Файл: Химический состав и потребительские свойства группы однородных продовольственных товаров на примере молочных продуктов.pdf

По внешнему виду молоко представляет собой матовую жидкость белого цвета, вдвое более вязкую, чем вода, слегка сладкую с незначительным запахом. С химической и физико-химической точки зрения молоко – биологическая жидкость, которую упрощенно можно рассматривать как эмульсию жира в воде, содержащую множество элементов, одни из которых находятся в виде истинного раствора (сахара, минеральные слои), другие в виде коллоидов⁵.

В молоко входят: вода, белки, жир, молочный сахар (лактоза), минеральные вещества, витамины, ферменты, гормоны, иммунные тела, газы, микроорганизмы, пигменты. Оптимальное сочетание этих компонентов в молоке делает его наименее заменимым пищевым продуктом, особенно для детей, т. к. в нём есть большинство элементов, необходимых для нормального роста и развития организма. Белки молока состоят, главным образом, из казеина, лактальбумина и лактоглобулина. На свойстве казеина свёртываться под действием ферментов основано производство творога и сыра¹⁷(таблица 3).

Таблица 3

Основные компоненты молока

Молочный жир представлен в виде простых липидов (глицеридов и стеридов) в объеме 3,5-4% и сложных липидов (фосфатидов) = 0,3-0,5%. Вся масса жиров в основном состоит из глицеридов, которые содержат 15 жирных кислот. Наибольшую долю из них занимает олеиновая (до 35%), пальмитиновая и стериновая, которые в сумме составляют 70-75% всех жирных кислот. Особенностью молочного жира является то, что он содержит около 10% низкомолекулярных жирных кислот (масляная, каприловая, каприновая), которые обуславливают специфический вкус молочного жира. Жир в молоке находится в виде жировых шариков разного диаметра (0,5-10 мкм). Чем они крупнее, тем выше жирность. Они окружены лицитино-белковыми оболочками (защитный слой), несущими на себе электроотрицательные заряды, что препятствует их слипанию. Равномерность распределения жира связана с целостностью оболочек, но при хранении молока наблюдается сближение жировых шариков.

Здесь могут быть две причины:

1. В одном случае это происходит в результате некоторого подкисления молока и потери зарядов жировых шариков, что формирует отстой, сливки на поверхности.

2. В другом случае это связано с разрушением жировых шариков при механическом воздействии или низких отрицательных температурах, что способствует формированию гроздьев масла.

Белковые вещества составляют в молоке 3,3%, в том числе казеин (в основном) – 2,7%, альбумин – 0,4%, глобулин – 0,1, прочие белки – 0,1%. Основной белок молока – казеин. Он находится в молоке в виде крупных гранул, включающих в себя фосфорную кислоту, то есть в отношении казеина можно сказать, что это фосфопротеид. С основаниями он образует казеинаты, или кальциевые соли, обуславливающие белый цвет молока. Иначе про казеин можно сказать, что он существует в молоке в виде казеинаткальцийфосфатного комплекса (ККФК). Казеин имеет огромное значение при производстве различных молочных продуктов в смысле формирования консистенции.

Казеин может быть выделен из молока различными способами:

1. Под действием молочной кислоты, которая отщепляет от молекулы казеина кальций. При этом свободная казеиновая кислота выпадает в осадок и образуется молочнокислый сгусток.

2. Под действием кислоты и нагревания (термокислотная коагуляция). В этом случае выпадают в осадок все белки молока.

3. Под действием сычужного фермента с образованием плотного осадка, используемого при выработке сычужных сыров и творога.

4. Под действием хлористого кальция (CaCl2) и нагревания (термокальциевая коагуляция).

5. Механическая коагуляция (суперцентрифугирование, фильтрация, электролиз). Другие белки молока (альбумин, глобулин и др.) находятся в растворенном состоянии и при производстве творога и сычужных сыров отходят с сывороткой, поэтому ее следует считать ценным продуктом и использовать ее.

