Obschie_tekhnologicheskie_protsessy_obrabotki_moloka_1


1 Требование к молоку заготовляемому в молочной промышленности (основные положения СТБ 1598)
Молоко принимается в соответствии со стандартом СТБ 1598-2006 с дополнениями и изменениями 2007 года «Молоко коровье. Требования при закупках». Молоко по органолептическим, физико-химическим, микробиологическим показателям и количеству соматических клеток подразделяют на экстра, высший, первый, второй сорт в соответствии с требованиями, приведенными в таблице 1.
В соответствии с текущим стандартом установлены базисные нормы массовой доли жира молока – 3,4%, массовой доли белка – 3,0%.Для молока сорта «экстра» массовая доля белка должна быть не ниже 3,0%, массовая доля сухого обезжиренного вещества – не ниже 8,5%.Молоко для изготовления продуктов детского питания должно соответствовать требованиям предъявляемым к «экстра» и высшему сортам. Молоко закупают охлажденным с температурой до 10°С включительно.
Наименование показателя Норма для молока сорта
«экстра» высшего первого второго
Органолептичоские показатели:
цвет; Белый или белый со слегка желтоватым или кремовым оттенком
консистенция; Однородная жидкость без осадка, сгустков, хлопьев белка, включений подмороженного молока, вытопленного или подвзбитого жира
вкус и запах Чистые, свойственные молоку коровьему, без посторонних привкуса и запаха Чистые, свойственные молоку коровьему, без посторонних привкуса и запаха. Допускаются в зимне-весенний период слабовыраженные кормовые привкус и запах
Физико-химические показатели:
титруемая кислотность,°Т; От 16 до 18 включ. От 15 до 21 включ.
степень чистоты, группа; первая первая - третья
первая - третья
плотность* (значение соответствует температуре молока 20°С), не менее, кг/м3; 1028,0 1027,0 1027,0
точка замерзания,°С; ≤ - 0,520 ≤ - 0,520 ≤ - 0,520
термоустойчивость по алкогольной пробе (при сортировке молока для изготовления продуктов детского питания), группа; I — II —
Микробиологический показатель:
Общее количество микроорганизмов (бактериальная обсемененность, включая мезофильные аэробные и факультативно анаэробные микроорганизмы), КОЕ/см3 до 300 тыс включ. до 500 тыс включ. До 4 млн включ.
Количество микроорганизмов при 30°С в 1 мл молока до 100 тыс — — —
Количество соматическихклеток в1 cm3, не более 3х 105 5х 105 7,5х 105 1 х 106
* Показатель «плотность» используют при отсутствии условий для определения показателя «точка замерзания».
2 Состав молока коровьего, козьего, женского, их сравнительный анализ. Пищевая и биологическая ценность молока.
Пищевая ценность молока отражает всю полноту его полезных качеств,связанных с содержанием в нем различных пищевых веществ. Пищевая ценность любого продукта рассчитывается по степени соответствия его химического состава в формуле сбалансированного питания, разработанного институтом питания: Академии мед. Наук Российской федерации. И отражает эта формула средние данные о суточной потребности взрослого человека в пищевых веществах.
Молоко характеризуется высокой пищевой ценностью т.к.
Оно содержит все необходимые для человеческого организма вещества.
Все вещества молока находятся в хорошо сбалансированных соотношениях с друг с другом.
Все компоненты молока находятся в молоке в легко перевариваемой форме.
Молочный жир является источником энергии, выполняет многообразные функции: термоизоляция, защита органов. Ценность любого жира определяется наличием в нем незаменимых полиненасыщенных жирных кислот. Молочный жир легко усваивается ,т.к. находится в тонко диспергированном состоянии.
Углеводы – основной углевод лактоза. Она влияет на интеллект человека. Лактоза играет физиологическую роль т.к. поступая в кищечник человека, способствует развитию полезной микрофлоры.
В молоке отмечено содержание Са и Р , которые необходимы для формирования костной ткани, деятельности мозга. Они находятся в легко усвояемой форме и хорошо сбалансированном соотношении.Т.ж. имеется J, Fe. Молоко является постоянным источником всех витаминов.особенно В2.Пищевая ценность молока дополняется разнообразием ферментами, гормонами, антителами др. биолог.актив.в-ми.
