Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технология консервирования молочных продуктов в среде жидкого азота. Монография.pdf
из водоохлаждающей установки. Поверхностные охладители просты в обслуживании, но соприкосновение молока в процессе охлаждения с окружающим
воздухом ухудшает его качества. Основным преимуществом охлаждения молока в потоке является скорость охлаждения, но при этом необходимы большие
затраты энергии на подготовку хладоносителя, кроме того для хранения охлажденного молока требуются специальные емкости – резервуары-термосы,
насосные системы и дополнительные трубопроводы, что усложняет обслуживание и промывку.
Рис. 3. Система с косвенным охлаждением
Комбинированная система использует преимущества поточного и объемного охлаждения, благодаря предварительному охлаждению молока в проточном охладителе и доохлаждению его в резервуаре-охладителе. Снижение
энергозатрат достигается использованием пластинчатого теплообменника для
предварительного охлаждения молока в потоке и компрессорного агрегата пониженной мощности для окончательного охлаждения молока в резервуаре.
Примером комбинированной системы охлаждения молока служит схема изображенная на рис. 4.
Молоко первой дойки предварительно охлаждается артезианской или ледяной водой в пластинчатом охладителе и отправляется на доохлаждение в ре-
71
зервуар-охладитель. После охлаждения молоко перекачивается в теплоизолированный резервуар-термос, где хранится до дальнейшего использования. Молоко
второй дойки доохлаждается и хранится в резервуаре-охладителе. Практика
применения в современных молочных комплексах различных схем показала
наиболее эффективный и простой способ охлаждения молока с использованием
резервуаров-охладителей различной конструкции.
Рис. 4. Пример комбинированной системы охлаждения молока
Из-за организационных или экономических трудностей, охлаждение молока на ферме не всегда возможно. В районах, удалённых от молочного завода,
сбор молока и его доставка могут оказаться проблематичными. В таких случаях, молоко нужно охладить меньше чем до 4 °С не позже, чем через 4 ч после
окончания доения, поэтому возникает необходимость новых способов его
охлаждения в том числе за счет применения криогенного оборудования, которое бы позволило фермерам в любое время безопасно и качественно охлаждать
любые объемы имеющегося свежевыдоенного коровьего молока.
Меньшую распространенность получил способ консервирования молока
путем его замораживания. Замораживание проводят для резервирования молока
на зимний период и для снабжения им некоторых отдаленных северных районов. Замороженное молоко сохраняется длительное время, свойства его восста-
72
навливаются при соблюдении оптимальных режимов замораживания, хранения
и дефростации [113].
2.2 Использование жидкого азота при консервировании сырья молочного производства
На качество молока-сырья высокого уровня оказывает существенное
влияние уход и питание молочного скота, санитарно-гигиенические условия
получения молока, состояние здоровья животных, а также его первичная
обработка на ферме [58,60]. Одним из важных аспектов производства
качественных молочных продуктов является сохранение уникальных свойств
молока-сырья, особенно в период интенсивной заготовки и переработки [4,5].
С целью уточнения эффективности применения жидкого азота для сохранения качества молока, проводились исследования способов консервирования
свежего молока, с применением различных методов низкотемпературной
обработки (рис. 5).
Длительное холодильное хранение молока от 3 до 5 °С и транспортировка на молочные заводы негативно влияет на изменение почти всех его
основных составных частей и свойств. Более значительному изменению подвергаются жир и белки, менее значительному - витамины, соли. Нарушение
структуры липидных и белковых компонентов часто сопровождается ухудшением органолептических и технологических свойств молока [50, 51].
При низких температурах хранения развивается психрофильная посторонняя микрофлора родов Pseudomonas, Achromobacter, Аlcaligines и др. Она
выделяет протеолитические и липолитические ферменты, сохраняющие свою
активность после пастеризации и понижающие свою стойкость и качество
молока и молочных продуктов [50]. С учетом этих фактором все исследуемые
образцы молока изучались в течение восьмичасового хранения.
73
свежее
2 4 6
8
часов
Цвет
От белого до светло-кремового
Молоко-сырье
Охлаждение
Контрольная партия
1-я опытная партия
(Жидкий азот)
(Емкостной
охладитель)
(Емкостной охладитель, введе-
ние антибиотика «Низин»)
Рис. 5. Схема проведения эксперимента по исследованию качества партий мо-
лока в процессе хранения
Органолептические показатели молочных продуктов в значительной мере определяются качественными особенностями сырого молока. Сырое коровье
молоко по органолептическим требованиям должно соответствовать следующим требованиям [54] (табл. 1).
Таблица 1. Характеристика органолептических показателей сырого молока
Наименование
Характеристика
показателя
Однородная жидкость без осадка и хлопьев.
