Охлаждение

Необходимость процесса охлаждения связана с созданием запасов молочного сырья, т. е. его резервированием. Сущность процесса охлаждения, связанная со снижением температуры, заключается в торможении ферментных систем микроорганизмов, главным образом, мезофильных бактерий, которые по своей природе являются активными кислотообразователями и обуславливают скисание молока.

Охлаждение молока основано на теплообмене между теплым молоком и хладоносителем (воздух, вода, рассол). В процессе теплообмена хладоноситель, отбирая тепло от молока, охлаждает его и нагревается сам. Процесс теплопередачи осуществляется до тех пор, пока температура молока станет больше температуры хладоносителя. Наиболее эффективным способом реализации процесса является охлаждение молочного сырья в пластинчатых и трубчатых охладительных установках.

Рисунок 29 - Пластинчатый теплообменник.

Для вязких и вязкопластичных продуктов могут быть использованы цилиндрические охладители открытого или закрытого типа с рассольным охлаждением. Например, творог охлаждается в цилиндрическом охладителе куда он поступает из питательного сборника и распределяется тонким слоем между стенкой и распределительным барабаном со шнеком. В межстенное пространство подается хладоноситель, барабан со шнеком перемещает творог, он охлаждается.

Как правило, имеется следующая связь температуры охлаждения t_o и времени резервирования молока:

, ч t_o, ⁰С

24 10 нормальное охлаждение

48 6

50 4 глубокое охлаждение

62 2

Понижение температуры приводит к изменению нативного состояния компонентов молока. По мере снижения температуры ниже 20 °С начинается процесс отвердевания молочного жира. Молочное сырье становится суспензией. Процесс является полностью обратимым. Однако при этом установлено, что с поверхности жировых шариков активно удаляется фермент ксантиоксидаза, стабильность оболочек несколько снижается, что в комплексе с отвердеванием и механическим воздействием (перемешивание) может привести к дестабилизации молочного жира и пенообразованию. Особенно этот процесс имеет место при последующем нагревании молочного сырья.

В результате перемешивания охлажденного молока, особенно неправильно организованного (интенсивного), возрастает возможность липолиза свободного молочного жира в разрушенных жировых шариках.

Рисунок 30 – Схема расщепления молочного жира липазой.

Энергетическое воздействие на систему (удаление тепла) приводит, прежде всего, к разрушению гидрофобных связей, которые наиболее неустойчивы при низких температурах (максимум устойчивости 60 °С). Среди компонентов молочного сырья наибольшим количеством таких связей характеризуется казеин. При высоких температурах образуются крупные субмицеллы. Охлаждение приводит к дезагрегации мицелл казеина, что снижает эффективность коагуляции и отражается на выходе готового продукта. Так, например, действие сычужного фермента прекращается при 10 °С, а сгусток из охлажденного молока всегда отличается меньшей прочностью. Эти положения необходимо учитывать при организации производства всех видов кисломолочных продуктов (напитки, творог, сыр). Десорбция ксантиоксидазы является также следствием неустойчивости гидрофобных связей.

Сводная информация об изменениях в молочном сырье при охлаждении приведена в табл.10.

Таблица 10

Молочное сырье и компоненты	Изменения	Последствия охлаждения
Молочное сырье	Повышение вязкости Десорбция ксантиок- сидазы	Трудность перемешивания Повышенная активность ферментов
Молочный жир	Кристаллизация Расслоение жировых шариков	Снижение устойчивости эмульсии
Казеины	Дезагрегация казеиновых мицелл	Снижение способности к коагуляции и прочности сгустка
Сывороточные белки	Распад псевдоглобулина	-
Лактоза	Без изменений	-

Следует учитывать также изменения качественного состава микрофлоры - преобладание психротропных бактерий, которые, развиваясь при низкой температуре, могут вызвать нежелательные процессы - появление горьких пептидов, плодового привкуса молока, тягучей консистенции. При этом ферменты психротропных микроорганизмов устойчивы к тепловой обработке и переходят в готовую продукцию, что особенно опасно в процессах сыроделия. Для практического использования можно рекомендовать глубокое охлаждение предварительно очищенного молока до температуры 4 – 6 ⁰С, что обеспечивает сохранение технологических свойств в течение 1 - 3 суток.

Логичными представляются предварительная инактивация или удаление микроорганизмов. В идеальной схеме процесс охлаждения и длительного резервирования молочного сырья должен быть исключен.