Технология продуктов животного происхождения. Технология молока и молочных продуктов. Учебное пособие

Нагревание через контактную стенку, например пастеризация или стерилизация, занимает очень важное место в любой пищевой технологии. Например, в молочной промышленности эта операция является обязательной при получении любых молочных продуктов, т.к. преследуется цель инактивации микрофлоры для пра-

тов до более низких температур используют низкотемпературные хладагенты - холодильные рассолы, хладоны, аммиак и др. Охлаждение также является очень важной стадией в пищевых производствах. Сырье, полуфабрикаты и готовую продукцию охлаждают после термообработки для дальнейших операций. Холодильная обработка используется как вариант консервирования и резервирования продуктов.

Выпаривание - это процесс концентрирования растворов твердых нелетучих или малолетучих веществ путем испарения летучего растворителя и отвода образовавшихся паров. В пищевой технологии выпаривают, как правило, водные растворы (сахарные сиропы, овощные соки для получения паст, молоко и др.).

1.3.3.Химические и биохимические процессы

Биохимическими процессами называют процессы - на правленной жизнедеятельности микроорганизмов, скорость которых определяется приростом биомассы либо продуктов их метаболизма.

Биохимические процессы осуществляются с помощью живых микроорганизмов, которые потребляют из окружающей среды-субстрата питательные вещества - сахарозу, глюкозу, лактозу и другие углеводы. Микроорганизмы дышат, растут и размножаются (т.е. реализуют прирост биомассы), выделяют в среду продукты метаболизма (спирт, ароматические вещества, органические кислоты).

31

Так, при производстве дрожжей (хлебопекарных, пивных, спиртовых, молочнокислых и др.) целевым продуктом является биомасса. В других случаях, например при микробиологическом синтезе, в качестве целевого продукта метаболизма получают ферменты, бактериальные препараты и закваски.

Впищевой промышленности микроорганизмы используют в пивоварении, виноделии, в производстве спирта и органических кислот, в производстве кисломолочных продуктов, сметаны, сыров, сырокопченых колбас и др. При этом микроорганизмы в процессе своей жизнедеятельности выделяют продукты метаболизма (спирт, ароматические вещества, органические кислоты), формируя тем самым определенные органолептические свойства пищевых продуктов.

Воснове ряда пищевых технологий лежатхимические превращения. К ним относятся получение патоки, кристаллической глюкозы путем кислотного гидролиза крахмала, различных жиров способом гидрогенизации и переэтерификации, инвертного сахара путем кислотного гидролиза сахарозы. Важная роль отводится химическим процессам на отдельных стадиях производства хлеба, мучных кондитерских изделий, сахара, шоколада, растительных масел, прессованных дрожжей, топленого молока, ряженки, темного и красящих солодов для пивоварения, а также при хранении продуктов. Одни из них связаны с реакциями гидролиза, другие - с окислительно-восстановительными реакциями (меланоидинообразование, сульфитация, окисление и др.).

Гидролиз - это реакция разложения сложных веществ (белков, жиров, углеводов) до более простых под действием кислот и щелочей с присоединением молекулы воды. Например, сахароза при нагревании с кислотами гидролизуется, образуя инвертный сахар (смесь равных количеств глюкозы и фруктозы):

С12Н22О11 + Н2О = С6Н12О6 + С6Н12О6.

Инверсия сахарозы происходит при уваривании яблочносахарной смеси в производстве фруктово-ягодного мармелада. Образующийся инвертный сахар предотвращает засахаривание мармеладной массы и образование грубокристаллической корочки. Однако гидролиз сахарозы не должен проходить чрез-

32

мерно глубоко, т.к. избыток инвертного сахара может вызвать намокание поверхности мармелада при его хранении.

В основе производства патоки лежит реакция неполного ферментного или кислотного гидролиза картофельного или кукурузного крахмала. Патока представляет собой смесь глюкозы, мальтозы и декстринов, широко применяется в кондитерском производстве.

