Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технология консервирования молочных продуктов в среде жидкого азота. Монография.pdf
X
- •Содержание
- •Введение
- •1.1 Проблемы производства молока и молочных продуктов
- •1.2 Инновации при производстве молочных продуктов
- •1.3 Инновации в маслоделии
- •2.1 Характеристика способов первичной обработки молока
- •2.2 Использование жидкого азота при консервировании сырья молочного производства
- •3.1 Характеристика способов резервирования творога
- •3.2 Влияние способов замораживания на хранимоспособность творога
- •3.3 Технология резервирования творога с использованием жидкого азота
- •3.4 Оценка эффективности применения жидкого азота для резервирования творога
- •4. 1 Характеристика способы консервирования сливочного масла
- •4.2 Влияние сезона изготовления на сохранность замороженного сливочного масла
- •4.3 Влияние вида фасовки на сохранность сливочного масла
- •4.4 Влияние способа замораживания на сохранность сливочного масла
- •4.5 Технология резервирования сливочного масла с использованием жидкого азота
- •4.6 Оценка эффективности применения жидкого азота для консервирования сливочного масла
- •Список использованной литературы

сохранения натуральных свойств молочного сырья при необходимости его ре-
Свежевыдоенное молоко
Тепловая обработка
Низкотемпературная
обработка
Консерванты
Термизация
Пастеризация
Охлаждение
Замораживание
Сжиженные
Хим.
Ингибиторы,
NaCl,
и др.
Жидкий
Жидкий диок-
Жидкий диок-
Бетулин,
зервируют. В охлажденном молоке, которое хранится длительное время, появляются посторонние, неприятные и не свойственные свежему молоку привкусы
(салистость, прогорклость и пр.). Эти пороки являются следствием накопления
свободных жирных кислот в результате жизнедеятельности психротрофных
микроорганизмов и общей активизации ферментативных процессов. Психротрофные микроорганизмы непатогенны, но при обильном росте они снижают качество и санитарную безопасность молока. Липолиз как показатель активизации
фермента липазы сопровождается накоплением низкомолекулярных жирных
кислот, моно- и диглицеридов, придающих молоку неприятные вкус и запах.
газы
соедния
стабилизаторы
азот
сид углерода
сид серы
бишофит,
низин и др.
KI,
H2O2,
Ag+,
Cu2+,
При длительном (до 3 сут.) резервировании сырого молока рекомендуется
проводить его термизацию, т.е. тепловую обработку при 60-63 °С в течение 15 с
Рис. 1. Способы консервирования сырого молока
61

(критической для разрушения липазы считается температура 55-60 °С), и по-
следующее охлаждение до 4-6 °С, что обеспечивают сохранение исходных
свойств молока длительное время. Изменение последовательности приемов обработки сырого молока, когда охлаждению до 6-8 °С предшествует пастеризация, не вызывает ухудшения исходного качества при хранении. Через 48 ч
титруемая кислотность, вязкость, рН оставались на исходном уровне, тепловая
стойкость не изменялась в течение 24 ч и более. В молоке обычно преобладают
микроорганизмы, образующие молочную кислоту, потому при резервировании,
не превышающем 12 ч, принято охлаждение до 4-8 °С.
Способы термической обработки сырого молока можно классифицировать следующим образом:
термизация - процесс термической обработки сырого молока или продуктов переработки молока. Термизация осуществляется при температуре от 60
до 68 °С с выдержкой до 30 с, при этом сохраняется активность щелочной фосфатазы молока;
пастеризация - процесс термической обработки сырого молока или
продуктов его переработки. Пастеризация осуществляется при различных режимах (температура, время) при температуре от 63 до 120 °С с выдержкой,
обеспечивающей снижение количества любых патогенных микроорганизмов в
сыром молоке и продуктах его переработки до уровней, при которых эти микроорганизмы не наносят существенный вред здоровью человека. Низкотемпературная пастеризация осуществляется при температуре не выше 76 °С и сопровождается инактивацией щелочной фосфатазы. Высокотемпературная пастеризация осуществляется при различных режимах (температура, время) при
температуре от 77 до 100 °С и сопровождается инактивацией как фосфатазы,
так и пероксидазы.
стерилизация - процесс термической обработки сырого молока или
продуктов его переработки. Стерилизация осуществляется при температуре
62

