1.5.3.Методы определения термоустойчивости молока

Под термоустойчивостью понимают свойство молока выдерживать воз­действие высоких температур без видимой коагуляции белков. Его выражают б различных единицах - группой термоустойчивости, временем, необходимым для коагуляции белков при температуре 120 - 140°С, количеством ионов каль­ция и др.

Термоустойчивость молока связана со степенью дисперсности казеина: чем она ниже, тем легче происходит коагуляция белков. На степень дисперсно­сти казеина влияют кислотность, его солевой и белковый состав, содержание СОМО и другие факторы, которые зависят от времени года, стадии лактации, физиологического состояния и индивидуальных особенностей животного.

Термоустойчивость молока зависит и от солевого равновесия молока, в частности от соотношения сумм катионов кальция и магния и анионов цитрата и фосфота. Избыток тех или других может приводить к коагуляции белка.

Существует ряд методов определения термоустойчивости молока; алко­гольная и тепловая пробы, определение концентрации ионов кальция в молоке (а так же кальциевая и фосфатная пробы).

Сущность алкогольной пробы состоит в том, что этанол действует на белки подобно нагреванию, то есть способствует дегидратации и частичной де­натурации белков, вызывая их коагуляцию.

Тепловая проба (с использованием прибора «Термол - 1» или глицери­новой бани) основана на непосредственном тепловом воздействии на молоко.

Концентрацию ионного кальция определяют потенциометрическим ме­тодом, основанным на измерении ЭДС электродной системы, состоящей из кальцийселективного и хлорсеребряного электродов, погруженных в исследуе­мое молоко.

Термоустойчивость молока является важным технологическим свойст­вом, определяющим его пригодность к высокотемпературной обработке. Это свойство особенно важно учитывать при производстве продуктов детского пи­тания, стерилизованных молока и молочных консервов.

- Алкогольная проба

Алкогольная проба - основной метод, применяемый в настоящее время на молочных заводах для контроля термоустойчивости молока и сливок (ГОСТ- 25228-82).

Метод основан на денатурации и коагуляции белков молока под действи­ем этилового спирта определённой концентрации. По результатам пробы мож­но судить об изменении молока при тепловой обработке. Термоустойчивость молока и сливок по алкогольной пробе определяют при помощи водного рас­твора этилового спирта с объёмом долей этилового спирта 68, 70, 72, 75, и 80%. Чем большую концентрацию спирта выдерживает молоко, не свертываясь, тем оно термоустойчивее.

Техника определения

1. В чистые сухие чашки Петри наливают по 2 мл исследуемого молока или сливок и такие же объёмы этилового спирта разной концентрации.

2. Содержимое чашек перемешивают круговыми движениями и через 2 мин проверяют состояние молока или сливок. Если на дне чашки Петри не поя­вились хлопья белков, считается, что молоко выдержало алкогольную пробу, если появились мелкие или крупные хлопья - молоко имеет пониженную стойкость к нагреванию.

3. В зависимости от того, какую концентрацию спирта выдержало молоко (без осаждения хлопьев белка), его подразделяют на следующие группы

При нормальной термоустойчивости свертывание молока происходит при добавлении спирта 75% и выше. Молоко считается с пониженной термоустойчивости, если происходит свертывание его проб при добавлении 72 %-го и в более низких концентрациях.

Водный раствор этилового спирта готовят в соответствии с требованиями табл. 18

После приготовления водного раствора спирта необходимо проверить его плотность, которая должна быть равна:

890,4 - для 68%-й объемной доли спирта;

885,5 - для 70%-й объемной доли спирта;

880,5 - для 72%-й объемной доли спирта;

872,8 - для 75%-й объемной доли спирта;

859,3 - для 80%-й объемной доли спирта.

алкогольная проба (в модификации К. А. Горбатовой и Гуньковой)

Техника определения:

1. В коническую колбу вместимостью 50 см пипеткой вносят см на­следуемого молока и медленно, при непрерывном несильном помешивании и добавляют из бюретки 78%- иый этанол до начала видимо гулянии белков. Объем эталона записывают.