Биологическая ценность молока определяется содержанием в нем белка и сбалансированность его по аминокислотному составу. Чем больше белка, тем продукт ценнее. Белки молока наиболее биологически ценные по перевариваемости и сбаласированности аминокислотногосостава. Усвояемость молочных белков 96-98%. Основной белок молока казеин легко атакуется и переваривается в нативном состоянии с помощью протеолитических ферментов пищеварительного тракта.
Аминокислотный скор – это процентное содержание каждой А.К в исследуемом белке по отношению к их содержанию в идеальном белке.ФАО/ВОЗ.
Аминокислотный скор:
Женского молока 100%
Коровьего-95%
Козьего-87%
Белки молока являются источником физиологически активных пептидив. Пептиды морфиноподобного действия успокающего, болеутоляющие.
Таблица 2 - Состав молока.
Вид молока Сухое в-во,% Жир,% Общий белок.% Казеин,% Лактоза, % Минер.в-ва, % Плотность,кг/м3 Кислотность, Т°
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Коровье 12.5 3.8 3.2 2.6 4.8 0.7 1028 17
Козье 13.2 4.3 3.6 3 4.5 0.85 1030 17
Женское 11.9 3.9 1 0.4 6.9 0.2 1030 15-16
Женское молоко содержит в оптимальном количестве не только питательных в-в , но и иммунные тела, гормоны, ферменты, что повышает сопротивляемость ребенка к заболеваемости.
Для приближения к женскому молоку в первую очередь нужно уменьшить содержание белка, т.к. в коровьем молоке в 2 с лишним раза больше чем в женском. Т.к. соотношение казеина и сывороточных белков составляет 40/60, а в коровьем 80/20, нужно добавить в молоко сывор. белков.
Усвояемость жира коровьего молока хуже, это обусловлено составом жир. Кислот, структуры триглицирида и активности липазы. В коровьем молоке в 5 раз меньше линолевой кислоты, чем в женском.
Содержание лактозы в женском молоке выше, поэтому ее концентрацию доводят до концентрации лактозы в женском молоке. В женском молоке содержится лактулоза. Содержание минеральных солей в 3-4 р. Больше, чем в женском, поэтому важно привести в соответствие. Вводят в смеси соли К и Na лимоннокислых трехзамещенных, сульфат меди, хлорид марганца, сульфат цинка, сульфат железа, иодит калия, хлорид магния и т.д.
Т.к. витаминный состав женского молока больше, то вводят витамины А, Д, Е, группы В, С, РР, пантотеновую кислоту и т.д.
С целью повышения иммунитета вносят бифидобактерии, ацидофильную палочку и лизоцим.

3 Сепарирование: очистка, разделение, нормализация. Цель, режимы. Факторы, определяющие эффективность сепарирования.
Сепарирование – процесс разделения молока на ОБМ и сливки. Сепарирование производится в сепараторах сливкоотделителях с помощью центробежной силы. Состав сепаратора: Приемно-отводящее устройство , тарелка сливкоотделиьтеля, обьем грязевого устройства., разделительная тарелка.
Жир. Шарики имея более низкую плотность отбрасываются к оси барабана и создают поток сливок, которые выходят из рабочей зоны между осевой барабана и внутренней части разделительной тарелки. ОБМ как фракция тяжелая отбрасываеться к переферии и в виде потока выходит между крышкой барабана и внешней стороны разделительной тарелки.
Скорость выделения жировых шариков
V=8,77∙n2∙R∙r2∙ρпл-ρжμn-частота вращения барабана, с-1
R- радиус рабочей части тарелки
r-жирового шарика, м
μ-динамическая вязкость, Па*с
Процесс сепарирования характеризуется степенью обезжирования молока: отношения жира в сливках к жиру в молоке сепарируемому.
