Обзор молочных продуктов для профессионалов в области торговли. Сборник статей.
выдержки из "Продукты питания"
Авторы: А.Г. Выщепан и М.Е. Мельман, 1966 г.
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ
Способы сохранения (консервирования) молока
При консервировании молока используют в основном физические способы разрушения микробов. Большинство химических способов запрещено, а биологические способы, редко используемые сами по себе, приводят к значительным изменениям вкуса молока.
Сохранение молока при помощи холода
До сих пор эти методы сохранения молока не нашли широкого применения, за исключением нескольких стран.
Промышленное охлаждение сырого молока
Только немногие страны, например Швейцария, в состоянии проводить охлаждение сырого молока в промышленном масштабе. Промышленное охлаждение можно осуществлять лишь в том случае, когда проблема получения с фермы абсолютно чистого и здорового молока полностью решена.
Замораживание молока
Первые попытки сохранения молока при помощи замораживания относятся к 1879 г., когда датчанин Касс решил положить во фляги с молоком, которые он отправлял в Копенгаген, немного (от 1/3 до 1/5 объема) замороженного молока.
Сохранение молока при помощи тепловой обработки
Эти способы широко распространены во всем мире. Действие тепла резко отличается от действия холода тем, что тепло убивает микробы, а не просто приостанавливает их развитие.
Действие тепловой обработки на молочный жир
Глицериды мало изменяются в результате нагрева, которому молоко и молочные продукты обычно подвергаются на заводе.
Действие тепловой обработки на азотистые вещества
Растворимые белки изменяют свои естественные свойства необратимо, если температура молока, хотя бы в течение нескольких минут, превысит 60°С.
Влияние замораживания на структуру молока
Если охлаждение молока до температуры выше точки замерзания не изменяет ни его состава, ни структуры, то замораживание молока влечет за собой определенные изменения его физико-химической гетерогенной структуры.
Действие тепловой обработки на лактозу
Чтобы началось разложение глюкозы, которое проявляется в выделении различных органических кислот, спиртов и альдегидов, молоко нужно нагреть до температуры выше 100° С и поддерживать эту температуру в течение длительного времени.
Действие тепловой обработки на витамины
В противоположность обычному мнению, нагревание само по себе не разрушает витамины, если температура нагрева не превышает температуры, характерной для современных методов обработки.
Действие тепловой обработки на обычную микрофлору молока
Если температура нагревания молока в течение нескольких секунд будет составлять 60° С и выше, то большинство микробов, образующих обычную микрофлору молока, разрушается.
Действие тепловой обработки на минеральные соли
Минеральное равновесие молока изменяется не только в результате прямого действия тепла, но также вследствие выделения из молока углекислого газа.
Действие тепловой обработки на ферменты
Если для мгновенного разрушения щелочной фосфатазы достаточно нагреть молоко до 75° С. то чтобы за несколько секунд разрушить альдегидную редуктазу и пероксидазу, требуется температура 80-82°С, а для удаления из молока некоторых микробных липаз - 85-90° С.
Действие тепловой обработки на патогенную микрофлору молока
Множество микроорганизмов, патогенных для человека, могут заражать молоко и вызывать различные болезни. За тридцать лет было опубликовано большое количество работ, авторы которых стремились определить, в каких же именно условиях патогенные бактерии разрушаются под действием тепла.
Пастеризация молока
Метод сохранения молока, известный под названием пастеризации, обязан своим появлением Пастеру. Изучая в период с 1866 по 1876 гг. причины порчи вина и пива, Пастер обнаружил, что, нагревая вино и пиво до 60° С, можно избежать некоторых видов порчи, так как ряд бактерий при этих температурах гибнет.
Цели пастеризации
В 1933 г. Шарль Порше очень хорошо определил цель пастеризации: «Пастеризовать молоко означает путем соответствующего нагревания разрушить в нем почти полностью обычную микрофлору и всю патогенную микрофлору, если она есть, стремясь при этом минимально изменить физическую структуру молока, химическое равновесие отдельных компонентов и биохимические элементы: диастазы и витамины».
