Гомогенизация молока

 

Другим значительным фактором, влияющим на консистенцию кисло-молочного сгустка, является дисперсность и физическое состояние жировой фазы молока. Повышение дисперсности жировой эмульсии способствует улучшению СМС кисломолочного сгустка.

Диспергирование жировых шариков (гомогенизация) достигается воздействием значительного внешнего усилия, вызываемого перепадом давления, ультразвуковой, высоко-частотной электрической обработкой и т.д. В промышленном производстве КМН применяется главным образом гомогенизация в клапанных гомогенизаторах под действием высокого давления.

При гомогенизации возрастает отношение поверхности жировых шариков к объему. Имеющихся в молоке оболочечных веществ недостаточно, чтобы покрыть всю поверхность вновь образовавшихся жировых шариков. Поэтому на ней происходит адсорбция поверхностно-активных компонентов плазмы, и оболочки жировых шариков гомогенизированного молока отличаются по составу от таковых негомогенизированного молока. Исследования оболочечного белка негомогенизированного молока показывают наличие одного белкового глобулиноподобного компонента, тогда как в оболочке жировых шариков гомогенизированного молока обнаружены главным образом казеин (3/4 поверхности), а также а-лактоальбумин и измененный лактоглобулин (1/4 поверхности).

Таким образом, часть белков плазмы молока перераспределяется на поверхность жировых шариков. Во время гомогенизации меняются не только состав, но и физические свойства их оболочек, жировые шарики гомогеншированного молока можно рассматривать как своеобразные комплексы белок - жир по свойствам, приближающимся к крупным казеиновым мицеллам. Белковые вещества оболочек жировых шариков включаются в структурообразование кисломолочного сгустка. Жировые шарики служат как бы узлами структурной сетки и повышают ее прочность. При этом в готовом продукте не наблюдается отстоя жира, снижается при хранении отделение сыворотки, увеличивается в 1,5-2 раза вязкость КМН из гомогенизированного молока. Поданным Л.А. Милютиной, наивысшая вязкость сгустка наблюдается при давлении гомогенизации молока 17,5 МПа. Минимальное давление, обеспечивающее хорошую консистенцию продукта, - 12,5 МПа.

По данным разных авторов, средний диаметр жировых шариков в молоке, гомогенизированном при 10 МПа, составляет от 1,23 до 1,91 мкм, соответственно при 15 МПа - от 0,99 до 1,38 мкм, при 17,5 МПа – от О,92 до 1,08, при 20 МПа - от 0,69 до 0,89 мкм. При повышении давления уменьшается не только средний диаметр жировых шариков, но и широта их распределения по размерам.

Эффективность процесса гомогенизации зависит от температуры молока. Установлено, что при температуре ниже 50 °С эффективность гомогенизации снижается, увеличивается отстаивание сливок. Оптимально - 55-70 °С. При более высоких температурах эффективность меняется незначительно, но возможно образование осадка белков в гомогенизаторе. Отмечается также, что дисперсность молочного жира при гомогенизации после пастеризации выше, чем при осуществлении процесса до пастеризации при тех же режимах.

На эффективность гомогенизации кроме давления, температуры, конструкции и состояния гомогенизирующей насадки влияют содержание и свойства веществ, образующих оболочку жировых шариков, а также кислотность. При рН ниже 6,6 свойства гомогенизированного продукта значительно ухудшаются.

Применение одно- или двухступенчатой гомогенизации зависит от содержания жира в молоке. Двухступенчатая гомогенизация применяется для высокожирных молочных продуктов (свыше 10 % жира) с большим перепадом давления (7,5- 10 МПа) между ступенями.

Гомогенизация непосредственно влияет на жировую фазу молока. Белки подвергаются наиболее значительным конформационным изменениям только под косвенным воздействием процесса под влиянием молекулярных сил на границе раздела жир-плазма. Менее значительно влияние прямого воздействия гомогенизации и температуры. В процессе гомогенизации молока только при высоких давлениях (свыше 30 МПа) отмечены химические изменения молочного белка.

Обработка молока в гомогенизаторах высокого давления в диапазоне от 100 до 800 МПа рассматривается рядом зарубежных исследователей как альтернатива тепловой обработке. Гомогенизация при 15 МПа вызывает изменение функциональных свойств многих белков с последующим улучшением текстуры, влагоудерживающей способности и органолептики кисломолочных продуктов.

Гомогенизация молока в сочетании с тепловой обработкой способствует усилению влияния на консистенцию сквашенного продукта по сравнению с одной гомогенизацией.

Ее режимы рекомендуется выбирать в зависимости от содержания сухих веществ (СВ) молока. Для молока с содержанием СВ 9,5-12 %, СОМО (сухой обезжиренный молочный остаток) - 8 % рекомендуется давление 15-22 МПа при температуре 55-65 °С или максимум 30 МПа и 90 °С; при содержании СВ 12 и более 14%, СОМО - 8,5-11 %-8-10 МПа при 40-50 °С

В промышленном производстве КМН в основном применяют следующие режимы гомогенизации молока: в РФ - 12,5-17,5 МПа, 55-85 "С (перед пастеризацией); за рубежом -15-17 МПа, 20, 25 МПа, 55-65 °С (до и после пастеризации).