выше 100 °С с выдержкой, обеспечивающей соответствие готового продукта
переработки молока требованиям промышленной стерильности;
ультрапастеризация - процесс термической обработки сырого молока
и продуктов его переработки. Ультрапастеризация осуществляется в потоке в
закрытой системе с выдержкой не менее чем две секунды одним из следующих
способов:
а) путем контакта обрабатываемого продукта с нагретой поверхностью
при температуре от 125 до 140°С;
б) путем прямого смешивания стерильного пара с обрабатываемым продуктом при температуре от 135 до 140°С. Ультрапастеризация с последующим
асептическим упаковыванием обеспечивает соответствие продукта требованиям промышленной стерильности.
Зачастую для увеличения срока хранения молочных продуктов используют пищевые добавки - консерванты. Их применение предотвращает развитие микроорганизмов и продуцирование ими токсинов, что позволяет получать
продукты, стабильно сохраняющие необходимые свойства и безопасные в течение более длительного срока хранения. Использование консервантов, прежде
всего связано с тем, что это более дешевая альтернатива другим методам повышения стойкости пищевых продуктов - стерилизации, УВТ-обработке, обработке ионизирующим облучением, охлаждению и другим физическим методам
консервирования. Применение консервантов способствует упрощению и ускорению ведения технологического процесса по сравнению с другими методами
повышения стойкости пищевых продуктов [16].
Для пролонгирования сроков хранения молока-сырца используются различные консерванты: сжиженные газы, бетулин, диоксид серы, низин, комплексные соединения серебра, пероксид водорода, йодид калия, бишофит и т.д.
Известны способы консервирование молока и жидких молочных продуктов с использованием в качестве консерванта сжиженных газов, например
жидкого азота [101], жидкого диоксида углерода [105], диоксида серы [103].
63

В одном случае в молоко вводят консервант - жидкий азот, молоко перемешивается в период естественной его барботации. Жидкий азот подают в
нижнюю часть емкости с молоком в количестве 1,0-10% от массы молока. Количество подаваемого азота увеличивают с уменьшением герметичности емкости. Данный способ позволяет увеличить бактерицидную фазу как свежевыдоенного молока, так и хранившегося непродолжительное время, что удлиняет
его сохранность в 2-4 раза [101].
Установлено, что введение криогенного агента жидкого азота для охлаждения молока обеспечивает лучшую устойчивость его термолабильных белков. В данном случае не было зафиксировано образования хлопьев и осадка при
добавлении к молоку спирта с концентрацией 75%. Это подтвердило то, что
данное молоко оставалось на уровне высшего и первого сорта. Таким образом,
применение жидкого азота для холодильной обработки свежевыдоенного молока позволяет улучшить технологические качества перерабатываемого сырья,
исключить дополнительное введение в исходное молоко антибиотиков и получить экологические чистые молочные продукты.
Единственный недостаток способа консервации с применением жидкого
азота связан с тем, что существует необходимость транспортировки емкостей с
сжиженным газом.
В другом случае в качестве консерванта можно использовать диоксид серы, являющегося антиоксидантом с дезинфицирующими свойствами. Антиоксидантные свойства диоксида серы способствуют частичной нейтрализации содержащихся в молоке нитритов и нитратов. Диоксид серы вводят в молоко или
жидкие молочные продукты путем барботажа со скоростью единицы объема в
час до рН 6,0. Недостаток этого способа связан с токсичностью диоксида серы.
Диоксид серы вызывает аллергию и заболевания органов дыхания и не допустим для людей с повышенной чувствительностью к диоксиду серы, в частности для людей с хроническими нарушениями органов дыхания [102] .
64

Более доступными консервантами являются химические соединения, которые вводят в молоко для усиления бактерицидного эффекта, например сернокислая медь, хлорид натрия, йодинат калия[104], ионы серебра двухвалентная
медь, перекись водорода[106,107] и др., используемые по отдельности или в
смеси [108]. К недостаткам консервантов на основе неорганических химических соединений следует отнести опасность повышения в молоке и молочных
продуктах концентрации ионов металлов выше допустимых санитарных норм и
низкие органолептические свойства молока и молочной продукции.
Известно использование в качестве консервирующих добавок антимикробных композиций, полученных с применением генной технологии, в частности композиций на основе пептидных бактерицидов. Известна композиция на
основе антибиотика «Низина», который вырабатывается штаммами бактерий
Streptococcus lactis [92]. Однако в настоящее время такие препараты выпускаются в малых количествах и недоступны для большинства производителей молочной продукции.
Использование бетулина в качестве консерванта не только снижает микробное число в молоке и молочных продуктах, но и оказывает блокирующее
действие на нитраты и нитриты, поступающие в молоко в процессе приема пищи животными и образующиеся при тепловой переработке молока и гомогенизации [105].
Нередко на фермах для предохранения молока от микробиологической
порчи и скисания в него добавляют посторонние вещества. Любое преднамеренное изменение состава и свойств натурального молока называется фальсификацией. Возможны следующие виды фальсификации молока: сода (для снижения кислотности); перекись водорода (для предохранения молока от сквашивания); аммиак (для уничтожения в молоке афлатоксинов); ингибирующие вещества (для снижения общей бактериальной обсемененности); крахмал (для
увеличения плотности и содержания сухих веществ) [158].
65