Условия пастеризации
Прежде всего, следует определить степень нагрева, т. е. установить его температуру и продолжительность. Следует особо отметить, что сама по себе температура нагрева ни о чем не говорит: ее нужно рассматривать обязательно в сочетании с продолжительностью нагрева.
Температурный режим при пастеризации
Можно ли безнаказанно изменять температуру и продолжительность нагрева в соответствии с бактериологическим качеством сырого обрабатываемого молока? Конечно, нет, и вот почему.
Температура охлаждения
Флора пастеризованного молока всегда содержит много молочных термофильных бактерий, способных нормально развиваться в интервале от 30 до 60° С, поэтому во избежание быстрого окисления не следует хранить молоко при этих температурах.
Способы пастеризации
Различают два способа пастеризации.
Низкотемпературная длительная пастеризация, при которой молоко нагревают до 63° С и выдерживают при этой температуре в течение 30 минут.
Оборудование для пастеризации
Установка для пастеризации молока всегда состоит из устройств для нагрева и охлаждения. Кроме этих узлов в установку может быть включен теплообменник - регенератор.
Требования, которым должен отвечать пастеризатор
Пастеризатор должен: во-первых обеспечивать равномерность нагревания до нужной температуры, чтобы бактерицидный эффект был действительно достигнут, а состав молока не изменился от чрезмерного нагрева; во-вторых, максимально сохранять состав и структуру молока, не допуская при этом выделения СО2 (для этого пастеризацию следует проводить без доступа воздуха) и разрушения витаминов; в-третьих, легко поддаваться разборке и чистке после каждого использования, во избежание заражения новых партий молока.
Оборудование для длительной пастеризации
Большинство пастеризаторов этого типа представляют собой двустенные ванны. В этих ваннах молоко нагревается до 63° С, затем выдерживается при этой температуре в течение 30 минут, после чего охлаждается. Во время пастеризации молоко перемешивается мешалкой для активизации процессов теплообмена. Не следует допускать образования пены на поверхности молока, т. к. при этом микробы могут вообще избежать тепловой обработки.
Оборудование для кратковременной пастеризации
Для кратковременной пастеризации используют оборудование непрерывного действия.
Параболический пастеризатор
Параболический пастеризатор представляет собой небольшую двустенную ванну, внутренняя поверхность которой имеет форму параболоида вращения.
Барабанный пастеризатор
Барабанный пастеризатор (типа Тодта) - значительно усовершенствованная модель параболического пастеризатора. Ванна обычно имеет форму усеченного конуса, а мешалка заменена вращающимся барабаном, нагреваемым изнутри.
Трубчатые пастеризаторы
Существует множество моделей трубчатых пастеризаторов, элементы которых соединены концами при помощи колен. Молоко проходит через трубы, где нагревается с одной или двух сторон горячей водой, циркулирующей противотоком.
Пластинчатые пастеризаторы
Эти аппараты в основном состоят из различного количества пластин с волнистой или ребристой поверхностью, прямоугольной или иногда круглой формы. Пластины, расположенные вертикально, реже - горизонтально и прижатые друг к другу (между ними обычно находится резиновая прокладка), монтируются на раме, основание которой иногда используют в качестве добавочного резервуара с горячей водой. Молоко течет между двумя пластинами (слоем 3-4 мм), а теплоноситель (вода или пар низкого давления) циркулирует противотоком.
Оборудование для охлаждения молока
Сразу после нагревания молоко охлаждают без доступа воздуха в трубчатых или пластинчатых теплообменниках, принцип действия которых такой же, как у пастеризаторов. Горячая вода просто заменяется охлаждающей жидкостью.
Теплообменники-регенераторы
Эти устройства позволяют получать значительную экономию тепла. Принцип их действия: пастеризованное молоко, прежде чем попасть в охлаждающее устройство, нагревает сырое молоко, находящееся перед входом в пастеризатор. В то же время горячее молоко начинает охлаждаться.
