Подготовка молока перед стерилизацией

Термоустойчивость молока-сырья не остается постоянной, а изменяется в процессе хранения, транспорти¬ровки и переработки на заводе. По¬этому при производстве стерилизо-ванных молочных продуктов важно проводить все подготовительные тех¬нологические операции таким обра¬зом, чтобы по возможности дольше сохранить или даже повысить термоустойчивость исходного молока. Для выявления факторов, влияющих на термоустойчивость молока при под¬готовке его к стерилизации, исследо¬вались процессы нормализации, па¬стеризации, хранения, а также пред¬варительной тепловой обработки мо¬лока и последующего центробежного удаления дестабилизированных бел¬ков непосредственно перед стерили¬зацией.
Влияние нормализации и режимов хранения нормализованной смеси на термоустойчивость исследовалось на исходном молоке с массовой долей жира 2,9-4%, термоустойчивостью по алкогольной пробе I—IV групп по ГОСТ 25228-82. Часть исходного молока сепарировалась, получались сливки с массовыми долями жира 20 и 30% и обезжиренное молоко с массовой до¬лей жира 0,05%. Исходное молоко нормализовалось до массовой доли жира 3,5% сливками или обезжирен¬ным молоком в зависимости от его жирности. Исходное молоко, норма¬лизованная смесь и ее компоненты хранились при температуре 4-5 °С в течение двух суток, каждые 3, 6 и 12 часов проверялись термоустойчи-вость, кислотность, рН.
По сравнению с исходным моло¬ком рН смеси в процессе нормализа¬ции существенно не изменяется; в процессе хранения отмечается слабая тенденция к снижению. При снижении стойкости по алкогольной пробе, как правило, наблюдалось повышение кислотности при хранении исходного, нормализованного и обезжиренного молока. Стойкость сливок при хране¬нии несколько ниже, чем обезжирен¬ного молока и нормализованной сме¬си. Поэтому для увеличения продол¬жительности хранения сливок без сни¬жения термоусойчивости по алкоголь¬ной пробе целесообразна их пастери¬зация и охлаждение сразу после се¬парирования.
Результаты исследования показа¬ли, что технологические операции, связанные с нормализацией молока (подогрев, сепарирование, смешива¬ние с обезжиренным молоком или сливками), не отражаются на термоустойчивости нормализованного молока, если исходное сырье выдержи¬вает алкогольную пробу с 75%-м эти¬ловым спиртом (II группа по ГОСТ 25228-82). Термоустойчивость по ал¬когольной пробе полученных обезжи¬ренного молока, сливок и нормализованного молока, охлажденных до 4-5 °С, не снижается по сравнению с исходным сырьем и сохраняется без изменения около суток и более. При низкой термоустойчивости исходного молока (ниже III группы по алкоголь¬ной пробе) в процессе: его сепариро¬вания и нормализации термоустойчи¬вость смеси снижается.
Тепловая обработка молока перед стерилизацией – один из важнейших способов стабилизации белков, спо¬собствующих уменьшению осадка и образованию пригара на теплопередающих поверхностях при УВТ – обработке, а также увеличению продолжи-тельности непрерывной работы обо¬рудования. В ряде стран (Италия, Гер¬мания и др.) широко практикуется ис¬пользование пастеризованного моло¬ка в качестве сырья для производства стерилизованного молока или его предварительная тепловая обработка перед стерилизацией (Великобрита¬ния, Германия).
Применяемые режимы предвари¬тельного нагревания разнообразны (от 70 °С до 130 °С с выдержкой от 30 минут до нескольких секунд) и зави¬сят от вида стерилизуемого продукта, качества исходного молока-сырья и типа стерилизационных установок.
ВНИМИ изучены следующие режи¬мы: 75, 85 и 95 °С с выдержкой 20 сек, 5 и 10 мин при каждой температуре; 105 и 115 °С с выдержкой по 30 сек. В исходном и подвергнутом тепловой обработке молоке определялись кис¬лотность, рН, величина центрифужного осадка в пробирке, термоустой¬чивость по тепловой и алкогольной пробам. Исследования показали, что величина рН при изученных режимах существенно не изменяется, но на¬блюдается тенденция к повышению; кислотность молока снижается на 0,8-1,6 °Т. Величина центрифужного осадка, характеризующая количество дестабилизированного белка, после предварительного нагревания возра¬стает в 3-4 раза по сравнению с сы¬рым молоком; термоустойчивость молока по алкогольной пробе возра¬стает, а по тепловой пробе несколь¬ко снижается. Эти изменения прояв¬ляются в большей степени с повыше¬нием температуры нагревания и уве¬личением времени выдержки. На ос¬новании проведенных исследований был выбран оптимальный режим предварительного нагрева молока пе¬ред стерилизацией: 74-76 °С с выдер¬жкой 15-20 сек.