2. За окончательный результат принимают среднее значение двух пап- дельных определений расхода этанола, по которому, пользуясь табл.19 определяют термоустойчивость молока.

Шкала оценки термоустойчивости молока по модифицированной алкогольной

Примечания:

1. Термоустойчивым можно считать молоко, на коагуляцию которого расходуется более 1,5 см³ 78%- ного этанола.

2. Метод используют для определения термоустойчивости молока при производстве продуктов детского питания, стерилизованных молока и молоч­ных консервов.

- Тепловая проба с использованием прибора «Термол -1»

Известны случаи, когда молоко, оцененное по алкогольной пробе как термоустойчивое, коагулировало при высокотемпературной обработке, что ука­зывает на различные механизмы изменения состояния белков под воздействием этилового спирта и нагревания.

Поэтому в настоящие время для адекватной оценки используется тепло­вая проба с помощью прибора «Термол-1» разработана и утверждена ВНИМИ. где имитируется воздействие на молоко как в стерилизованных промышленных установках. Обычно тепловая проба применяется при научных исследованиях, а в производстве может использоваться как арбитражный метод. Если алко­гольная проба позволяет дать оценку условной термоустойчивости, то крите­рием оценки термоустойчивости при тепловой пробе является температура. В этом случае показатель термоустойчивости выражается продолжительностью теплового воздействия на пробу до начала коагуляции, которая определяется визуальным или биохимическим методом.

Техника определения:

1 В ячейку прибора вносят кювету с 3.5 см исследуемого молока. Устанавливают температуру и время выдержки в соответствия с ниже приведенной табл. 14.

2. Включают клавишу подогрева молока в кювете до заданной температура (С^о), которая фиксируется на табло прибора в цифровой форме.

3. Исследования повторяют с другой пробой молока, установил другие температуру и время выдержки

4. Анализ после того. как прозвучит звуковой сигнал, свидетельствующий о начале термокоагуляции.

5. Время проведения анализа при выдержке 0,5 мин составляет 12 минут при выдержки 1мин - 16 мин, при выдержке 2 мин 23 мин. Точность задания и поддержания каждого из уровней температур в течение выдержки 3° С'

В таблице 20 приводится деление молока на группы по результатам ал­когольной и тепловой проб.

Молоко не ниже третьей группы по алкогольной и тепловой пробе при­годно для стерилизации. Если термоустойчивость молока ниже четвертой груп­пы, то его не используют для выработки стерилизованного молока до тех пор, пока с помощью солей-стабилизаторов (цитратов калия и натрия, способст­вующих восстановлению солевого равновесия в молоке и предотвращающих его свертывание) не повысят термоустойчивость до третьей или второй группы.

27 Сметана - это кисломолочный продукт, получаемый из нормализованных, пастеризованных сливок путем сквашивания их закваской, приготовленной на чистых культурах молочнокислых стрептококков, и созревания при низких температурах.

Для изготовления продукта применяют следующее сырье:

• молоко натуральное коровье – сырье не ниже второго сорта по ГОСТ Р 52054;

• молоко цельное сухое с индексом растворимости не более 0,3 см3 сырого осадка по ГОСТ 4495;

• молоко обезжиренное сухое с индексом растворимости не более 0,4 см3 сырого осадка по ГОСТ 10970;

• сливки сухие высшего сорта по ГОСТ 1349;

• закваска лактококков для сметаны по действующим техническим условиям, утвержденным в установленном порядке;

• закваска лактококков и термофильных молочнокислых стрептококков для сметаны по действующим техническим условиям, утвержденным в установленном порядке;

• концентраты бактериальные лактококков для сметаны по действующим техническим условиям, утвержденным в установленном порядке;

• концентраты бактериальные лактококков и термофильных молочнокислых стрептококков для сметаны по действующим техническим условиям, утвержденным в установленном порядке;

• концентраты бактериальные термофильных молочнокислых стрептококков по действующим техническим условиям, утвержденным в установленном порядке.

Технологический процесс производства сметаны резервуарным способом состоит из следующих операций:

• приемка и подготовка сырья;

• нормализация сливок;

• гомогенизация, пастеризация и охлаждение сливок;

• заквашивание и сквашивание сливок;

• перемешивание сквашенных сливок;

• упаковка, маркировка;

• охлаждение и созревание.