Эксплуатация установок кратковременной пастеризации
Прежде чем впускать молоко в установку для пастеризации, предварительно тщательно очищенную, ее нужно простерилизовать кипятком. Обычно это делают, не разбирая установку, в течение 15-30 минут, хотя некоторые специалисты считают, что при этом в аппарате могут остаться теплостойкие бактерии. Опыт показал, что эта вероятность невелика.
Бактофугирование молока
Этот недавно появившийся метод обработки молока представляет собой выведение микроорганизмов из молока центрифугированием при температуре пастеризации.
Пастеризация инфракрасными лучами
Этот способ служит объектом многочисленных исследований, в частности, во Франции. Стремление создать для мелких молочных предприятий экономичное оборудование, приспособленное для переработки небольших объемов молока, заставило специалистов заинтересоваться использованием инфракрасных лучей в качестве источника тепла.
Розлив пастеризованного молока
После пастеризации молоко разливают в тару и развозят по магазинам, которые должны обеспечить его доставку потребителям. Упаковка должна защищать молоко от возможных загрязнений в период транспортировки и хранения у розничного торговца.
Контроль и регулировка нагрева в современных пастеризационных установках
Во всех современных пастеризационных установках контроль и регулировка нагрева выполняются автоматически. Для этой цели используют самопишущие регистраторы температуры, которые могут записывать температуру и время нагрева молока, а также регистрировать моменты остановки системы.
Розлив пастеризованного молока в бутылки
Во Франции в настоящее время используют в основном бутылки из прозрачного стекла, образцы которых емкостью 1 и 0,5 л утверждены Французской ассоциацией технических норм и стандартов.
Машины для укупорки бутылок колпачками
Среди укупорочных машин также различают ручные машины малой производительности и высокопроизводительные полуавтоматические или автоматические машины.
Розлив в картонную тару
Этот способ был создан в США восемьдесят лет назад. С тех пор он широко распространился не только в странах английского языка, но также в Швеции, Нидерландах, Германии и др. Во Франции разливать молоко в картонную тару начали в 1955 г
Способ «Тетрапак»
Способ «Тетрапак» был разработан в Швеции и получил промышленное применение с 1953 г. При этом способе упаковки молоко разливают в пакеты, имеющие форму тетраэдра. Эти пакеты изготавливаются прямо на молочных заводах из рулонов специальной отбеленной крафт-бумаги, на лицевой стороне которой напечатана марка фирмы; изнутри эта бумага покрыта чистым полиэтиленом, предварительно расплавленным в электрической печи при температуре 360° С и обладающим свойством склеиваться при высокой температуре.
Разливочные машины
Бутылки можно наполнять тремя способами: при помощи сифона, под действием силы тяжести (самотеком) с помощью клапанных разливочных головок или под вакуумом.
Розлив молока в пластмассовую тару
Неудивительно, что все расширяющееся использование пластмасс коснулось производства молочной тары. Правда, изготовление пластмассовой упаковки для молока не вышло еще за рамки эксперимента, но уже отчетливо вырисовываются две тенденции.
Пастеризация молока в бутылках
Этот способ пастеризации довольно широко распространен в Англии, где его применяют на мелких молочных предприятиях, на крупных фермах и в таких учреждениях, как больницы, родильные дома и т. п.
Контроль пастеризации
Мы уже видели, что в результате пастеризации должно произойти полное уничтожение болезнетворных бактерий и значительного количества обычных. Необходимо соблюдать меры предосторожности во избежание заражения пастеризованного молока при соприкосновении с загрязненными поверхностями, а также при смешении с сырым или недостаточно нагретым молоком.
Обнаружение индолобразующих бактерий
Наконец, чтобы убедиться в отсутствии загрязнений, с которыми в молоко могут попасть болезнетворные бактерии, молоко исследуют на индолобразующие бактерии, основным представителем которых является Escherichia coli, обычно называемая колибациллой.
Стерилизация молока
Этот метод обработки молока, впервые использованный в промышленном масштабе в Швейцарии, во Франции стал применяться с 1889 г. Цель стерилизации - обеспечить сохранение молока путем термического разрушения всех бактерий и спор. Для этого до недавнего времени продукт нагревали до 115° С и выдерживали при этой температуре в течение 15-20 минут. Сегодня известны и другие методы тепловой обработки, о которых речь пойдет ниже.
