Влияние температуры и продолжительности тепловой обработки на изменение состава и свойств молока

Факторы, влияющие на эффективность пастеризации

Жирность молока. Чем выше жирность молока, тем больше должна быть продолжительность и температура пастеризации, так как жир обладает низкой теплопроводностью.

Бактериальная обсеменённость. В молоке с большой бактериальной обсеменённостью после тепловой обработки остаётся больше м/о. Чем больше м/о, тем больше вероятность наличия в молоке патогенных м/о. Чем больше термостойких м/о, тем меньше эффективность пастеризации. Преобладающая микрофлора молока охлаждённого после доения, хранившегося при низких температурах – психрофильные м/о. Эффективность пастеризации такого молока высокая. Если молоко не охлаждать до температуры ниже 10ºС, то в нём развиваются МКБ, энтерококки, они повышают кислотность молока, у них высокая термоустойчивость, эффективность пастеризации будет снижена.

Наличие клеток эпителия, пены, слизи они создают защитные условия для м/о. Большинство механических примесей, содержатся в пене, её необходимо снимать. Наиболее стойкими из патогенных м/о являются микобактерии туберкулёза, поэтому основным критерием надёжности пастеризации является гибель микобактерий. Ферменты фосфатазы и пероксидазы в сыром молоке разрушаются при более высокой температуре и выдержке, чем возбудители туберкулёза. Поэтому эффективность пастеризации контролируется пробой на фосфатазу (до температуры 80ºС) и пероксидазу (80-85ºС). В молочной промышленности применяют режимы пастеризации:

- длительный 63-65ºС 30мин

- кратковременный 70-76ºС 15-20 сек.

- моментальный 85-90ºС без выдержки

Чем выше температура и больше продолжительность выдержки, тем более глубокие изменения происходят с составными частями молока (в основном белки и соли). В результате пастеризации наблюдается небольшое уменьшение отстаивания жировых шариков в следствии их дробления. В молоке которое не нагревали шарики отстаиваются быстро из-за склеивания в конгломераты. При нагревании до 61ºС слипание шариков увеличивается, но при более высокой температуре они разъединяются.

Титруемая кислотность при пастеризации падает на 0,5-1ºТ, так происходит удаление СО₂. При температуре 65ºСначинают денатурировать сывороточные белки. Из молока все сывороточные белки можно выделить нагрев его до 85ºС в течение 5 минут. При пастеризации нарушается солевое равновесие в молоке. Растворимые известковые соли переходят в нерастворимые. Например, растворимые лимоннокислые одно- и двузамещённые соли кальция переходят в нерастворимые 3-х замещённые, а фосфорнокислые соли кальция также становятся нерастворимыми

3Са(Н₂РО₄)₂=Са₃(РО₄)₂+4Н₃РО₄

3СаНРО₄=Са₃(РО₄)₂+Н₃РО₄

Выпадение белков, нерастворимых фосфорных и лимоннокислых солей приводит к их отложению на нагревательной поверхности пастеризатора. При пастеризации молочный сахар (лактоза) практически не изменяется, но при длительной выдержке и температуре близкой к 100ºС лактоза взаимодействует с белками и свободными аминокислотами с образованием меланоидинов, которые придают молоку специфический кремовый цвет и вкус.

Режимы пастеризации выбирают с учётом изменений свойств молока. Для улучшения консистенции молочнокислых продуктов применяют более высокие температуры пастеризации 85-90ºС 10 минут. При такой температуре денатурированные сывороточные белки включаются в сгусток, который образован казеином, а сывороточные белки обладают повышенной влагоудерживающей способностью и препятствуют выделению сыворотки из сгустка. При производстве творога, сыров температура должна быть ниже 72-80ºС 15-20 сек. При пастеризации уничтожается большинство витаминов, а витамин С разрушается полностью. Для ликвидации пороков запаха и вкуса молоко можно подвергать дезодарации и дезагации.

Дезодарация – обработка горячего молока в условиях вакуума в аппаратах дезодараторах.

Дезагация – удаление газов из молока.

Стерилизация молока – тепловая обработка молока при температуре выше температуры кипения (выше 100ºС). В результате все м/о и их споры уничтожаются. Стерилизация также зависит от температуры и времени выдержки. С повышением температуры время выдержки сокращается. При стерилизации происходит более существенное изменение свойств молока. Стерилизованное молоко не способно свёртываться сычужным ферментом. При длительной тепловой обработке молоко вытапливается и отстаивается молочный жир, стерилизованное молоко приобретает характерный вкус и запах кипячённого молока, так как образуются свободные S-H группы, которые препятствуют окислению и прогорканию жира.

Режимы стерилизации

- 150ºС 1 сек

- 140 ºС 10 сек

- 120ºС 15 минут

- 110ºС 30-40 минут

Эффективность стерилизации контролируется по спорообразующим бактериям. Зависимость продолжительности будет

τ=lg(С_н/С_к), где τ – продолжительность выдержки, С_н и С_к – количество спорообразующих бактерий в начале и в конце стерилизации. Продолжительность выдержки должна быть больше 6.