ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ НА СВОЙСТВА МОЛОКА
Тепловая обработка молочного сырья проводится с целью его обеззараживания. Она должна обеспечить не только надежное подавление жизнедеятельности микроорганизмов, но и максимально возможное сохранение исходных свойств 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, B12, 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, вызывающих отрицательное влияние на пищевую ценность и органолептические показатели, должно быть незначительным.
К видам тепловой обработки относятся пастеризация, стерилизация и термизация.
Пастеризация молока – это тепловая обработка молока с целью уничтожения вегетативных форм микрофлоры, в том числе патогенных. Режим пастеризации должен обеспечить также получение заданных свойств готового продукта, в частности органолептических показателей (придать вкус, нужную вязкость, плотность сгустка).
Эффект пастеризации, обусловленный степенью гибели патогенной микрофлоры, влияет на выбор режимов и способов пастеризации. Из патогенных микроорганизмов более устойчивыми к тепловой обработке являются бактерии туберкулеза. Поскольку работа по определению возбудителей туберкулеза сложна, то эффективность пастеризации принято определять по гибели не менее стойкой кишечной палочки. Эффект пастеризации зависит от температуры (t) и продолжительности тепловой обработки (z), взаимосвязь которых установлена в виде следующего уравнения: ln z = 36,84 – 0,48 t, где 36,84 и 0,48 – постоянные величины. В зависимости от этих факторов различают три режима пастеризации: длительная пастеризация – при температуре 60–63°С с выдержкой 30 мин; кратковременная – при температуре 74–78 °С с выдержкой 20 с; моментальная – при температуре 85–87 °С или 95–98 °С без выдержки.
Выбор режимов пастеризации предопределяется технологическими условиями и свойствами продукта. При содержании в продукте компонентов, отличающихся низкой термоустойчивостью, следует применять длительную пастеризацию. Процесс длительной пастеризации хотя и обеспечивает надежное уничтожение патогенных микробов и наименьшее изменение физико-химических свойств молока, однако требует больших затрат, связанных с использованием малопроизводительного оборудования.
Наиболее распространенным способом в производстве пастеризованного молока, кисломолочных продуктов, мороженого является кратковременная пастеризация. Этот способ также надежен для инактивации микробов и максимального сохранения исходных свойств молока. Моментальная пастеризация по воздействию на микробы и свойства молока аналогична кратковременной. Она рекомендуется для пастеризации сливок, из которых вырабатывается масло, и при производстве молочных консервов. Таким образом, все способы пастеризации позволяют получить продукт, безвредный для непосредственного употребления в пищу, но обладающий ограниченным сроком хранения.
Сопротивляемость микроорганизмов тепловой обработке увеличивается при повышении содержания жира и сухих веществ в продуктах (сливки, смесь для мороженого), так как жировые и белковые вещества оказывают защитное действие на микробные клетки. Поэтому для продуктов с повышенным содержанием жира и сухих веществ температуря пастеризации должна быть увеличена на 10–15 % по сравнению с температурой пастеризации молока.
Одновременно с процессом пастеризации для улучшения органолептических показателей молока и сливок проводится их дезодорация. Изменение органолептических показателей происходит вследствие наличия в молоке летучих веществ и газов, особенно кислорода, обусловливающих нежелательные вкус и запах. Кислород, присутствующий в молоке, при хранении способствует окислению жировой фракции и разрушению витаминов. Для удаления этих нежелательных веществ из молока используют вакуум-дезодорационные установки. Дезодорация осуществляется обычно при температуре 65–70 °С и разрежении 0,04–0,06 МПа в течение 4–5 с. При этих условиях молоко закипает, и вместе с парами удаляются нежелательные газы и летучие вещества.
Одной из разновидностей пастеризации является термизация.
Термизация – это тепловая обработка молока с целью увеличения продолжительности его хранения путем снижения общей бактериальной обсемененности молока. Ее проводят при температуре 65 °С в течение 15 с. Термизация в качестве низкотемпературной кратковременной тепловой обработки рекомендована для повышения стойкости сырого молока при хранении. В сыроделии термизацию применяют для обработки молока с повышенной бактериальной обсемененностью и предназначенного для созревания, а в производстве молочных консервов – для повышения термостойкости молока.