Гомогенизация молока
Цель гомогенизации молока - стабилизовать жировую эмульсию путем механического измельчения жировых шариков, чтобы уменьшить их диаметр до 1-2 мк. Уменьшение объема жировых шариков снижает их подъемную силу и мешает им скапливаться на поверхности молока.
Кларификсация молока
Это новый метод гомогенизации в сочетании с тщательной очисткой.
Предварительная стерилизация
Перед стерилизацией проводят кратковременную пастеризацию или предварительную стерилизацию (предстерилизацию), которая должна уничтожить большинство микробов, чтобы сам процесс стерилизации можно было осуществлять при менее интенсивном нагревании.
Различают методы и оборудование для стерилизации молока, предварительно залитого в герметичную тару, и методы и оборудование для стерилизации разливного молока.
Пастеризованное и гомогенизированное молоко в герметичных сосудах стерилизуется в автоклавах, куда периодически или непрерывно поступают бутылки.
Недостатки стерилизаторов непрерывного действия
Недостаток современных стерилизаторов непрерывного действия заключается в слишком долгом выдерживании сосудов с молоком при температуре стерилизации, что препятствует полному сохранению органолептических свойств молока.
Асептический розлив молока в бутылки или картонную тару
Выше уже упоминалось о том, как трудно провести в асептических условиях розлив и упаковку молока, простерилизованного в потоке.
Стерилизация разливного молока
Преимущество этого метода в том, что молоко в течение очень небольшого времени нагревается до высокой температуры (125- 150°С). Предполагается, что затем стерилизованное молоко разливают в асептических условиях, а добиться этого бывает очень трудно.
Замечания, связанные с контролем стерилизованного молока
Постановления от 25 марта 1924 г. и 16 июля 1955 г. определяют стерилизованное молоко как продукт, не содержащий ни одного живого микроорганизма.
Уничтожение спор микробов в разливочных машинах
В современных разливочных машинах нельзя уничтожить горячей водой и детергентами споры микробов, которые могут там находиться. Для этого требуется тщательная обработка всего оборудования паром под давлением. Вместе с тем в процессе розлива молоко вступает в контакт с воздухом, поэтому избежать попадания в молоко спор из атмосферы невозможно.
Уперизация
При обработке питьевого молока большое распространение получил швейцарский способ (при помощи инжекции пара), называемый уперизацией. Этот способ открыл путь всем остальным методам, основанным на аналогичных принципах.
Способ V. Т. I. S.
Способ V. Т. I. S. (Vacu Therm Instant Sterilizer), недавно разработанный в Швеции фирмой «Альфа-Лаваль», также основан на принципе инжектирования пара в поток молока.
Асептическая упаковка уперизованного молока
В настоящее время многие специалисты заняты поисками решения проблемы асептической упаковки молока в бутылки или в не подлежащую возврату тару. Не так давно фирма «Тетрапак» предложила новый способ, основанный на следующем принципе.
Перспективы использования стерилизованного молока
Во многих работах указывается, что хорошо проведенная стерилизация практически не изменяет питательной ценности молока. Витамины А, В2 и D не разрушаются. Витамин В1 разрушается на 20-30%, но нужно помнить, что в сыром коровьем молоке витамина В1 обычно содержится в два-три раза больше, чем в женском.
Недостатки и достоинства стерилизованного молока
К недостаткам стерилизованного молока можно отнести опасность гнилостного брожения (гниения), если молоко хранится в открытой таре. Развитие микроорганизмов, большей частью протеолитических, не тормозится остаточной молочнокислой флорой, как это бывает в пастеризованном молоке. Поэтому стерилизованное молоко совершенно не защищено от гнилостного брожения.
Промежуточный метод
Опыт показывает, что стерилизованное молоко потребляется в течение нескольких недель. Если пастеризация не обеспечивает сохранения молока в течение этого срока, то стерилизация, напротив, позволяет хранить молоко гораздо более длительное время.