Приемка и подготовка сырья

Молоко и другое сырье (молоко сухое) принимают по массе и качеству, установленному лабораторией предприятия, а также на основании сертификационных документов поставщиков. Сухие закваски, бактериальные концентраты принимают согласно удостоверению качества и безопасности и сертификату соответствия по количеству, массе, внешнему виду и маркировке. С целью улучшения качества продукта рекомендуется отбирать молоко коровье с общей бактериальной обсемененностью не более 5105 КОЕ/см3, с содержанием соматических клеток не более 5105 в 1см3, не ниже второго класса по пробе на брожение, термоустойчивостью по алкогольной пробе не ниже второго класса, массовой долей белка не менее 2,8%, кислотностью не более 200Т.

Принятое коровье молоко очищают от механических примесей на центробежных молокоочистителях или пропускают через фильтр. Затем молоко направляют на переработку или охлаждают до температуры (4±2) оС и хранят в резервуарах промежуточного хранения. Хранение молока, до переработки охлажденного до температуры 4 оС, не должно превышать 12 ч; охлажденного до температуры 6 оС – 6 ч. Молоко с повышенной бакобсемененностью (более 5105 КОЕ/см3) длительно хранить до переработки не рекомендуется. Молоко сепарируют, соблюдая правила, предусмотренные технической инструкцией по эксплуатации сепараторов.

Нормализация сливок

Сливки, полученные при сепарировании молока, нормализуют по массовым долям жира и белка молоком, более жирными сливками, сухим молоком. Нормализацию сливок осуществляют с таким расчетом, чтобы массовые доли жира (м.д.ж.) и белка в готовом продукте были не менее, предусмотренных государственным стандартом. 