Пастеризация - это способ обеззараживания органических жидкостей путем нагревания их до температуры ниже 100°, когда гибнут только вегетативные формы микроорганизмов. Широко применяют пастеризацию , качество и органолептические свойства которых значительно снижаются при нагревании их выше 100° (например, пастеризация молока, сливок, плодовых, и других, главным образом жидких, продуктов питания). При этом продукты освобождаются от неспороносных патогенных микроорганизмов, дрожжей, плесневых грибков (микробная обсемененность снижается на 99-99,5%). Пастеризованные продукты почти полностью сохраняют пищевые и вкусовые свойства.
В молочной промышленности применяют три способа пастеризации: длительную (30 мин. при 65°), кратковременную (15-20 сек. при 72-75°), моментальную, или высокую (нагревание до 85 -90° без выдержки). за правильным проведением пастеризации, контроль ее эффективности являются важными мероприятиями по предупреждению заболеваний, связанных с потреблением молока. В бактериологических лабораториях пастеризацию применяют для обработки белковых путем повторного (2-3 дня подряд) нагревания до 55-60° в течение 30- 60 мин.
Пастеризация - способ обезвреживания органических жидкостей путем их нагревания до t° ниже 100°, когда гибнут лишь вегетативные формы микробов. Пастеризацию применяют к материалам, качество которых значительно снижается при нагревании до 100° и выше.
Пастеризацию широко применяют для консервирования молока, сливок, плодовых, фруктовых и ягодных соков, желе и других продуктов в течение 20-30 минут.
Пастеризация вызывает незначительное изменение физико-химических свойств молока. При пастеризации в молоке погибают возбудители инфекционных заболеваний, дрожжевые клетки, плесневые грибки, разрушаются также и ферменты (см. таблицу). В процессе однократной пастеризации достигается снижение общей микрофлоры (на 99-99,5%). После однократной пастеризации в молоке сохраняются палочки спор; значительный процент остаточной микрофлоры составляют микрококки и молочнокислые бактерии, термофильные стрептококки и палочки.
В молочной промышленности применяют три способа пастеризации: длительную при 65° с выдерживанием продукта в танках или ваннах в течение 30 мин.; кратковременную при 72-75° с выдерживанием 15-20 сек.; моментальную, или высокую, пастеризацию при нагревании до 85-90° без выдерживания.
В бактериологических лабораториях пастеризацию применяют для стерилизации белковых питательных сред путем повторного нагревания до 55-60°, то есть ниже температуры свертывания белка, в течение 60 или 30 мин. 2-3 дня подряд. В случае необходимости процесс повторяют до 4 раз.
Молоко и продукты, получаемые при его сепарировании и используемые в качестве корма для животных, подлежат обязательной пастеризации таким же способом, как и питьевое молоко, и молоко, из которого приготовляют молочные продукты. Молоко, предназначенное для получения кисломолочных сыров, пастеризуют так же, как питьевое молоко; в то время как молоко для приготовления эмментальского и горного сыров не следует нагревать до температуры коагуляции белков. При изготовлении прочих сыров с использованием сычужного фермента проводят тепловую обработку молока, хотя она не предусмотрена технологией.
Тепловая обработка молока прежде всего служит для уничтожения болезнетворных микроорганизмов. Кроме того, она способствует значительному сокращению количества микроорганизмов, нарушающих технологические процессы, увеличивает стойкость молока и улучшает его технологические свойства. Тепловая обработка должна обеспечить надежное подавление жизнедеятельности микроорганизмов без существенных изменений свойств самого молока.
Согласно действующему законодательству применяют следующие способы тепловой обработки молока: длительная, кратковременная, высокотемпературная, ультравысокотемпературная.
При длительной
низкотемпературной пастеризации молоко нагревают в больших ваннах с двойными
стенками и мешалками при температуре 62-65°С в течение 30 мин.
Длительная пастеризация - надежный способ подавления болезнетворных
микроорганизмов и лишь незначительно изменяет свойства молока.
Жизнедеятельность микробов подавляется почти на 90%. Так как длительная
пастеризация является трудоемкой, то этот способ применяется очень редко.
Кратковременная высокотемпературная пастеризация молока осуществляется путем
теплообмена в пластинчатых пастеризаторах. При кратковременной пастеризации
молоко нагревают до температуры 71-74°С и выдерживают в течение 40 с. Во время
пастеризации молоко тонким слоем (не более 3 мм) пропускают через пластины из
нержавеющей стали, с другой стороны которых движется противотоком
теплоноситель. Пластины в группе соединены параллельно. По каналам между
пластин молоко проходит определенный путь, в то время как в прямоточных
системах молоко подводится кратчайшим путем к тисненой поверхности пластин, где
образуется турбулентность (завихрения).