Консистенция
Замораживание не допускается.
Вкус и запах чистые, без посторонних запахов и
привкусов, не свойственных свежему натуральному
Вкус и запах
молоку. Допускается слабовыраженный кормовой
привкус и запах
Данные показатели нельзя выразить в физических размерных шкалах.
Характеристику вкуса, запаха, консистенции и других сенсорных признаков
приводят в качественных описаниях. Чтобы перевести качественные характеристики в количественные, при экспертной оценке молока использовали безразмерные шкалы в баллах [118].
74
Наибольшему изменению в процессе хранения и транспортирования
ти бальной шкале в соответствии с Г
Чистый, приятный, слегка сладковатый
Недостаточно выраженный, пустой
Слабый кормовой, слабый окисленный,
Выраженный кормовой, в т. ч. лука, чес-
подвергаются запах и вкус сырого молока, по их изменению судят о снижении
его качества [126].
Изменение вкуса и запаха исследуемых партий молока проводили по 5-
ОСТ 28283-89 (табл. 2).
Органолептическая оценка показателей качества сырого молока представлена в
таблице 3. В ней представлена балловая оценка вкуса и запаха в период
восьми часового хранения. Органолептический анализ качества контрольной
партии и опытных вариантов коровьего молока показал, что через два часа
хранения во всех исследуемых партиях молока показатели (вкус, запах)
оставались неизменными. Все образцы получили оценку 5,0 баллов.
По истечении четырех часов хранения в контрольной партии молока,
охлажденного с использованием емкостного охладителя, было определено
незначительное ухудшение вкуса и запаха. Данная партия за этот показатель
получила оценку 4,4 балла.
Таблица 2. Характеристика вкуса и запаха сырого молока
Запах и вкус Оценка молока Баллы
слабый липолизный, слабый, нечистый
нока и др. трав, придающих молоку горький вкус, хлевный, соленый, окисленный,
слабый окисленный, липолизный, слабый, затхлый
Отлично 5
Хорошо 4
Удовлетворительно 3
Плохое 2
75
Окончание табл. 2
Горький, прогорклый, плесневелый, гни-
лостный; запах и вкус нефтепродуктов,
Продолжительность хранения, ч
2 4 6
8
лекарственных, моющих, дезинфициру-
Плохое 1
ющих средств и др. химикатов
Таблица 3. Изменение вкуса и запаха молока в процессе хранения
Партии молока
Контрольная 5,0±0,0 4,4±0,5 3,9±0,5 3,7±0,4
Партия с антибиотиком «Низин» 5,0±0,0 4,8±0,5 4,6±0,6 4,3±0,6
Партия, охлажденная жидким азотом 5,0±0,0 5,0±0,0 4,8±0,4 4,6±0,6
По истечении того же периода хранения в опытных партиях молока с
добавлением «Низина» и молока, обработанного азотом, сохранились органолептические показатели, свойственные свежевыдоенному молоку в период
бактерицидной фазы. Молоко-сырье опытных вариантов представляло собой
однородную жидкость без осадка и хлопьев, вкус и запах чистые без посторонних привкусов. Цвет варьировал от белого до светло-кремового.
Спустя шесть часов после начала хранения молока отмечалось заметное
ухудшение органолептических показателей и снижение его качества во всех
исследуемых партиях. В контрольной партии было зафиксировано изменение
вкуса, поэтому образец молока получил оценку 3,9. Опытные образцы по
данному показателю были оценены на 4,6 и 4,8 баллов. По завершении хранения, через восемь часов, качество молока в контрольном варианте имело
удовлетворительное состояние, отмечено значительное ухудшение вкуса
(3,7 балла), а молоко опытных вариантов имело не столь значительное
снижение органолептических показателей.
На рис. 6 представлено изменение вкуса и запаха партий молока в
процессе хранения.
76
Полученные результаты позволяют сделать вывод, что применение
низкотемпературного криогенного агента жидкого азота для охлаждения
свежего коровьего молока, дает возможность, длительное время сохранять его
свежесть без существенных изменений. А при соблюдении условий
транспортирования и хранения не требуется дополнительного введения в
молоко различных ингибиторов и стабилизаторов [10, 11].
Наряду с органолептическими показателями для объективной оценки
качества молока значение имеют физико-химические показатели, от которых
зависят технологические свойств молока [24].
Кислотность молока является одним из основных критериев оценки его
качества. Свежевыдоенное молоко имеет кислую реакцию, обусловленную
наличием в молоке кислых белков и солей, лимонной кислоты и растворенного
диоксида углерода. При хранении сырого молока титруемая кислотность
повышается по мере развития в нем в основном молочнокислой микрофлоры,
сбраживающей лактозу с образованием молочной кислоты [18].