Ароматизированное молоко
В постановлении от 16 июля 1955 г. уточняется, что наименование «ароматизированное молоко» относится к стерилизованным напиткам, специально приготовленным и состоящим из обезжиренного или цельного молока с сахаром или без сахара с добавками натуральных ароматических веществ.
Жидкие молочные полуконсервированные продукты
Не так давно Пиен разработал способ обработки молока, занимающий промежуточное место между пастеризацией и стерилизацией.
Сгущенное молоко
Это молоко еще неправильно называют «концентрированным». Идея получения сгущенного молока возникла впервые в 1827 г. у Аппера, но первый завод по производству сгущенного молока был создан в 1858 г. в США Гейлом Борденом. В Европе новая отрасль промышленности появилась только в 1866 г., в Швейцарии. Во Франции производство сгущенного молока началось лишь в начале нынешнего века.
Нормализация молока, используемого для производства сгущенного молока
После сортировки и механической очистки путем фильтрования или центрифугирования молоко должно быть нормализовано. Нормализация состоит в урегулировании соотношения между количеством сухих веществ и количеством жира, чтобы сгущенное молоко имело в итоге постоянный состав.
Способы сгущения
Сгущение молока всегда осуществляется путем кипячения его в выпарных корпусах, или вакуум-аппаратах, работающих под небольшим вакуумом, чтобы снизить температуру кипения.
Использование многокорпусных вакуум-аппаратов
Остановимся вкратце на принципе работы двухкорпусных вакуум-выпарных аппаратов, наиболее часто используемых при производстве сгущенных молочных продуктов.
Применение турбокомпрессора и «выпаривание холодом»
Турбокомпрессор на молокоперерабатывающих заводах используется редко, т. к. стоит очень дорого. Стоимость однокорпусной вакуум-установки, оборудованной турбокомпрессором, вдвое больше стоимости обычной установки такой же мощности.
Работа двухкорпусного вакуум-аппарата
Рассмотрим работу двухкорпусного вакуум-аппарата, в первый корпус которого подается Р. кг греющего пара. Этим количеством пара можно выпарить 2Р кг воды в двух корпусах.
Выпарные аппараты
До самого недавнего времени на молочных заводах чаще всего использовали однокорпусные вакуум-аппараты периодического действия. Они представляли собой вертикальные резервуары из нержавеющей стали емкостью до 4-5 тыс. л, которые нагревали змеевиком или системой труб, обдуваемых паром.
Выпарные аппараты с поднимающейся пленкой системы Кестнера
Выпарные аппараты с поднимающейся пленкой системы Кестнера - разновидность установок с выносным трубчатым парообразователем, описанных выше. Аппарат Кестнера представляет собой в основном систему вертикальных кипятильных труб диаметром около 5 см и высотой 7-8 м.
Применение пароструйного компрессора
На молочных предприятиях часто применяют пароструйный компрессор (термокомпрессор) в качестве теплового насоса. Смесь пузырьков пара и молока, уносимого этими пузырьками, поднимается по трубам.
Вспомогательное оборудование
В вакуум-выпарные установки входит ряд вспомогательных механизмов: конденсатор, источник вакуума, отсасывающий насос и контрольные устройства.
Производство сгущенного молока с сахаром
Добавление к молоку сахара в процессе сгущения обеспечивает консервирование конечного продукта без дополнительной стерилизации. Сахар создает в среде очень высокое осмотическое давление, препятствуя этим развитию микроорганизмов.
Охлаждение сгущенного молока
Охлаждение - наиболее тонкая операция во всем процессе производства, т. к. во что бы то ни стало нужно предотвратить образование так называемого «песчанистого молока», очень неприятного на вкус и вызывающего жалобы потребителей.
Розлив и хранение сгущенного молока
Сгущенное охлажденное молоко с сахаром автоматически разливается в цилиндрические жестяные банки, которые закатываются.
Пороки сгущенного молока
В сгущенном молоке с сахаром могут наблюдаться пороки; кроме того, в нем могут происходить нежелательные изменения.