Пластинчатый
пастеризатор состоит из различных секций, через которые пропускается молоко. В
системе пастеризаторов смонтирован также пластинчатый охладитель.
Молоко, подлежащее пастеризации, пропускают через первый
теплообменник, в котором оно нагревается до температуры примерно 45° С. Затем
предварительно подогретое молоко подводится к центрифуге и после
центрифугирования направляется во второй теплообменник 4, в котором температура
молока повы шается почти до 62° G. В первом и во втором теплообменниках молоко
нагревается за счет тепла, выделяемого уже пропастеризованным молоком, которое
движется противотоком.
Из второго
теплообменника подогретое молоко поступает в пастеризатор, в котором
нагревается до температуры 71-74°С путем кратковременной пастеризации.
При этой температуре молоко выдерживается в течение 30-40 с. Затем молоко
проходит через первый и второй теплообменники, где отдает тепло следующей
порции молока. В теплообменниках температура молока снижается до 20°С. В
холодильнике происходит дальнейшее охлаждение молока в два этапа: вначале
колодезной водой - до температуры 12°С, а затем водой со льдом или рассолом -
до 2-4°С.
При кратковременной
пастеризации пластинчатый пастеризатор обогревается горячей водой. При такой
пастеризации сапрофитная микрофлора уничтожается на 98%.
При высокотемпературной пастеризации молоко нагревается моментально до
температуры минимум 85°С без выдержки. Высокотемпературная пастеризация
осуществляется по такому принципу, как и кратковременная, однако без выдержки.
При высокотемпературной пастеризации нагрев можно проводить не только с помощью
горячей воды, но паром. Сапрофитная микрофлора молока при высокотемпературной
пастеризации подавляется примерно на 99,5%.
В настоящее время высокотемпературная пастеризация применяется при обработке
молока очень редко, но рекомендуется для пастеризации сливок, из которых вырабатывают
масло высокого качества.
Сливки, используемые
для взбивания, нагревают в особых пастеризаторах до температуры более 100°С с
целью повышения их стойкости и способности взбиваться.
При ультравысокотемпературной пастеризации молоко нагревают в потоке путем
пропускания пара или в проточных стерилизаторах. При сверхпастеризации
предварительно нагретое до температуры 70-80°С молоко нагревают до 135 -150°С
путем пропускания в него пара. Время тепловой выдержки составляет несколько
секунд.
Охлаждают молоко
путем удаления пара под вакуумом.
При автоматическом регулировании поступления и удаления пара обеспечивается
выравнивание водного баланса молока. При другом способе молоко подается в среду
пара. Здесь в особом расширенном сосуде, который находится под вакуумом,
осуществляется и удаление избыточного пара. Для производства
сверхпастеризованного молока используются проточные стерилизаторы, которые
могут быть в виде барабана, трубчатые или пластинчатые.
По сравнению с пастеризацией молока, при которой только сокращается количество микроорганизмов, при ультравысокотемпературной пастеризации получают молоко, абсолютно свободное от микробов. Его разливают в светонепроницаемую упаковку. Такое молоко при комнатной температуре сохраняется не меньше 6 недель. Стерилизация материала упаковки проводится в ваннах с перекисью водорода и путем нагревания. На упаковочном материале не должно оставаться перекиси водорода, ее следует удалять посредством тепловой обработки.
В
сверхпастеризованном молоке все его натуральные свойства - запах, вкус, внешний
вид и биологическая полноценность сохраняются, так как нагревание происходит за
очень короткий срок. Молоко после ультравысокотемпературной пастеризации
необходимо гомогенизировать, чтобы предотвратить отстаивание сливок во время
длительного хранения.
Стерилизацию молока проводят посредством длительной пастеризации его в таре.
Стерилизацию осуществляют в закрытых стерилизаторах (автоклавах).
Продолжительность стерилизации в автоклавах при температуре выше 100°С
составляет от 15 до 17 мин. При непрерывной стерилизации молоко выдерживают до
2 мин при температуре 120°С. Стерилизованное молоко также следует
гомогенизировать с целью его длительного хранения.
Гомогенизация молока препятствует отстаиванию сливок. Скорость отстаивания сливок зависит от размера жировых шариков. В необработанном молоке жировые шарики имеют диаметр 2,5-5 (до 8) мкм, при гомогенизации они уменьшаются в размерах. Для гомогенизации молоко, предварительно подогретое до температуры 40-50°С, нагнетается через форсунки под высоким давлением. Затем оно ударяется об отражательное кольцо под прямым углом. При этом жировые шарики разбиваются, их размер в диаметре уменьшается до 0,8 мкм. Полностью гомогенизированное молоко не должно давать отстоя сливок в течение 24 ч. При производстве сверхпастеризованного молока гомогенизацию осуществляют по возможности в два этапа.
