Файл: stf079.doc

14.2 Перекачивание и перемешивание

При перекачивании молока и сливок насосами уменьшается количе­ство мелких жировых шариков (диаметром до 2 мкм) и происходит дис­пергирование крупных (диаметром 4 - 6 мкм и выше) шариков с увели­чением числа средних (диаметром 2 - 4 мкм). Степень диспергирования жира увеличивается с возрастанием напора в линии нагнетания.

В результате механического воздействия на оболочки жировых ша­риков в процессе перекачивания молока происходит частичная дестаби­лизация жира. Эффект разрушения жировой эмульсии возрастает с повыше­нием напора в линии нагнетания, концентрации жировой фазы, кислот­ности молока, а также при подсасывании воздуха в перекачиваемый про­дукт. Центробежные насосы оказывают большее разрушающее действие по сравнению с ротационными.

В процессе перекачивания молока и сливок часто образуется пена, продукт обогащается воздухом, его коллоидная система может нарушать­ся вследствие изменения состояния белков.

Плотность молока после перекачивания насосами незначительно от­личается от исходной, вязкость в результате диспергирования жира в про­цессе перекачивания несколько возрастает. Способность молока к сы­чужному свертыванию после перекачивания насосами не изменяется.

Перемешивание свежевыдоенного молока мешалками (при охлажде­нии и хранении в емкостях и т. д.) существенно не влияет на диспергиро­вание и стабильность жира. При воздействии мешалок на молоко во вре­мя длительного хранения оболочки жировых шариков могут нарушать­ся, в результате чего образуется свободный жир, склонный к липолизу и окислению.

14.3 Мембранные методы обработки

К мембранным методам обработки - разделения смесей с помощью специальных полупроницаемых мембран, имеющих поры размером ме­нее 0,5 мкм, относится ультрафильтрация (УФ).

УФ в молочной промышленности применяют с целью концентриро­вания (сгущения) цельного или обезжиренного молока перед выработ­кой сыра, творога и других молочных продуктов. Ее также используют для получения концентратов отдельных компонентов молока, например, концентратов сывороточных белков.

В процессе ультрафильтрации на мембране задерживаются только высокомолекулярные вещества (жировые шарики, казеин, сывороточ­ные белки, коллоидный фосфат кальция, связанные с белками витами­ны, металлы), а вода и низкомолекулярные соединения (лактоза, раство­римые соли и др.) проходят через поры мембраны в фильтрат.

Ультрафильтрация не влияет отрицательно на структуру и дисперс­ность белков и жировых шариков, лишь отмечается частичная поверх­ностная денатурация сывороточных белков. Продолжительность сычужной свертываемости УФ-концентрата несколько выше продолжительности свертывания неконцент­рированного молока. Образующиеся сычужные сгустки хуже отделяют сыворотку.

14.4 Гомогенизация

При хранении сырого молока отстаивается слой сливок (жировая дис­персия молока при этом не разрушается). Это объясняется тем, что круп­ные жировые шарики, вследствие меньшей по сравнению с плазмой плотностью, постепенно поднимаются на поверхность молока.

В результате гомогенизации в молоке образуются однородные по ве­тчине шарики диаметром около 1 мкм. Степень диспергиро­вания жировых шариков зависит от температуры, давления гомогенизации, содержания жира и других факторов.

В молоке после гомогенизации не происходит скопления жировых шариков и практически не наблюдается отстоя сливок.

В процессе гомогенизации изменяется не только молочный жир, но также белки и соли. Диаметр крупных казеиновых мицелл уменьшается, часть их распадается на фрагменты и субмицеллы, которые адсор­бируются поверхностью жировых шариков. Изменяется солевой ба­ланс молока: в плазме увеличива­ется количество растворимого кальция, часть же коллоидных фосфатов кальция адсорбируется поверхностью жировых шариков. В результате гомогенизации изменяются физико-химические и технологические свойства моло­ка. С повышением давления гомо­генизации увеличивается вязкость молока, понижаются поверхностное натяжение и пенообразование.

После гомогенизации снижается термоустойчивость молочных эмуль­сий, особенно эмульсий с высоким содержанием жира. Скорость сычуж­ного свертывания гомогенизированного молока повышается, увеличи­вается прочность полученных сгустков и замедляется их синерезис.

Контрольные вопросы:

1. Как изменяются дисперсность и стабильность жира при механической обработки молока?

2. Какие изменения технологических свойств молока наблюдаются после гомогенизации?

Лекция 15 изменение составных частей молока при тепловой обработке

Для уничтожения микроорганизмов и разрушения ферментов сырье при выработке пищевых продуктов подвергают тепловой обработке. Ос­новная цель тепловой обработки - получить при минимальном измене­нии вкуса, цвета, пищевой и биологической ценности безопасный в ги­гиеническом отношении продукт и увеличить срок его хранения.