Эксплуатационные факторы, определяющие эффективность сепарирования:
1.Производительность сепаратора (уменьшение поступления м-ка в сепаратор по сравн. с паспортной производительностью спос. Более полному его обезжириванию и-наоборот) 2.своевр. очистка грязевого пространства барабана сепаратора (если этого не делать, то эффективность снижается).3.Фактическое число оборотов барабана.(С уменьшением частоты вращения снижается эффективность)4 Различные нарушения в балансировке барабана сепаратора в ходе эксплуатации.5.Износ напаек на тарелках.6.Появление трения в пакетах тарелок.7.Деформация разделительных тарелок.8.перекос сепаратора на фундаменте. Частота вращения барабана должна быть паспортной.
Технологические факторы:
1. Температура сепарирования (оптим.35-40оС. Она соответствует температуре подогрева молока в секции регенерации пластинчатых ПОУ. При низких температурах м-ко имеет большую вязкость. Для получения ВЖС сепарирование проводят при t=70-85С°)2. Степень чистоты м-ка ( из сепаратора молокоочистителя необходимо сразу подавать в сепаратор сливкоотделитель)3.Размеры ж.ш.(чем они больше, тем выше эффективность).4 Кислотность. 5 Массовая доля жира в молоке. 6 Плотность и вязкость молока.

Очистка
Для очистки молока применяют сепараторы молоко очистители для холодной очистки (10-15С°) или очистка с подогревом .Очистка основана на разности плотностей плазмы молока и посторонних механических примесей. Плазма молока имеющая меньшую плотность будет отходить к оси барабана и выходить из сепаратора в очищенном виде. При очистки также удаляются бактерии.
Факторы влияющие на очистку молока
1 Температура молока. С увеличением температуры вязкость уменьшается. Опт.температура 35-40С°. При низких температурах очистки нужно уменьшать подачу молока. При высоких температурах 50С° может идти процесс дробления жировых шариков и механических примесей.
Состав сепаратора:
Тарелкодержатель, пакет тарелок, грязевое пространство. Весь процесс очистки происходит в межтарелочном пространстве.
Существует еще один вид очистки бактофугирование (для удаления микроорганизмов 90-98%).основное применение при производстве сыров (72-74 С°) Бактофуга отличается большой частотой вращения и температурой 60-85 С°

4 Гомогенизация: назначение, сущность процесса, режимы гомогенизации, их обоснование при производстве различных молочных продуктов. Изменение свойств молочных белков и жира при гомогенизации.
Гомогенизация вызывает дробление жировых шариков, стабилизирует их распределение в молоке, поэтому гомоген-т молоко в тех случаях, когда отстой сливок влечет за собой отрицат-е последствия. Цель гомогенизации – получить эмульсию с более высокой дисперсностью жира, а также с однородной структурой и лучшей консистенцией. Для гомогенизации исп-ся гомогенизаторы. В процессе гомогенизации дисперсность жир-х шариков увел-ся в 10-ки раз, скорость всплывания жир-х шариков замедляется в 100-ти раз. Существует неск-ко гипотез:
1Гипотеза Ребиндера. При движении жир-го шарика в узкой щели под действием ламинарного движения он вытягивается и происходит разрыв жир-го шарика при условии L/D=
2Гипотеза удара. При знач. скорости движения молока, что созд-ся насосом, жир-е шарики ударяются о пластину и разрываются.
3Гидродинамич. теория. Узкая кольцевая щель гомогенизир-щей головки рассматривается как трубка. Скорость движения жир-х шариков не одинакова – они вращаются в разные стороны, и происходит “перемалывание”жир-х шариков.
По гипотезе Барановского жир-е шарики дробятся в рез-те резкого изменения скорости молока при входе в клапанную щель гомогенизирующей головки.
Степень раздробления жир-х шариков зав-т от давления гомогенизации. Чем выше давл-е, тем мельче жир-й шарик. Величина давл-я влияет и на вязкость. С повышением сод-я жира в прод-те, давл-е уменьшается. На процесс гомог-ции влияет темп-ный режим. Темп-ра влияет не только на степень дисперсности, но и на образ-я их скопления, вязкость, стабильность белков.