Перерабатывать такое фальсифицированное молоко нельзя, поскольку
вредные вещества могут перейти в готовые продукты и вызывать аллергии и
отравления у потребителей. Исключить введение в молоко сырье ингибиторов
и стабилизаторов для сохранения его качества поможет поиск новых альтернативных способов первичной обработки молока с последующим получением качественных молочных продуктов.
Зарубежными учеными проводились исследования по использованию в
качестве консервантов азида натрия [153], бронопола, азидиола, борной кислоты [154] . В Индии для удлинения срока хранения сырого молока изучалось
влияние антибактериальных свойств меда [156].
Одним из ключевых проблем развития молочной отрасли является сезонность производства молочной продукции и ограниченного ее производства
на базе отечественных хозяйств. С учетом этого максимальная сохранность молока-сырца является важной проблемой. Для ее успешного решения необходима разработка новых альтернативных способов безопасного консервирования
молока сырья и молочных продуктов.
Молоко достаточно капризный в хранении продукт. Раскисление часто
используется в летнее время для нормализации кислотности молока недобросовестными сдатчиками. Для этих целей негласно используют в хозяйствах любые щелочные препараты: гидроксиды калия и натрия, гидрокарбонат и бикарбонат натрия, аммиак, гидрофосфаты и фосфаты натрия и калия.
В качестве альтернативного метод сохранения качества молока-сырца
кандидатами наук Ижевского государственной сельскохозяйственной академии
И. Ш. Шумиловой и В. А. Руденок рекомендован электролиз. Метод прост. Аппаратура для его осуществления удобна в эксплуатации, дешевая. Она может
быть приобретена даже хозяйством с небольшим дойным стадом. Достоинством метода является также возможность сочетать его с последующим охлаждением. Авторы получили положительные результаты даже на сыром молоке
с повышенной кислотностью (рН 6,75). Уже во время обработки кислотность
66

молока заметно снижалась. При этом уменьшилось и количество бактерий
3
с 3-4 млн/см
до 10 тыс/см3. При силе тока 0,3 А и времени обработки 6-7 мин
улучшились органолептические свойства: исчезли посторонние запах и привкус, характерные для несвежего молока. Одновременно увеличилась термостойкость по алкогольной пробе до 1-го класса.
Молоко из-за накопившейся молочной кислоты в силу развития микрофлоры, сбраживающей лактозу, невозможно пастеризовать и направлять на
дальнейшую переработку. Обработка молока электролизом обеспечивает хорошие условия для развития термофильных стрептококков. Закваска развивается хорошо, что подтверждает образование сгустка на 40 мин раньше, чем в контроле. Творог из опытной партии молока, обработанной электролизом имел
низкую влажность, большее содержание сухих веществ, а также был более вязким, чем в контроле.
Несмотря на широкий спектр способов консервирования молока, в настоящее время преимущественно на большинстве молочных предприятиях и в фермерских хозяйствах применяется его охлаждение традиционными способами.
Выбор того или иного способа охлаждения молока зависит от многих
факторов, в частности от количества молока, наличия артезианской воды, обеспеченности хозяйства электроэнергией для получения «искусственного» холода. Почти все способы основаны на том, что молоко отдает тепло охлаждающей
жидкости через разделяющую их стенку.
Молоко может охлаждаться как открытым, так и закрытым способом с
применением технологического оборудования:
• ёмкости различной вместимости;
• пластинчатые и оросительные аппараты.
В настоящее время выделяют объемное охлаждение, охлаждение в потоке
и комбинированные системы.
Современные открытые и закрытые танки-охладители молока служат одновременно для сбора, быстрого охлаждения и последующего хранения цельно-
67