С повышением концентрации молочной кислоты в молоке происходит
снижение термостабильности белков и при пастеризации молоко может
свернуться [98].
На начальном этапе исследования в свежевыдоенном молоке титруемая
кислотность характеризовалось средними значениями данного показателя,
который составил 17,0°Т. Согласно закону № 88-ФЗ от 12.06.2008 г.
"Технический регламент на молоко и молочную продукцию" показатель
титруемой кислотности находится в пределах 16 −21°Т.
77
3,5
4
4,5
5
5,5
2 4
6 8
Продолжительность хранения , ч
Балл
Контрольная партия
Партия с антибиотиком "Низин"
Партия, охлажденная азотом
Рис. 6. Динамика изменения показателей вкуса и запаха
молока в процессе хранения
После двух часов хранения уровень титруемой кислотности 1–й и 2–й
опытных партий оставался стабильным. При дальнейшем хранении нарастание
кислотности молока было отмечено для образцов с добавлением антибиотика
«Низин». В конце наблюдения значение данного показателя увеличилось до
18,2 °Т. В контрольном образце молока, охлажденного традиционным
способом, показатель титруемой кислотности в течение всего времени
возрастал и по окончании хранения составил 19,2 °Т (рис. 7). Оценка динамики
титруемой кислотности не выявила ухудшения качества молока как в
контрольной партии, так и в опытной с добавлением «Низина», так как
численные значения показателя укладывались в диапазон нормативных
значений 16 – 21 °Т.
78
17,0
18,0
19,0
20,0
0 2 6 8
Продолжительность хранения, ч
Титруемая кислотность, Т
Контрольная партия
Партия с антибиотиком "Низин"
Партия охлажденная азотом
Рис. 7. Динамика изменений титруемой кислотности молока
Титруемая кислотность образцов молока, охлажденного с помощью
криогенного агента (2-я партия), изменялась незначительно от первоначального
уровня – 17,0 °Т. По завершении хранения значения показателя равнялись
18 °Т. В отличие от контрольного и первого опытного, с добавлением
антибиотика «Низин», этот показатель кислотности молока, охлажденного с
использованием жидкого азота, был стабильным в течение 8-часового
хранения. Это позволяет сделать вывод об эффективности применения
жидкого азота на начальном этапе заготовки молочного сырья, что особенно
актуально для сохранения его технологических свойств в период
транспортировки от мест сбора до предприятия по его переработке.
Известно, что низкие температуры (2-4
действие бактерицидной фазы, препятствуют развитию молочнокислой
микрофлоры и порче продукта. Оптимальные сроки хранения молока,
охлажденного до 4
о
С) значительно продлевают
о
С, не более 12 часов. При более длительном холодильном
79
хранении молока в условиях низких температур происходят необратимые
ия. Через восемь часов наблюдения
изменения основных компонентов молока и развитие психрофильных бактерий,
протеолитические ферменты которых вызывают протеолиз белков [123].
В соответствии с нормами Европейского союза, общая бактериальная
обсемененность сырого молока не должна быть выше 1·10
5
КОЕ/г. В России
согласно закону № 88-ФЗ от 12. 06. 2008 г. "Технический регламент на молоко
и молочную продукцию" этот показатель находится в пределах 1·10
5
− 4·106
КОЕ/г [53, 135].
Количество микроорганизмов в молоке-сырье при передачи на молочный
завод зачастую достигает 2·10
7
−3·108 КОЕ/г. В молоке с высокой
бактериальной обсемененностью интенсивно развивается нежелательная и
опасная микрофлора, повышающая кислотность и снижающая термоустойчивость. И как следствие, возникают проблемы технологического и
экономического характера, связанные с его дальнейшей переработкой [142].
Продолжительность бактерицидной фазы зависит от степени бактериального
обсеменения молока, скорости и глубины охлаждения. Микрофлора сырого
молока позволяет судить о санитарном состоянии фермы, об условиях хранения
и транспортирования молока [22].
В наших экспериментах исходное молочное сырье имело общий уровень
4
обсемененности 2·10
КОЕ/см3, что подтвердило его хорошее санитарное
состояние. В течение последующих четырех часов хранения в обеих опытных
партиях, не было зафиксировано нарастания микробной обсемененности.
Дополнительное наличие в молоке барьерных факторов оказывало
ингибирующее действие на микрофлору и ограничивало развитие микрофлоры,
вызывающей порчу свежего молока. На протяжении восьми часов хранения
микробиологические показатели данных партий существенно не менялись и
в конце опыта составили 3·10
5
КОЕ/см3 (рис. 8, табл.4).
Контрольная партия молока характеризовалась ростом числа
микроорганизмов на всех этапах хранен
было установлено возрастание бактериальной обсемененности данной партии
80