Влияние физиологических и внешних факторов на состав и св-ва молока

Стадия лактации. Продолжительность лактационного периода у коров, в среднем, составляет 305 дней. три периода: молозивный (продолжается 7-10, а иногда 15 дней после отела), период выделения нормального молока (285-277 дней) и период получения стародойного молока (7-15 дней перед запуском коровы).

Молоко, полученное в первые дни после отела, называется молози­вом. Молозиво имеет желто-бу­рый цвет, солоноватый вкус, специфический запах, густую вязкую кон­систенцию. Оно содержит больше белков, жира, минеральных веществ, меньше лактозы, чем нормальное мо­локо. В нем содержится больше каротина, витаминов (A, D, В,, В2 и др.), ферментов (каталазы, пероксидазы), а также иммуноглобулинов, лизоцима и лейкоцитов. В связи с высоким содержанием белков и солей кислотность молока достигает 40°Т и выше. Вследствие наличия в нем большого количества глобулинов и альбуминов оно легко свертывается при нагревании. Через 6 - 10 дней после отела молоко приобретает нормальные свойства.

Молозиво непригодно для производства молочных продуктов, так как оно свертывается при нагревании, плохо коагулирует под действи­ем сычужного фермента, имеет измененный состав жира, мелкие жи­ровые шарики, солоноватый привкус. Продукты, приготовленные из молока с примесью молозива, быстро портятся и имеют неприятный вкус.Молоко, полученное в первые 7 дней после отела, не подлежит сдаче на молочные предприятия.

Дальнейшие изменения химического состава в течение лактацион­ного периода (при полноценном кормлении и нормальных условиях со­держания) незначительны.

В стародойном молоке повышается содержание жира, белков, ферментов, минеральных веществ, уменьшается содержание молочного сахара, кислотность снижается до 15 - 16°Т, а иногда до 6 - 12°Т. Вкус стародойного молока из-за повышен­ного количества свободных жирных кислот, образующихся при действии на жир липазы, и хлоридов становится горьковато-солоноватым. В нем плохо развиваются молочнокислые бактерии. Молоко плохо свертыва­ется сычужным ферментом, имеет мелкие жировые шарики и казеино­вые мицеллы. Стародойное молоко нельзя перерабатывать. Молоко в последние 7 дней лактации не подлежит сдаче на молочный предприятия.

Порода скота. Коровы разных пород имеют неодинаковую продуктивность и состав молока.

Высокая жирность молока у коров красной горбатовской, тагильской пород, низкая - у коров черно-пестрой породы. Максимальное содержа­ние белков (3,2 - 3,5%) характерно для молока коров джерсейской, крас­ной горбатовской, ярославской, симментальской пород, среднее (3,1 - 3,2%) - для молока коров красной степной, швицкой и бестужевской пород, и минимальное (2,9 - 3,1%) - для молока коров черно-пестрой породы.

Технологические свойства молока различных пород скота неодина­ковы. Например, молоко коров симментальской, костромской, швиц­кой пород содержит больше кальция и быстрее свертывается сычужным ферментом, чем молоко коров черно-пестрой и красной степной пород, которое характеризуется мелкими мицеллами казеина и высокой термо­устойчивостью. Жировые шарики крупнее в молоке коров красной гор­батовской, ярославской пород, и мельче в молоке коров красной степ­ной и черно-пестрой.

Состояние здоровья животных. Состояние здоровья животных значительно влияет на продуктивность и качество молока. При заболевании животных (туберкулезом, бруцелле­зом и др.) могут резко изменяться химический состав и свойства молока.В молоке коров, больных туберкулезом в начальной стадии, повыша­ется содержание жира, уменьшается количество белка. Кислотность мо­лока снижается до 14°Т, вкус молока не меняется. В дальнейшем резко уменьшается содержание молочного сахара, жира, увеличивается содер­жание белка, кислотность понижается до 7°Т, молоко приобретает мыль­ный, соленый вкус.