В процессе тепловой обработки изменяются составные части моло­ка, в первую очередь белки, инактивируются почти все ферменты, час­тично разрушаются витамины. Кроме того, меняются физико-химичес­кие и технологические свойства молока: вязкость, поверхностное натя­жение, кислотность, способность казеина к сычужному свертыванию. Молоко приобретает специфический вкус, запах и цвет.

15.1 Белки молока

Наиболее глубоким изменениям при нагревании молока подверга­ются сывороточные белки. Агрегаты сывороточных белков молока имеют небольшие размеры и достаточно сильно гидратированы. Поэтому они остаются в растворе и лишь небольшая их часть в виде хлопьев оседает на поверхности нагре­вательных аппаратов. Денатурация сывороточных белков начинается при сравнительно низких температурах нагревания молока (62°С). Степень денатурации белков (со снижением их растворимости) зависит от температуры и про­должительности ее воздействия на молоко. Из сывороточных белков наиболее чувствительны к нагреванию им­муноглобулины, сывороточный альбумин и β-лактоглобулин. α-Лактальбумин - термостабильный белок. Он полностью теряет растворимость при нагревании молока до 96°С и выдерживании при этой температуре в течение 30 мин. Вследствие тепловой денатура­ции сывороточных белков и осво­бождения сульфгидрильных групп молоко приобретает специфичес­кий вкус «кипяченого молока» или привкус пастеризации.

Казеин, по сравнению с сыво­роточными белками, более термо­устойчив. Он не коагулирует при нагревании свежего молока до 130 - 150°С. Однако тепловая обра­ботка при высоких температурах изменяет состав и структуру казе­инового комплекса. От комплекса отщепляются органические фос­фор и кальций, изменяется соот­ношение фракций. С повышени­ем температуры пастеризации уве­личиваются диаметр частиц казеина и вязкость молока. Изменение состава и структуры казеиновых мицелл влияет на ско­рость получения сычужного сгустка. Продолжительность свертывания молока сычужным ферментом после тепловой обработки (при 85°С и выше) увеличивается в несколько раз по сравнению с продолжительнос­тью свертывания сырого молока (стерилизованное молоко практически утрачивает способность к сычужному свертыванию). Тепловая обработка влияет на структурно-механические свойства кислотного и сычужного сгустков - прочность и интенсивность отделе­ния сыворотки. С повышением температуры пастеризации прочность сгустков увеличивается, а процесс отделения сыворотки замедляется.

15.2 Соли молока

При тепловой обработке молока изменяется его солевой состав. Эти изменения часто имеют необратимый характер. В первую очередь нару­шается соотношение форм солей кальция в плазме молока. В процессе нагревания гидрофосфат кальция, находящийся в виде истинного раство­ра, переходит в плохо растворимый фосфат кальция:

ЗСаНР0₄ → Са₃(Р0₄)₂ + Н₃Р0₄ 

Образовавшийся фосфат кальция агрегирует и в виде коллоида осаж­дается на казеиновых мицеллах. Часть его выпадает на поверхности на­гревательных аппаратов, образуя вместе с денатурированными сыворо­точными белками так называемый молочный камень. Таким образом, после пастеризации и стерилизации в молоке снижается количество ра­створимых солей кальция, что приводит к ухуд­шению способности молока к сычужному свертыванию. Поэтому перед сычужным свертыванием в пастеризованное молоко вносят для восста­новления солевого баланса растворимые соли кальция в виде СаС1₂.

15.3 Молочный сахар

В процессе длительной высокотемпературной пастеризации молока, и особенно при стерилизации, лактоза взаимодействует с белками и сво­бодными аминокислотами - происходит реакция Майара, или реакция меланоидинообразования. Вследствие образования меланоидинов изме­няются цвет и вкус молока. Интенсивность окраски молока зависит от температуры и продолжительности нагревания. Она может усиливаться при хранении молока.

Стерилизация молока также вызывает распад лактозы с образовани­ем углекислого газа и кислот - муравьиной, молочной, уксусной и др. При этом кислотность молока увеличивается на 2 - 3°Т.

15.4 Молочный жир

Молочный жир – наиболее устойчивый к тепловому воздействию компонент молока. При пастеризации глицериды молочного жира хи­мически почти не изменяются. При тепловой обработке молока изменениям подвергаются оболоч­ки жировых шариков. Даже при низких температурах пастеризации (63°С) происходит переход белков и фосфолипидов с поверхности жировых шариков в плазму молока.

При стерилизации молока происходит денатурация оболочечных бел­ков и разрушение части оболочек жировых шариков, в результате неко­торые жировые шарики сливаются и наблюдается вытапливание жира. Для повышения устойчивости жировой эмульсии стерилизованного мо­лока в технологическую схему производства молочных продуктов обыч­но включают процесс гомогенизации.