В последующих экспериментах, выполненных в производственных ус¬ловиях Черкизовского молкомбината, изучено влияние предварительной па¬стеризации исходного молока (75 °С, 15-20 сек) с последующим охлажде¬нием до (4±2) °С на качество и стой¬кость в хранении пастеризованного молока, а также качество стерилизо¬ванного молока (140 °С, 2-4 сек).
Для уточнения сроков хранения пастеризованного молока перед сте¬рилизацией через каждые 3 часа оп¬ределялись термоустойчивость по ал¬когольной и тепловой пробам, органолептические показатели, кислот¬ность, рН, центрифужный осадок, об¬щее количество микроорганизмов и количество спорообразующих бакте¬рий. В стерилизованном свежевыработанном молоке, а также через 10, 30 и 60 суток хранения при 20 °С опре¬делялось содержание общего белка, казеина, сывороточных белков, не¬белкового азота и витамина С.
В результате было установлено, что пастеризованное молоко может храниться в течение суток без суще¬ственного изменения титруемой кис¬лотности, рН и термоустойчивости.
Важное значение при этом имеет мойка и дезинфекция оборудования и трубопроводов. В случае хранения термоустойчивого сырья не более 4 часов его целесообразно направлять на стерилизацию без предваритель¬ной пастеризации после приемки и очистки. Предварительная пастериза¬ция молока с последующим охлажде¬нием увеличивает срок его хранения без снижения термоустойчивости, по¬зволяет создать необходимый резерв пригодного для стерилизации молока в целях обеспечения бесперебойной работы оборудования.
Существенных отличий между об¬разцами стерилизованного молока, выработанного из одного и того же исходного сырья, и пастеризованного молока по физико-химическим и органолептическим показателям, белко¬вому составу, содержанию витамина С, количеству осадка в готовом про¬дукте и его стойкости в хранении не установлено.
Вследствие уменьшения отложе¬ния осадка белка на теплопередающих поверхностях при стерилизации в результате его предварительной пас¬теризации продолжительность рабо¬ты стерилизационных установок уве¬личивается на 1 -1,5 часа в смену, цикл мойки сокращается.
Предварительную тепловую обра¬ботку целесообразно сочетать с пос¬ледующим центробежным удалением дестабилизированной части белков и фосфата кальция, которые могут от¬лагаться в выдерживателе пастериза¬тора и в стерилизаторе. Для удаления дестабилизированных при пастериза¬ции белков и предотвращения их по¬падания в стерилизатор некоторые фирмы применяют центробежную очи¬стку молока после предварительного нагревания (Сорди-Лоди, Италия).
ВНИМИ исследовано влияние ре¬жимов предварительного нагревания и последующего центробежного уда¬ления дестабилизированных белков на качество и белковый состав мо¬лока перед стерилизацией, а также потери белка. Установлено, что пос¬ле пастеризации молока при 75 °С с выдержкой 20 сек центробежная очистка при той же температуре не влияет на кислотность, рН, термоус¬тойчивость по алкогольной пробе. Содержание белка уменьшается на 0,03%, потери жира составляют 0,0013% от содержащегося в обра¬ботанном молоке, что практически не снижает пищевую ценность про¬дукта. Центрифужный осадок деста-билизированных белков отсутство¬вал. Общее содержание микроорга¬низмов значительно снижается, что особенно важно для производства высококачественного стерилизован¬ного молока.
Исследованиями установлено, что при центробежной обработке гомоге¬низированного молока осадка в бара¬бане очистителя выделяется почти в 2 раза меньше, чем при очистке молока перед гомогенизацией. Максималь¬ное удаление дестабилизированных белков достигается при центробежной очистке молока перед гомогенизаци¬ей после предварительного нагрева¬ния. В этом случае отпадает необхо¬димость установки фильтра перед го¬могенизатором для предотвращения засорения гомогенизирующей голов¬ки денатурированным белком или дру¬гими частицами.
На основе результатов совместных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ ВНИМИ и НПО «Мир» (бывш. ВНИЭКИПродмаш) опре¬делены технические характеристики оборудования для удаления дестаби¬лизированных белков из молока после его подогрева и создан сепаратор А1-ОТО производительностью 5 000 л/ч непрерывного действия, полузакры¬тый, с центробежной частичной или полной пульсирующей разгрузкой ба¬рабана. Опытный образец сепаратора, изготовленного Плавским заводом «Смычка», прошел длительную произ¬водственную проверку с положитель¬ными результатами.
Сочетание предварительной теп¬ловой обработки молока с последую¬щим удалением дестабилизирован¬ной части белков центробежным спо¬собом уменьшает образование прига¬ра на теплопередающей поверхности, увеличивает продолжительность не¬прерывной работы стерилизационных установок, сокращает расход тепло¬вой энергии на мойку и стерилизацию оборудования.