В молоке коров, подозрительных по заболеванию лейкозом, незна­чительно увеличивается количество сухих веществ, жира и уменьшается количество казеина и молочного сахара. Оно содержит повышенное ко­личество лейкоцитов, клеток микроорганизмов.

При заболевании скота ящуром наблюдается резкое падение удоев. В молоке увеличивается содержание сухих веществ, жира и лейкоцитов. Кислотность молока понижается, оно приобретает горьковатый привкус. В нем плохо развиваются молочнокислые бактерии.

Молоко коров больных маститом изменяется в зависимости от сте­пени заболевания. В таком молоке понижается количество сухих веществ, жира, молочного сахара, витаминов, кальция, содержание ка­зеина, а количество сыворо­точных белков возрастает. В молоке повышено содержание лейкоци­тов и других соматических клеток, бактерий, ферментов, хлоридов. Оно имеет солоноватый вкус. Титруемая кис­лотность молока понижается до 12 -15°Т, рН повышается до 6,83-7,19, плотность снижается до 1024 - 1025 кг/м3.

Маститное молоко плохо свертывается сычужным ферментом, при этом получается дряблый сгусток, выделение сыворотки ухудшается. Молочно­кислые бактерии в таком молоке развиваются медленно.

Рацион кормления. Скармливание животным большого количества льняных и подсолнеч­ных жмыхов приводит к повышению жирности молока и увеличению в молочном жире количества ненасыщенных жирных кислот. Жир приоб­ретает мягкую, мажущуюся консистенцию, имеет пониженную точку плавления, нестоек при хранении. При скармливании больших количеств кормовой свеклы, картофеля, соломы в молочном жире повышается со­держание насыщенных жирных кислот, и он приобретает твердую и крошливую консистенцию.

Если животным дают корм, бедный солями кальция (барда, кислый жом, силос), или они пасутся на болотистых лугах и пастбищах с кис­лыми травами, то может образоваться сычужно-вялое молоко, характе­ризующееся низким содержанием кальция и плохой сычужной сверты­ваемостью.

Отдельные виды кормов воздействуют на вкус и запах молока. Так, при скармливании животным больших количеств кормовой свеклы, ка­пусты, силоса (особенно силоса из кукурузы и брюквы), зеленой ржи, зеленого ячменя молоко приобретает кормовой привкус. При поедании коровами некоторых сорняков и трав (полынь, лютик, пижма, дикий чеснок, лук, полевой хвощ и др.) молоко приобретает не­приятные привкусы - горький, чесночный, луковый, мыльный и др.

Время года. Состав сборного молока и молока отдельных животных в течение года непостоянен. Под влиянием одновременно действующих факторов (ста­дия лактации, рацион кормления, условия содержания и т. д.) происхо дят сезонные изменения содержания основных компонентов молока и некоторых его свойств. Наибольшим сезонным изменениям подверга­ется содержание жира и белка.

Минимальное содержание жира и белка наблюдается в молоке вес­ной и в начале лета, максимальное - осенью и зимой. Весной молоко характеризуется также меньшим количеством кальция, свободных ами­нокислот, витаминов. В нем хуже развиваются молочнокислые бактерии, снижается их энергия кислотообразования.

Следовательно, в молоке в зависимости от времени года меняется со­держание основных компонентов, определяющих расход сырья, и его технологические свойства (сычужная свертываемость, термоустойчи­вость). Меньше всего сухих веществ, жира, белков, минеральных веществ, витаминов содержится в молоке весной. Все это необходимо учитывать при производстве сыра, творога, масла, консервов и других молочных продуктов.

 

Методы пастеризации

Основная цель пастеризации — уничтожение патогенной и токсинообразующей микрофлоры и инактивация ферментов. В результате исключается передача через молоко и молочные продукты инфекционных заболеваний и обеспечивается более длительный срок хранения. Одними из санитарно-показательных микроорганизмов, которые могут привести к различного рода токсикозам и кишечным отравлениям, являются бактерии группы кишечной палочки. Наличие этих бактерий в молоке говорит о нарушении требуемых са-нитарно-гигиенических условий производства молока. Они не выдерживают нагревания молока до 60 °С в течение 30 мин.