Гомогенизация, пастеризация и охлаждение сливок

Гомогенизация воздействует как на жировую, так и на белковую фазы сливок. При гомогенизации происходит дробление жировых шариков, увеличивается их количество, повышается стойкость жировой эмульсии. Стабильность белков при гомогенизации снижается, изменяются структура и форма белковых частиц, наблюдается их агрегация. Эффективность гомогенизации зависит главным образом от применяемых давления и температуры, а также от содержания жира в продукте. Оптимальные режимы гомогенизации сливок неодинаковы для разных видов сметаны. Чем выше жирность вырабатываемой сметаны, тем меньше величина применяемого давления гомогенизации сливок. Используется одно- и двухступенчатая гомогенизация сливок. Суммарное давление при двухступенчатой гомогенизации должно быть выше (на 2,3 МПа), чем при одноступенчатой. При этом давление гомогенизации на второй ступени составляет примерно половину давления на первой. Если сметана получается недостаточно густой, давление на второй ступени повышают на 1-2 МПа и, наоборот, снижают, если продукт имеет излишне густую консистенцию. При использовании двухступенчатой гомогенизации сливок продукт получается с однородной, более устойчивой к температурным и механическим воздействиям консистенцией, обладает большей забеливающей способностью, чем сметана из сливок, подвергавшихся одноступенчатой гомогенизации. Однако при производстве некоторых видов низкожирной сметаны (массовая доля жира 10%, 15% и др.) не применяют двухступенчатую гомогенизацию сливок, т.к. она не всегда может обеспечить желаемую, достаточно густую консистенцию готового продукта. При выборе режима гомогенизации сливок учитывают качество и свойства сырья, а также сезон. Давление гомогенизации снижают при переработке несвежих сливок с низкой термоустойчивостью белков, а также сливок, получаемых в осеннее-зимний период, когда в составе жира больше тугоплавких глицеридов, а сливки содержат больше сухих веществ. Процесс гомогенизации можно осуществлять как перед пастеризацией сливок, так и после нее. Последовательность этих операций зависит от целей и задач, которые ставят при выработке продукта. Когда стремятся обеспечить необходимую однородную (без крупинок) консистенцию сметаны, гомогенизацию проводят после пастеризации сливок при 70 °С. В целях повышения гигиенической надежности, улучшения микробиологических показателей готового продукта гомогенизацию осуществляют перед пастеризацией. Нормализованные сливки гомогенизируют перед пастеризацией при температуре 60-85 оС. Сливки с пониженной термоустойчивостью допускается гомогенизировать сразу после пастеризации при температуре не ниже 70 оС. При производстве сметаны с м.д.ж. от 10 до 22% гомогенизации подвергают всю массу нормализованных сливок. При выработке сметаны с м.д.ж. от 25 до 40% сливки гомогенизируют полностью или частично. Для сметаны с м.д.ж. от 25 до 28% объемная доля сливок, направляемых на гомогенизацию, по отношению к общему объему может составлять 70–80%, а для сметаны с м.д.ж. от 30 до 40% – 50–70%. В зависимости от массовой доли жира в сливках гомогенизацию проводят при следующих режимах: для сметаны с м.д.ж. от 10 до 15% – при давлении 12–15МПа; для сметаны с м.д.ж. от 17 до 22% – при давлении 9–12 МПа; для сметаны с м.д.ж. от 17 до 22% – при давлении 9–12 МПа; для сметаны с м.д.ж. от 25 до 32% – при давлении 8–11 МПа; для сметаны с м.д.ж. от 34 до 40% – при давлении 7–10 МПа. При использовании двухступенчатой гомогенизации: для сметаны с м.д.ж. от 20 до 25% – давление на I-й ступени 8–12 МПа, на II-й – 5–6 МПа; для сметаны с м.д.ж. от 28 до 32% -8-10 и 3–5 МПа, соответственно. Для сырья с пониженной термоустойчивостью и большей м.д.ж. гомогенизацию проводят при меньших значениях давления и температуры. Гомогенизированные сливки пастеризуют при температуре (86±2) оС с выдержкой 2–10 мин или при температуре (94±2) оС с выдержкой 20 с. Продолжительность выдержки может быть увеличена с учетом термоустойчивости сырья. Пастеризация сливок проводится не только для максимального уничтожения посторонней микрофлоры, инактивации ферментов, но и для обеспечения необходимой консистенции и вкуса сметаны, повышения ее стойкости при хранении. Для сохранения образовавшихся при пастеризации ароматических веществ и уменьшения степени разрушения витаминов сливки следует пастеризовать и выдерживать в закрытой системе. Режим пастеризации выбирают в зависимости от качества перерабатываемого сырья или вида сметаны. При переработке сливок низкого качества с посторонними привкусами, с большой бактериальной обсемененностью используют более высокие температуры пастеризации (94±2) °С. При переработке несвежих сливок с недостаточной термоустойчивостью белков следует ограничиваться более низкими температурами пастеризации (85±1) °С. При необходимости увеличивают выдержку в целях обеспечения надлежащего бактерицидного эффекта. Эффективность пастеризации должна быть не ниже 99,9%. Сливки с абсорбированными посторонними и кормовыми привкусами рекомендуется обрабатывать в вакуум-дезодорационных установках. Пастеризованные гомогенизированные сливки охлаждают до температуры заквашивания и направляют в резервуар для сквашивания и немедленно заквашивают. Хранение пастеризованных сливок при температуре сквашивания без закваски не допускается. В случае производственной необходимости допускается охлаждение пастеризованных сливок до температуры (4±2) оС и выдержка при этой температуре от 30 мин до 2 ч в емкостях, предназначенных для сквашивания сливок. В этих же емкостях после созревания сливки подогревают при перемешивании, используя греющую воду температурой не более 32 оС, до температуры заквашивания, которая должна составлять в этом случае не более 26 оС. Допускается выработка сметаны с м.д.ж. от 20 до 40% из пастеризованных негомогенизированных сливок. В этом случае сливки рекомендуется подвергать физическому созреванию. При этом происходит массовая кристаллизация жира с образованием смешанных кристаллов. Большая часть жира, отвердевшего при физическом созревании, сохраняется во время сквашивания сливок и участвует в формировании структуры сгустка. Сливки, подвергнутые низкотемпературной обработке, осторожно (при перепаде температур греющей воды и сливок 3–4 °С) нагреваются до температуры заквашивания не выше 30 °С, во избежание расплавления отвердевшего жира. ^