Меланоидинообразование - это сложный окислительно-

восстановительный процесс, включающий в себя ряд реакций, которые протекают последовательно и параллельно. В упрощенном виде сущность этого процесса можно свести к следующему. Низкомолекулярные продукты распада белков(пептиды, аминокислоты), содержащие свободную аминогруппу(- NН2), могут вступать в реакцию с соединениями, в состав которых входит карбонильная группа (= С = О), например, с различными альдегидами и восстанавливающими сахарами (фруктозой, глюкозой, лактозой, мальтозой). В результате происходит разложение как аминокислоты, так и реагирующего с ней сахара. При этом из аминокислоты образуются соответствующие альдегид, аммиак и диоксид углерода, а из сахара - фурфурол и оксиметилфурфурол. Альдегиды обладают определенным запахом, от которого зависит в значительной мере аромат многих пищевых продуктов. Фурфурол и оксиметилфурфурол легко вступают в соединение с аминокислотами, образуя темноокрашенные продукты, называемые меланоидинами. Белки также могут вступать во взаимодействие с сахарами, но менее активно, чем аминокислоты, т.к. содержат меньше аминогрупп.

Меланоидинообразование - основная причина потемнения пищевых продуктов в процессе их изготовления, сушки и хранения. Особенно интенсивно эта реакция протекает при повышенных температурах во время технологического процесса производства. При приготовлении некоторых пищевых продуктов(например, при выпечке хлебобулочных и мучных кондитерских изделий, при сушке солода, приготовлении топленого молока, ряженки и др.) создают специально условия для реакции меланоидинообразования. В ряде производств эта реакция нежелательна (например, в процессе уваривания сахарных растворов при производстве сахарного песка, при самосогревании зерна, в процессе тепловой обработки вин и др.).

33

Процесс окисления играет большую роль при хранении жиров, масел и жиросодержащих продуктов. Жиры при длительном хранении приобретают неприятные вкус и запахпрогоркают, что связано как с химическими превращениями под действием света и кислорода воздуха, так и с действием некоторых ферментов. Наиболее простой случай прогоркания продуктов(например, сливочного масла, маргарина, животного жира) заключается в омылении жира и появлении в свободном виде масляной кислоты, которая и придает продукту неприятный запах. Прогоркание, обусловленное окислением ненасыщенных жирных кислот кислородом воздуха, наиболее распространенный вид прогоркания. В результате образуются пероксиды, которые при дальнейшем разложении образуют альдегиды, придающие жиру неприятные вкус и запах. При отсутствии кислорода этот процесс не идет.

Вопросы для самоконтроля

1.Какие механические процессы используются в пищевых производствах?

2.Каковы особенности фильтрования пищевых суспензий?

3.Чем характеризуются массообменные процессы пищевых технологий?

4.Что такое адсорбция?

5.Какие процессы применяют для разделения однородных

смесей?

6.Что такое сушка продуктов? Какое применение нашел этот процесс в пищевых технологиях?

7.Охарактеризуйте процесс кристаллизации. Как этот процесс применяется в пищевых производствах?

8.Охарактеризуйте теплообменные процессы, используемые в пищевых технологиях.

9.Какие процессы называются биохимическими? Какое отражение они находят в пищевой промышленности?

10.Какова роль химических процессов в пищевых технологиях?

11.Какова сущность процесса меланоидинообразования и его роль в пищевых производствах?

12.Какова роль процесса окисления в пищевы производствах?

34

2. Технология цельномолочных продуктов

2.1.Молоко как сырье для молочной промышленности

2.1.1. Классификация и ассортимент молочных продуктов. Молочное сырье для молочной промышленности.

Виды молочного сырья

Основными отраслями молочной промышленности являются цельномолочная, сыродельная, маслодельная, молочноконсервная отрасли, производство мороженого, производство детских молочных продуктов.

Сырьем для производства молочных продуктов являются цельное натуральное коровье молоко, сливки, вторичное молочное белково-углеводное сырье.

В соответствии с техническим регламентом на молоко и молочные продукты молоко – это продукт нормальной физиологической секреции молочных желез сельскохозяйственных животных, полученный от одного или нескольких животных в период лактации при одном и более доении, без каких-либо добавле-

ний к этому продукту или извлечений каких-либо веществ из него. Цельное молоко – это основной вид молочного сырья для производства молочных продуктов. Высокая пищевая ценность молока обусловлена оптимальным содержанием в нем белков, жиров, углеводов, минеральных веществ и витаминов. Наряду с цельным молоком в качестве молочного сырья для производства молочных продуктов используют сливки, полученные сепарированием цельного молока, обезжиренное молоко, пахту и молочную сыворотку.

