Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Технология консервирования молочных продуктов в среде жидкого азота. Монография.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
08.09.2026
Размер:
2 Мб
Скачать
☆
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]