При частичной гомогенизации обрабатывают только сливки, в которые затем добавляют обрат.
При полной
гомогенизации жировые шарики в молоке находятся отдельно друг от друга, а при
частичной гомогенизации они образуют скопления (жировые комочки).
Поэтому в частично гомогенизированном молоке сравнительно быстро отстаиваются
сливки (образуются жировые закраины). Кроме гомогенизации под высоким
давлением, применяют также гомогенизацию при низком давлении и центробежную
гомогенизацию. Гомогенизация с помощью ультразвука в ФРГ еще не внедрена.
В гомогенизированном молоке сливки или совсем не отстаиваются (полная гомогенизация) или частично отстаиваются (частичная гомогенизация). Такое молоко отличается хорошим вкусом и высокой усвояемостью.
Пастеризация молока - это технология обеззараживания молока и продления срока его хранения, которая заключается в однократном нагревании жидкости на определенную температуру на определенное время.
Этой технологии уже более полутора сотен лет - впервые ее применил еще в середине XIX века микробиолог из Франции по имени Луи Пастер. Собственно, от его фамилии и произошло название технологии.
Существуют различные режимы пастеризации молока - от длительной пастеризации (длится 30-40 минут на температуре от 60 до 80 градусов) до мгновенной (несколько секунд при температуре 98 градусов). Существует такжеультрапастеризация - она проходит на температуре больше 100 градусов.
Из всех режимов пастеризации в домашнем сыроделии наиболее часто применяют длительную пастеризацию (о ней ниже).
Зачем нужна пастеризация при сыроделии? Можно ли использовать уже пастеризованное магазинное молоко?
Выбор молока для сыроварения — палка о двух концах. Если вы купили магазинное молоко, то оно уже пастеризованное, но вероятность получения сыра — 50/50. То есть или получится или нет. И вполне вероятно, что с пастеризованным магазинным молоком придется применять всякие ухищрения типа добавления хлористого кальция, чтобы у вас все-таки получился сыр.
Свежее фермерское непастеризованное молоко в свою очередь практически всегда дает гарантированный результат — при хороших ингредиентах и соблюдении рецептуры сыр получается практически отменный.
Но в непастеризованном молоке могут быть скрыты определенные угрозы в виде недружественных бактерий. Поэтому почти всегда такому молоку требуется пастеризация. И даже наличие вет.документов на молоко и наличие «проверенного» фермера не гарантирует вам отсутствие нежелательных микробов.
Поэтому наш совет такой: фермерское молоко все равно лучше пастеризовать, чтобы предостеречь развитие патогенной микрофлоры в вашем сыре.
Технология пастеризации молока в домашних условиях
Чтобы провести пастеризацию молока в домашних условиях, вам понадобится следующее оборудование:
- Кастрюля с крышкой
- шумовка или большая деревянная ложка/лопатка
И нужно запастись терпением.
- Итак, свежее молоко выливаете в кастрюлю, ставите ее на средний огонь и, непрерывно помешивая, нагреваете до 72-74 градусов (используйте термометр). Некоторые источники утверждают, что нужно нагревать до 82, но это перестраховка (см. таблицу ниже на странице).
- Как только молоко достигло нужной температуры, закрываете его крышкой и даете постоять 30 секунд.
- Через 30 секунд кастрюлю помещаете в емкость с холодной водой (можно использовать большую раковину или ванну). Здесь быстро охлаждаете ее до требуемой согласно рецепту температуры (от 22 до 38 градусов, в зависимости от вида сыра).
Все! Молоко пастеризовано. После этого можно переходить непосредственно к сыроварению.
Согласно указанному источнику, использование температуры, при которой уничтожаются туберкулезные бактерии, позволяет устранить и остальные бактерии, которые встречаются в молоке и зачастую являются болезнетворными. При соблюдении указанного режима пастеризации молока гибнет до 99% микрофлоры молока, не исключая и вредные для сыроделия маммакоки и кишечную палочку.
Кстати! Молоко не пригодно для сыроделия в течение двух часов после дойки! (в нем содержатся природные ингибиторы, препятствующие развитию молочнокислых бактерий). Так что если молоко буквально парное, то нужно выждать пару часов. Подробнее о пригодности молока к сыроделию .