Производство сгущенного стерилизованного молока
Это молоко бывает менее сгущенным, чем описанное выше, т. к. при обработке выпаривают только 45% воды.
Стерилизация сгущенного молока
Стерилизацию проводят в нагреваемых паром автоклавах, которые вмещают более 2 тыс. банок. Банки вставляются в кассеты, соединяющиеся с рамой, движущейся вокруг оси.
Использование сгущенного молока в качестве пищевого продукта
Сгущенное молоко является прекрасным пищевым продуктом.
Сухое молоко
Производство сухого, или порошкообразного молока впервые было начато в 1805 г. - Пармантье, а в промышленном масштабе - Грюнвальдом в 1855 г.
Способы сушки
Существует два основных способа выработки сухого молока: вальцовая, или контактная, сушка, типичным примером которой является способ Джаст-Хатмейкера, и распылительная сушка.
Распылительный способ
Распылительный способ заключается в том, что молоко в виде тумана распыляют в большой камере, через которую пропускают горячий воздух. Обезвоживание происходит мгновенно, и молоко в виде порошка опускается на дно камеры.
Производство цельного сухого молока распылительным способом
После отбора (кислотность ниже 20° D), центробежной очистки и нормализации молоко в течение нескольких минут пастеризуют при 110-130° С, чтобы разрушить большинство микроорганизмов, липазы и некоторые теплостойкие оксидазы.
Быстрорастворимое сухое молоко
Несмотря на значительные успехи, достигнутые в области классической сушки молока распылением, получаемый порошок обладает одним существенным недостатком - он с трудом поддастся смачиванию.
Способы производства быстрорастворимого сухого обезжиренного молока
Процесс производства может быть одноступенчатым или двухступенчатым.
Двухступенчатый процесс
Суть этого способа производства состоит в том, что обычный молочный порошок подвергают дополнительной специальной обработке с целью сделать его быстрорастворимым.
Пороки быстрорастворимого сухого обезжиренного молока
К наиболее распространенным порокам относятся побурение и появление ненормальных привкусов.
Характеристики сухого молока
Характеристики сухого молока зависят от способа сушки.
Использование сухого молока в качестве пищевого продукта
Сухое молоко представляет собой прекрасный пищевой продукт, который может пригодиться в самых различных случаях.
Способы производства быстрорастворимого цельного сухого молока
Производство быстрорастворимого сухого цельного молока связано с большими трудностями, причем, несмотря на ведущиеся в течение ряда лет многочисленные исследования, до сих пор не разработан достаточно эффективный метол производства.
Метод пенной сушки цельного молока
Молоко, подогретое до 63° С, гомогенизируется (175 кг/см), затем пастеризуется при 72°С в течение 16 секунд. Далее молоко сгущается до 47-50%-ного содержания сухих веществ при температуре 57°С в выпарном вакуум-аппарате.
Другие методы сохранения молока
Большинство из этих методов устарели или, напротив, находятся в стадии экспериментальной разработки. Поэтому мы рассмотрим их вкратце.
Обработка молока ультразвуком
Ряд исследователей тщательно изучили этот метод и пришли к выводу, что используемые ультразвуковые колебания значительно уменьшают содержание бактерий в молоке, но не приводят к полной стерилизации.
Обработка ультрафиолетовыми лучами
Для использования бактерицидного действия ультрафиолетовых лучей были сконструированы многочисленные аппараты.
Обработка ионизирующими излучениями
Первые исследования в области использования ионизирующих излучений для обработки пищевых продуктов были проведены в США в 1943 г. С тех пор в различных странах по этой теме было осуществлено много работ.
Воздействие излучения на компоненты и флору молока
Излучение не оказывает значительного теплового действия. Его способ воздействия специфичен и не совпадает с воздействием тепла.
Электрическая нейтрализация
Наиболее частым видом порчи молока является свертывание. Это явление можно задержать, добавляя в молоко щелочное соединение, например бикарбонат натрия (питьевую соду).
Следующая » |