го молока, предназначенного для пастеризации и переработки. Открытый молочный танк укомплектован откидываемой крышкой, но не имеет термоизоляции в подъемной области. Молоко в нем достаточно быстро нагревается.
Закрытый танк отличается герметичностью корпуса, высокой термоизоляцией. Он оснащается комплексом автоматической промывки, небольшим люком, облегчающим проведение ремонта конструкции.
В молочных танках используются разные системы охлаждение молока.
Наиболее распространенной на сегодняшний день является прямая система. В
этом случае охлаждение молока осуществляется за счет непосредственного
контакта внутренней поверхности емкости с молоком и хладагента фреона
[25].
Системы с тепловой аккумуляцией работают по иному принципу. У них
льдоаккумулятор и емкость для молока находятся в одном корпусе, но при этом
охлаждающий хладоноситель хранится в специальном теплоаккумулирующем
танке. Он корректирует температуру молока с помощью теплообменника.
Для охлаждения молока в закрытом потоке используют пластинчатый
охладитель, где в качестве хладоносителя применяется ледяная вода. При этом
молоко охлаждается за один проход через аппарат до температуры примерно на
3°С выше температуры ледяной воды [89]. Такой охладитель молока удобен
тем, что падение температурных показателей происходит в короткий срок. Однако качество проточной воды теплообменников оставляет желать лучшего,
тем самым усложняя его техническое обслуживание.
В трубчатых теплообменниках молочный поток охлаждается за счет взаимодействия с водой, производимой ледогенератором. В этом случае система
закольцована. Нужное давление воды в ней поддерживается благодаря центробежному насосу. Такой охладитель молока исключает смешивание уже охлажденного молока с тем, которое поступает в молочный танк [130].
Способ объемного охлаждения реализуется при наличии проточной воды,
когда молоко может охлаждаться путем надевания перфорированного трубча-
68

того кольца на горлышко бидона с теплым молоком. После того как кольцо со-
единяется с водопроводом, вода течет по внешней поверхности бидона. Если
необходимо собирать и транспортировать небольшие партии молока на боль-
шие расстояния, и при этом предварительное охлаждение молока не является
технически или экономически целесообразным, то тогда используют ледяные
конусы. Эти конусы помещаются в молочные бидоны таким образом, чтобы их
основание оставалось на горлышке бидона и прилегало достаточно плотно во
избежание выплескивания молока во время погрузки и транспортировки. За-
полнение конусов колотым льдом обеспечивает охлаждение молока во время
транспортировки с 30 до 5–10 °C. Лед должен доставляться и храниться в изолированных ящиках, а конусы после использования – хорошо обработаны и
дезинфицированы. Самая простая система объемного охлаждения требует от-
крытого резервуара с холодной водой. Молочные бидоны помещаются в резер-
вуар и погружаются в воду. Вода должна быть проточной или периодически
меняться. Интенсивность охлаждения можно повысить использованием ледя-
ной воды с принудительной циркуляцией. Недостатками всех этих способов
охлаждения являются – малые объемы охлаждаемого молока, длительное время
охлаждения, высокая доля ручного труда, большие затраты на хранение и доставку льда.
Более совершенный способ охлаждения молока – использование специальных охладителей. Для глубокого охлаждения молока (до 4–6 °С), его временного хранения в охлажденном виде используют резервуары-охладители.
Внутренняя емкость резервуара имеет рубашку охлаждения, обеспечивающую
циркуляцию охлаждающей жидкости между стенками резервуара. Теплоизоляционный слой препятствует повышению температуры внутри емкости и обеспечивает сохранность молока с заданной температурой. Охлаждение в резервуарах-охладителях подразделяют на непосредственное и косвенное. При непосредственном охлаждении хладагент холодильной машины отнимает тепло
непосредственно от молока, при косвенном – от промежуточного хладоносите-
69

ля. Система с непосредственным охлаждением (рис. 2) получила наибольшее
распространение благодаря удобству эксплуатации, сравнительно небольшой
металлоемкости и габаритным размерам, а также высокому КПД, из-за отсутствия дополнительных затрат энергии на охлаждение хладоносителя.
Рис. 2. Система с непосредственным охлаждением
Система с косвенным охлаждением включает в себя установку охлаждения жидкости (рис. 3), в состав которой может входить льдоаккумулятор. Преимуществами системы являются:
• возможность использования одной установки охлаждения на не- сколь-
ко резервуаров;
• выравнивание суточного графика тепловых нагрузок на холодильную
установку за счет снижения «пикового» потребления холода во время доения;
• снижение затрат на электроэнергию, так как аккумуляция холода проис-
ходит в ночные часы с использованием льготного ночного тарифа.
Охлаждение молока в потоке может осуществляться поверхностными
(открытыми) и проточными (закрытыми) охладителями. Теплообмен между
охлаждающей жидкостью и молоком происходит через стенку теплообменного
элемента (пластинчатого или трубчатого). Охладитель может иметь несколько
секций: первая охлаждает проточной водопроводной, вторая – ледяной водой
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