Углеводы молока представлены лактозой – молочным сахаром, формула которого С12Н22О11. Это дисахарид, состоящий из глюкозы и галактозы. Сладость лактозы в 5-6 раз ниже сладости сахарозы, поэтому, несмотря на достаточное количество углеводов в молоке (4,2%), только в парном молоке ощущается сладковатый вкус. Лактоза очень чувствительна к теплу. При температуре 110-1300С происходит пожелтение, а при температуре 150-1700С – побурение молока. Причина этого – реакция лактозы с белками и некоторыми аминокислотами, в результате чего образуются меланоидины, имеющие темную окраску и характерный приятный вкус. Молочный сахар играет важную роль при производстве кисломолочных продуктов и сыров, т.к. он способен к брожению. При молочнокислом брожении лактоза переходит в молочную кислоту, происходит подкисление молока с образованием молочного сгустка. Лактоза может подвергаться спиртовому брожению с образованием этилового спирта, что используется при производстве кумыса, кефира, айрана. Лактоза может превращаться в пропионовую кислоту через молочную кислоту, что характерно при производстве сычужных сыров, особенно твердых с высокой температурой второго нагревания. Возможно сбраживание лактозы с образованием масляной кислоты, которая дает неприятный запах (при производстве сыров).

Минеральные вещества содержатся в молоке в количестве 1%. После сжигания молока получается 0,7-0,8% золы. В молоке содержатся хлорида натрия и калия, соли фосфорной и лимонной кислоты (фосфаты и цитраты K, Mg, Ca). В молоке присутствуют все минеральные вещества, но наиболее основные компоненты – кальций и фосфор. Их оптимальное соотношение 1:1,4.

Витамины. Их содержание невелико, но присутствуют как жирорастворимые витамины, так и водорастворимые.

Ферменты – это биокомпоненты, ускоряющие все процессы, протекающие в молоке. Наибольшее практическое значение имеют гидролитические и окислительно-восстановительные.

Из гидролитических следует отметить липазы, вызывающие расщепление жиров (в сливочном масле), амилазы (гидролиз лактозы) и протеазы - ферменты, вызывающие гидролиз белковых веществ, что приводит к гниению.

Из окислительно-восстановительных ферментов следует отметить фермент редуктазу, который почти не содержится в свежевыдоенном молоке, а по мере его обсеменения гнилостными, молочнокислыми и другими бактериями, количество этого фермента увеличивается. На молочных заводах при приемке молока ставят редуктазную пробу, добавляя метиленовую синь и скорости обесцвечивания судят о загрязненности молока. Если обесцвечивается быстро, то загрязненность высокая, если через 20 минут – загрязненность нормальная.

Фермент пероксидаза содержится в свежевыдоенном молоке. Наличие пероксидазы устанавливают, прибавляя в молоко перекись водорода, который под ее действием разлагается на воду и атомарный кислород. Образовавшийся кислород вызывает окисление разнообразных химических соединений. При наличии пероксидазы снижается активность некоторых видов заквасок.

Пероксидаза легко разрушается при температуре 820 С в течение 20 секунд. По наличию пероксидазной активности молока делают вывод об эффективности его высокотемпературной пастеризации.

Фермент каталаза бывает двух видов: выделяемая клетками молочной железы и образуемая бактериями. При пастеризации молока каталаза первого вида разрушается. При хранении молока может появляться второй вид каталазы, что является показателем гигиенической оценки молока.

Бактерицидные вещества–иммунные тела (лизины, аглютины, антитоксины). Оказывают подавляющее действие на микроорганизмы, попавшие в молоко, что определяет бактерицидную фазу молока.

Бактерицидная фаза (период) длится при 300С – 3 часа, при 150С – 12 часов, при 50С – 36 часов. Гормоны выделяют железы внутренней секреции. В молоке присутствуют гормоны пролактин и тироксин.

Пигменты – каротин, хлорофилл, ксантофилл – попадают в молоко из корма.

В зависимости от типа термической обработки молоко коровье питьевое классифицируется на:

Термизированное – на приемном пункте или низовом заводе молоко может собираться в значительных объемах для комплектования партии, обеспечивающей возможно более полную загрузку молоковозов.

После суточного хранения при 10 °С количество психрофильных микроорганизмов начинает быстро расти и качество молока заметно ухудшается. Для приостановки или замедления роста психрофилов достаточно эффективным является метод термизации молока. Он заключается в нагревании его до 60-63 °С в течение 15 секунд с последующим охлаждением до 8-10 °С. После такой обработки холодное молоко может сохраняться еще около 2 суток до начала переработки.

Термизацию можно проводить также на крупных предприятиях с целью накопления значительных партий молока и нивелирования состава и свойств сборного молока.