С помощью пастеризации в молоке можно уничтожить лишь вегетативные формы микрофлоры, так как наличие спор повышает тепловую устойчивость микроорганизмов на 10—15, а иногда и на 50 'С.

Нагревание молочного сырья до температур пастеризации приводит к инактивации ферментов, тепловая устойчивость которых также индивидуальна, как и тепловая устойчивость микроорганизмов. Температурные режимы пастеризации, принятые в молочной промышленности, полностью инактивируют щелочную фосфатазу. Известно, что после нагревания молока до 65 °С в течение 30 мин фосфатаза в нем не обнаруживается.

Тепловая инактивация фосфатазы используется в молочной промышленности для определения эффективности пастеризации молока при производстве питьевого пастеризованного молока. Эффективность пастеризации молочного сырья, проводимой при более высоких температурах, например при производстве кисломолочных напитков или масла, определяется пробой на ксантиноксидазу, инактивация которой происходит при температурах около 80 °С. Протеазы инактивируются при температурах выше 75 °С, нативные липазы — при температуре 80 °С, а бактериальные липазы — при температуре 90 °С.

Сущность теплового разрушения микроорганизмов и ферментов состоит в тепловой денатурации белковых компонентов клеток, при которой происходит развертывание их полипептидных цепей с потерей биологических свойств. Теоретические основы пастеризации описываются уравнением Дальберга; они дополнены Г. А. Куком применительно к туберкулезной палочке: nz = <х — (3?,

Где г—время воздействия температуры, с; а, 3 — коэффициенты, которые, по данным Кука, для туберкулезной палочки имеют соответственно значения 36,84 и 0,48; / — температура пастеризации, "С.

Уравнение Дальберга—Кука показывает взаимозависимость температуры и времени для разрушения микроорганизмов и ферментов. Уничтожение микроорганизмов и инактивация ферментов от теплового воздействия протекают не мгновенно, а по истечении некоторого времени. Далее приведены результаты расчетов Кука для молока:

T, "С

61,1

Г, с

25,6

9,8

1,4

На производстве фактическое время выдержки Q при тепловой обработке молочного сырья не должно быть меньше теоретических значений z - При Q = z. процесс пастеризации считается проведенным правильно; при Q< z — процесс пастеризации не обеспечивает безопасность продукта; при Q> z — процесс пастеризации излишне длителен. Средний эффект пастеризации равен отношению Q/z.

По предложению Кука эта величина была названа критерием Пастера и стала обозначаться символом Ра. Для любого бесконечно малого отрезка времени d Q элементарный эффект пастеризации равен d Q/z, а суммарный эффект за время z обозначается следующим образом: Ра = fdQ/z- Для завершения процесса пастеризации и обеспечения безопасности молочных продуктов критерий Пастера должен быть равен единице или быть больше ее.

На основании теоретических выводов для производства молочных продуктов были разработаны три вида режимов пастеризации молочного сырья, обеспечивающие уничтожение туберкулезной палочки, бактерий группы кишечной палочки и других патогенных микроорганизмов и инактивацию ферментов:

Длительная пастеризация

/=65 "С, г =

1800 с (30 мин)

Кратковременная пастеризация

T= 71-74 "С,

Z = 40 с

Мгновенная пастеризация

T= 85 °С, г =

8-10с

 

Эффективность пастеризации молочного сырья при производстве различных молочных продуктов зависит не только от температуры и времени проведения процесса. Большое значение имеет первоначальное бактериальное обсеменение и механическая загрязненность сырого молока. Эффективность пастеризации выражают отношением количества бактерий, уничтоженных пастеризацией, к количеству бактерий, содержавшихся в исходном молоке. Эффективность пастеризации должна достигать 99,5—99,98 %. Для обеспечения такого значения сырье должно содержать не более 3 • 106 КОЕ в 1 см3 общего количества бактерий (мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов), причем термостойких бактерий должно быть не более 3 • 104 в 1 см3, а бактерии группы кишечной палочки не должны обнаруживаться в 0,001 см3 сырья.