Сливки используют в качестве сырья при производстве высокожирных молочных продуктов(питьевых сливок, сметаны, масла и др.).

Обезжиренное молоко рекомендуется использовать в качестве сырья для производства диетических пищевых молочных продуктов и кормовых целей.

35

Пахта образуется при выработке всех видов коровьего масла из сливок. Ее используют для нормализации молочного сырья по массовой доле жира при производстве многих молочных продуктов.

Молочная сыворотка - побочный продукт, получаемый при производстве сыра, творога и казеина. Ее применяют для получения сывороточных белков и молочного сахарапродуктов, используемых в пищевом, молочном, косметическом и других производствах. Есть и другие способы применения молочной сыворотки, в том числе непосредственно для выработки из нее пищевых продуктов.

Молочное сырье имеет качественную характеристику, обусловленную составом, свойствами, пищевой, биологической и энергетической ценностью.

2.1.2. Основные составные вещества молока

Основным сырьем для получения пищевых продуктов молочной промышленности является молоко. Содержание пищевых компонентов в молоке следующее: вода - 85…89 %, жир - 3…5 %, белки - 2,8…3,6 %, лактоза - 4,5…5 %, минеральные вещества - 0,6…0,85 %, сухой остаток - 11…15 %. Кроме того, молоко содержит такие биологически активные вещества, как витамины, гормоны, ферменты, иммунные тела, пигменты. Энергетическая ценность молока составляет 2720 кДж/кг.

Белки молока являются полноценными, т.е. содержат все незаменимые аминокислоты. Молочные белки обладают липотропными свойствами, регулируя жировой обмен, повышают сбалансированность пищи и усвоение других белков. Усвояемость белков молока составляет 96-98 %.

Белки молока представлены преимущественно казеином (2,7 %), а также альбумином (0,4 %) и глобулином (0,12 %). Казеин относится к фосфопротеидам и присутствует в молоке в виде растворимой кальциевой соли. Казеин устойчив к действию высоких температур пастеризации. Его коагуляция наступает при воздействии кислот, солей и ферментов.

Альбумин находится в молоке в растворимом состоянии и не осаждается кислотами и сычужным ферментом. Денатурирует

36

и выпадает в осадок при нагревании молока до температуры вы-

ше 70 °С.

Глобулин также растворим в воде и коагулирует при повышении температуры более 70 °С в слабокислой среде.

Молочный жир обладает высокой пищевой ценностью. Это обусловлено его низкой температурой плавления(27-34 °С), высокой степенью дисперсности и хорошей усвояемостью (95 %). Молочный жир имеет сложный жирнокислотный состав, представленный следующими компонентами:

-жирорастворимыми витаминами (Д, А, Е);

-незаменимыми полиненасыщенными жирными кислотами (линолевая, линоленовая, арахидоновая);

-ацилглицеринами насыщенных жирных кислот(в том числе низкомолекулярных - масляной, капроновой, каприловой, каприновой);

-сложными липидами (лецитин, кефалин) и стеринами. Молочный жир находится в плазме молока в виде эмуль-

сии. Жировые шарики имеют размер 2-3 мкм и окружены защитной оболочкой, которая обеспечивает стойкость эмульсии. Сильное механическое, химическое и термическое воздействие оказывает дестабилизирующее влияние на свойства эмульсии жира, и оболочка разрушается.

Основным представителем углеводов в молоке является дисахарид лактоза (молочный сахар). По сравнению с сахарозой лактоза обладает меньшей растворимостью и 5в раз меньшей сладостью. В молоке лактоза находится в растворимом состоянии.

Она сбраживается молочнокислыми бактериями, кефирными и пропионовокислыми дрожжами, что используется в производстве творога, сыров и кисломолочных продуктов. При длительном нагревании молока лактоза вступает в реакцию меланоидинообразования, образуя темноокрашенные соединения, имеющие специфические вкус и аромат. Кроме лактозы в молоке содержатся моносахариды - глюкоза (в среднем 0,02 %) и галактоза (в среднем 0,016 %).

Минеральные вещества молока включают макро- и микроэлементы. Макроэлементы представлены кальцием, фосфором, калием, натрием и др. Кальций присутствует в молоке в виде соединений с казеином, фосфорной и лимонной кислотами и находится в легкоусвояемой и сбалансированной с фосфором форме.