Также очень важный момент : после пастеризации молоко становится менее сыропригодным, т.к. ионы кальция высвобождаются из молока. А для коагуляции (сычужного свертывания) молока ионы кальция необходимы. Чтоб восполнить их недостаток, после пастеризации молока при приготовлении сыра добавляйте в молоко
Тепловой обработкой или пастеризацией называется про-цесс нагревания молока от 63 ºС до температуры, близкой к точке кипения.
Этот процесс получил свое название по имени известного французского ученого Луи Пастера (1822— 1892), впервые применившего такой метод для уничтожения микроорганизмов в вине и пиве.
Действие пастеризации на микроорганизмы, содержащиеся в молоке, за-висит от температуры, до которой нагревают молоко, и продолжительности выдержки при этой температуре.
Пастеризацией уничтожаются микробы, а при стерилизации (нагревании молока выше температуры кипения) — одновременно и споры. Кипячением уничтожается вся микрофлора молока, за исключением спор, устойчивых к температуре кипения. Пастеризацией без заметного изменения органолепти-ческих свойств молока (вкус, запах и консистенция) уничтожаются туберку-лезные, бруцеллезные и другие болезнетворные бактерии.
В обычном сборном молоке погибает 99% бактерий лишь при условии хорошей, надежной стерилизации аппаратуры, инвентаря, посуды, исполь-зуемых в процессе пастеризации. Так, добавка к пастеризованному молоку загрязненного молока, содержащего 1 млрд. бактерий (т. е, такое количество, которое может остаться по недосмотру в молочном инвентаре), повысит ко-личество бактерий в молоке до 1 млн. в 1 мл. Эти бактерии будут активно размножаться и неизбежно приведут к порче всего молока.
Пастеризация, следовательно, наиболее простой и дешевый способ обез-зараживания молока.
Молоко пастеризуют также при производстве всех молочных продуктов, чтобы предохранить их в последующем от нежелательных процессов, кото-рые вызываются жизнедеятельностью бактерий и особенно кишечной палоч-ки, маслянокислых бактерий и др.
При пастбищном содержании скота микрофлора молока уничтожается нагреванием более полно, чем при стойловом содержании. Объясняется это тем, что при стойловом содержании бактерии попадают в молоко главным образом с навозных частиц. Эти бактерии по своим свойствам более устой-чивы к нагреванию. При пастбищном содержании в молоке обнаруживаются преимущественно бактерии, размножающиеся на растениях. Перед пастери-зацией необходима тщательная очистка молока. На практике применяются три режима пастеризации:
при длительной пастеризации молоко нагревают до 63—65 º С и выдерживают при этой температуре 30 мин;
кратковременная пастеризация проводится при 72—75 º С с выдержкой в течение 15—20 с, что осуществляется в потоке;
мгновенная пастеризация — нагревание молока до температуры 85—90 С без выдержки.
Термическое воздействие на молоко приводит к некоторым изменениям его составных веществ. При нагревании из молока улетучиваются растворен-ные в нем газы. Вследствие удаления углекислоты кислотность молока сни-жается на 0,5—1 ºТ.
При температуре выше 85° частично изменяется казеин. Но наибольше-му 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 свертыва-ния белков и образования нерастворимых солей на поверхности нагреватель-ных приборов (пастеризаторы) отлагается осадок—молочный камень (пригар).
Пастеризованное молоко медленнее свертывается сычужным фермен-том. Это объясняется выпадением кальциевых солей. Добавление к такому молоку раствора хлористого кальция восстанавливает его способность свертываться.
Витамины стойки к воздействию высокой температуры, особенно если молоко нагревается без доступа кислорода воздуха. Нагревание до высоких температур (80—85°) придает молоку особый привкус и аромат, которые по мере повышения температуры усиливаются. При кипячении состав молока также изменяется. Например, почти в 2 раза уменьшается содержание витаминов А и С. Теряются питательные ве-щества в пределах от 15 до 20 вследствие образования осадков белков, жира и солей кальция на стенках посуды. Поэтому кипятить пастеризованное мо-локо особой нужды не следует.
В домашних условиях можно также рекомендовать и длительную пасте-ризацию молока, которая выполняется без особых затруднений. Она произ-водится через нагретую воду. Молоко, налитое в кастрюлю, перемешивается чистой ложкой во время нагревания. Как только температура повысится до 63—65 °С, нагревание следует прекратить и выдержать 20—30 мин. После этого кастрюлю с молоком ставят в холодную воду.
Loading...