Эффективность пастеризации по трем показателям после секции охлаждения пастеризационной установки контролируют на производстве не реже 1 раза в декаду. Бактерии группы кишечной палочки не должны быть обнаружены в 10 см3 молока, проба на фосфатазу должна быть отрицательной, а общее количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов не должно быть выше 10 000 в 1 см3.

Технология кисломолочных напитков (кефир, простокваша, йогурт и др.) предусматривает длительный процесс сквашивания при оптимальной температуре развития не только микрофлоры заквасок, но и остаточной микрофлоры сырого молока. С повышением температуры пастеризации молока увеличивается прочность сгустков и снижается интенсивность отделения сыворотки от сгустка (синерезис). Эти свойства сгусток приобретает благодаря денатурации сывороточных белков, происходящей при высоких температурах пастеризации.

Самая низкая температура пастеризации молока применяется при производстве твердых сычужных сыров (72—76 °С с выдержкой 20—25 с), так как в этом случае имеет место минимальная степень денатурации сывороточных белков для обеспечения наименьшей влагоудерживающей способности сырного зерна. Учитывая низкую температуру пастеризации, необходимо применять высококачественное молочное сырье для производства сыров, чтобы обеспечить микробиологическую безопасность продукта. Поэтому наряду с пастеризацией в производстве сыров применяют бактериофугирование или микрофильтрацию молока.

При производстве сгущенных и сухих молочных консервов температура пастеризации молока находится в пределах 95—105 °С из-за необходимости обеспечения более длительного хранения этих продуктов.

Стерилизация молока

 

Стерилизация — это тепловая обработка молочного сырья при температурах выше 100 °С. Цель стерилизации — уничтожение всех вегетативных и споровых форм бактерий и инактивация ферментов.

В молочной промышленности молочное сырье стерилизуют по трем принципиальным схемам:

Одноступенчатая в упаковке — после розлива молока в упаковку и ее герметичной укупорки при температуре 115—120 °С с выдержкой 15—30 мин;

Во второй башне продукт в бутылках нагревается до температуры 115—125 °С и выдерживается в зависимости от объема бутылки 20—30 мин.

УВТ-обработка молока обеспечивает уничтожение в нем бактерий и их спор, инактивацию ферментов при минимальном изменении его вкуса, цвета и пищевой ценности. Требуемые для этого температура и продолжительность нагревания находятся в зависимости от количества и вида спорообразующей микрофлоры в исходном сырье. Обычно присутствие большого числа спорообразующей микрофлоры в молоке связано с повышенным общим бактериальным обсеменением молока. При отборе молока для УВТ-обработки этот факт следует принимать во внимание и использовать сырье с общим количеством бактерий не более 3 • 105 КОЕ в 1 см3.

Температура воды, предназначенной для стерилизации, должна быть 157 °С. Это достигается за счет впрыскивания пара в воду при прохождении ее через паровой инжектор. В стерилизаторе горячая вода отдает теплоту молоку, и ее температура падает до 75 °С. Дальнейшее охлаждение воды происходит в 4-й и 5-й секциях теплообменника за счет подачи водопроводной воды.

Максимальная температура стерилизации, которую могут обеспечить данные установки, — 160 °С. Технологический цикл состоит из следующих операций: стерилизация установки, стерилизация продукта в режиме «производство», асептическая промежуточная мойка, окончательная мойка.

Наличие клеток аэробных вегетативных микроорганизмов определяют чашечным методом. Можно использовать субстрат следующего состава (г/л): мясной экстракт — 1, дрожжевой экстракт — 2, пептон — 5, NaCl — 5, агар — 15. Инкубация — 3 дня при температуре 37 °С и pH 7,4.

Если проверяют стерильность продукта в упаковке, то пакеты следует вскрывать в асептических условиях. Пакет лучше открывать с помощью электрической реостатной проволоки, нагретой до покраснения. Такое молоко нельзя использовать для органолептической оценки, так как оно приобретает характерный запах.