37

Фосфор входит в состав солей фосфорной кислоты, казеина и фосфолипидов. Микроэлементы молока включают алюминий, железо, йод, медь, селен, цинк и др.

Витамины молока бывают жиро- и водорастворимыми. К жирорастворимым относятся витамины А, Д, Е и β-каротин, к водорастворимым - витамины С, группы В, биотин, пантотеновая кислота, холин и др. Содержание комплекса витаминов в молоке невелико и существенно зависит от времени , годарациона питания и породы животных. Количество витаминов в молоке повышается в летний период при содержании скота на зеленых пастбищах.

2.1.3.Получение молока, обработка, хранение

В настоящее время используется машинное доение коров, когда молоко подается в закрытой системе по трубопроводам в помещение для хранения сырья. Это исключает загрязнение молока и адсорбирование им посторонних привкусов и запахов. Все

мойки должна отвечать требованиям питьевой.

Свежевыдоенное молоко обладает бактерицидной активностью, т.е. способностью в течение определенного времени (бактерицидная фаза) подавлять развитие попавших в молоко микроорганизмов. Бактерицидные вещества поступают в молочную железу из крови животного. К ним относятся антитела (иммуноглобулины), лейкоциты, лизоцим, лактоферрин и др. Эти вещества вызывают реакцию склеивания клеток микроорганизмов (агглютинация) с последующим осаждением клеток и воздействием на них с разрушением мембраны клеток(лизиса). Бактерицидные вещества молока инактивируются при температуре выше 90 °С. Продолжительность бактерицидной фазы зависит от физиологического состояния животного, периода лактации, степени бактериальной обсемененности и температуры хранения молока. Период бактерицидной фазы может составлять от 2 до 48 час.

После получения молока для обеспечения сохранения его нативных свойств и минимального обсеменения, молоко подвергают первичной переработке - механической очистке и охлаждению.

38

Очистка осуществляется фильтрованием или с использованием центробежных сепараторов-молокоочистителей. Для фильтрования применяют лавсановые или многослойные марлевые фильтры. Механическая фильтрация не обеспечивает полной очистки молока: задерживаются только крупные частицы, и происходит повторное обсеменение.

Исключить эти недостатки позволяет использование -се параторов-молоко-очистителей, которые осуществляют наиболее полную и совершенную очистку молока не только от механических примесей, но и в некоторой степени от бактериальной загрязненности.

Сразу после очистки проводят охлаждение молока до температуры 2-8 °С на специальных установках или в бассейнах с льдоводяной смесью. Хранить молоко на фермах допускается в охлажденном состоянии не более 20 час при температуре 2-8 °С.

При этом бактерицидные свойства молока сохраняются 1,5-2 сут. Молоко транспортируют в специальных изотермических

цистернах. Для предотвращения подсбивания молока необходимо каждую секцию цистерны заполнять сырьем полностью и только однородного качества.

2.1.4. Показатели качества молока

Согласно ГОСТ 31449-2013 «Молоко коровье сырое. Технические условия» молоко должно быть получено от здоровых сельскохозяйственных животных на территории, благополучной в отношении инфекционных и других общих для человека и животных заболеваний.

По органолептическим характеристикам молоко должно соответствовать требованиям таблицы 1.

39

Молоко по физико-химическим и микробиологическим показателям должно соответствовать нормам, указанным в таблице 2.

Молоко, предназначенное для производства продуктов детского питания, диетического питания, стерилизованных, сгущенных продуктов, сыров должно соответствовать требованиям, установленным нормативными правовыми актами, действующи-

веществ, в т.ч. моющих, дезинфицирующих и нейтрализующих веществ.

Допустимые уровни содержания потенциально опасных веществ (токсичные элементы, микотоксины, антибиотики, пестициды, радионуклиды), патогенных микроорганизмов, в том числе сальмонелл в молоке должны соответствовать требованиям, установленным нормативными правовыми актами, действующими на территории государств, принявших стандарт.

Молоко после дойки должно быть профильтровано (очищено). Охлаждение молока проводят в хозяйствах не позднее

2 ч после дойки до температуры (4±2) °C.

Транспортная маркировка продукции от сдатчика(физического или юридического лица) должна соответствовать требо-

40