Пастеризованное– молоко, прошедшее обработку при не ниже 63 ºС в течение 20- 30 минут. При этом уничтожаются клетки микробов, а не их споры. Состав молока не изменяется, но хранение не столь долгое – до 3-10 суток (в зависимости от упаковки). На основании теоретических выводов для производства молочных продуктов были разработаны три вида режимов пастеризации молочного сырья, обеспечивающие уничтожение туберкулёзной палочки, бактерий группы кишечной палочки и других патогенных микроорганизмов и инактивацию ферментов:

Длительная пастеризация: 65°C, 30 минут

Кратковременная пастеризация: 71 - 74°C, 40 минут

Мгновенная пастеризация: 85°C, 8 - 10 с

Стерилизованное – молоко, прошедшее обработку выше 100 ºС.

При этом погибают и микроорганизмы, и их споры. Разрушаются витамины, в большей степени водорастворимые, снижается количество белковых веществ. В зависимости от особенностей производства и фасования готового продукта молочное сырье стерилизуют периодическим и непрерывным способом.

Стерилизацию периодическим способом проводят, помещая продукт в упаковке в автоклав и создавая в нём избыточное давление, что соответствует температуре кипения 121°C. При этой температуре продукт выдерживается 15 - 30 мин. Затем температуру снижают до 20°C. На стерилизацию молоко поступает нормализованным, гомогенизированным, прошедшим предварительный нагрев.

Стерилизация непрерывным способом в упаковке осуществляется в гидростатических башенных стерилизаторах. Фасованный в бутылки продукт подаётся в первую башню стерилизатора, где нагревается до (86±1)°С. Во второй башне продукт в бутылках нагревается до температуры 115 - 125 °C и выдерживается в зависимости от объёма бутылки 20 - 30 мин. В третьей башне стерилизатора бутылки охлаждаются до температуры 65 (±5) °С, в четвёртой — до 40 (±5)°С. Дальнейшее охлаждение идет в камере хранения продукта. Весь цикл обработки в башенном стерилизаторе составляет примерно 1 час.

Стерилизация молочного сырья после розлива в упаковку в горизонтальном ротационном стерилизаторе с клапанным затвором осуществляется при температуре 132 - 140 °C в течение 10 - 12 мин. Весь цикл обработки составляет 30—35 мин.

Ультрапастеризованное – молоко, прошедшее моментальную обработку ультравысокими температурами для более длительного хранения молока и молочных продуктов.

Ультрапастеризация проводится при температурах 135 - 145 °C с выдержкой 2 - 4 с с обязательным проведением технологического процесса после стерилизации и фасовки в асептических условиях.

УВТ-обработка молока обеспечивает уничтожение в нём бактерий и их спор, инактивацию ферментов при минимальном изменении вкуса, цвета и пищевой ценности.

Топленое – подвергнутое высокотемпературной обработке (90 - 100 °С) в течение 3 часов.

При приемке молока на завод качество его оценивают по органолептическим показателям, содержанию жира, кислотности и температуре.

Для производства пастеризованного молока применяемое натуральное молоко должно быть не ниже 2-го сорта. Молоко 1-го сорта имеет кислотность 16-18°Т, механическую и бактериальную загрязненность 1-го класса, температуру не выше 10°С, плотность в пределах 1,030 г/см3.

Молоко, поступающее на завод, содержит механические включения, поэтому применяют центробежную очистку молока на сепараторах-молокоочистителях, которая осуществляется одновременно с нормализацией.

Очистка, нормализация, гомогенизация, пастеризация и охлаждение происходят в потоке на пластинчатых пастеризационно-охладительных установках в комплекте с гомогенизатором. На заводах после очистки и охлаждения (до 2 - 4°С) молоко при необходимости хранят в промежуточных емкостях не более 48 ч. Очистка и нормализация проводится при 40 ± 5°С на сепараторах-молокоочистителях и сепараторах-сливкоотделителях.

Нормализация осуществляется в потоке путем смешивания сливок и обезжиренного молока в таких пропорциях, чтобы обеспечить заданную жирность молока.

Нормализованная смесь молока поступает в гомогенизатор, представляющий собой плунжерный насос высокого давления при температуре не менее 60°С. При давлении 12,5 ± 2,5 МПа в гомогенизаторе происходит раздробление жировых шариков, а дестабилизированный в результате механического и теплового воздействия молочный жир приобретает белково-лецитиновую оболочку. Размер жировых шариков при гомогенизации уменьшается в 10 раз.

Благодаря гомогенизации молока в течение срока реализации замедляется образование сливочной пробки на поверхности молока.