, СОМО – 26, в т.ч. жира – 3,5; белка – 8,5; лактозы – 12, кислотность – 60°Т. Состав сгущенной пахты без сахара (%): сухих веществ - 60, жира – 3, СОМО – 35, кислотность – 65°Т.

Пахта сухая вырабатывается из свежей пахты с кислотностью не выше 21°Т. Перед сушкой пахту сгущают до 33-42 % сухих веществ. Состав сухой пахты (%): массовая доля влаги - от 5 до 7%, массовая доля жира – 5%, кислотность после восстановления – 22°Т.

Творог из пахты производят по обычному режиму, как правило, в смеси с обезжиренным молоком.

Сыры готовят как из свежей пахты, так и в смеси с обезжиренным молоком. Особый интерес представляет сыр, полученный из пахты коагуляцией белков кислой сывороткой при температуре смеси выше 97°С, что обеспечивает использование комплекса белков молока.