Сурковым устан-но, что гом-ция паст-го молока при t =60 – 65ºС дает лучшие рез-ты. Достиг-ся высокая вязкость. Если гом-ть при t = 40 - 55ºС, то это приводит к сильному агрегированию и увеличению отстоя сливок, к повышению вязкости. Увелич-е t-ры благопр-но сказыв-ся на качестве гомог-ции вследствие снижение вязкости дисперсной фазы. Но гомог-ть молоко при t-ре больше 70ºС плохо, т.к. на внутр-х частях аппарата осаждаются сывор-е белки. Гомог-ция перед паст-цией способствует разрушению имеющихся в молоке колоний бактерий. Это выз-т повыш-е эффективности паст-ции. Под действ-м давления жир-е шарики разруш-ся с уменьш-м диаметра. Вокруг новых жир-х шариков возникает быстро новая оболочка. При уменьшении средн. диаметра жир-х шариков повыш-ся их плотность, это выз-т увелич-е плотности гомогенизированного молока. Изменение св-в гомог-го молока:
1.уменьш-ся размеры жир-х шариков и увелич-ся их кол-во.
2.не набл-ся заметного отстоя сливок.
3.увелич-ся забеливающие св-ва.
К=А∙100А+ВА и В – массовая доля жира в тяжелой фракции и в легкой, %
Для оценки кач-ва гомог-ции, т.е. для опред-я степени дисперсности жира применяются методы:1.по отстаиванию жира. 2.метод микроскопирования. 3.метод центрифугирования
При производстве кисломолочных прод-тов молоко гомог-т при t =55 -60ºС и давлении 12,5 –17,5 МПа . Она необходима для предотвращения отстоя жира при произв-ве кисломол-х прод-тов резервуарным способом.
Творожный сгусток, полученный из гомог-го молока имеет более высокую способность удерживать жир, что позволяет снизить его содержание в сывор-ке при произв-ве 9%-го творога до 0,05–0,1%. Без гомог-ции – 0,3–0,5%.
Сметану с сод-м жира до 20% выраб-т с исп-м гомог-ции. Гомог-т при давлении от 4 до 11 МПа. В рез-те повыш-е дисперсности жир-х шариков усиливает взаимодействие между ними, увеличивает контакт, способствует улучшению структуры сметаны.
Для получ-я высококач-го мороженого смесь необходимо гомог-ть – вязкость увелич-ся в 5-15 раз. Смесь с высокой вязкостью и наличием большого кол-ва мелких жир-х шариков легче поглощает воздух при сбивании. При закалке предотвращ-ся образ-е крупных кристаллов льда, из более гомогениз-й смеси получают более пластичное мороженое. Гомог-ция при t-ре паст-ции, давление зависит от жира смеси 9-12,5 МПа.
Изменение свойств молочных белков
При гомогенизации изменяется структура и свойство белков: диаметр мицелл уменьшается, часть мицелл распадается на субмицеллы , которые отсорбируются поверхностью жировых шариков
Гомогенизация существенно влияет на технологические св-ва: на структурно-механические и синеретические св-ва белковых сгустков при производстве молочных продуктов (творог , сыр).Структурно-механические – прочность , вязкость, сгустка.Недостаток:
-уменьшает прочность сычужных и кислотных сгустков
-снижается скорость синерезиса
-увеличивается потери белка при обработки сырного зерна
Преимущества:
-снижается продолжительность сычужного свертывания и снижаются потери жира с сывороткой.

5 Нормализация. Особенности нормализации при производстве различных молочных продуктов с учетом способов их производства.
Нормализацияпредставляет собой технологическую операцию, целью которой является изменение состава сырья для улучшения готового продукта, соответствующих требованиям стандарта по основным питательным веществам и наполнителям. Нормализация проводится:
1) по одному показателю (жир) – для молока, сливок, кефира, сметаны;
2) по двум показателям (жир, белок) – белковые продукты, (жир, СОМО) – молочные консервы;
3) по нескольким показателям – мороженое, плавленые сыры (жир, СОМО, влага, сахароза).
1 – если в готовом продукте массовая доля жира <, чем в сырье, то нормализацию проводят путем добавления сливок; если >, то ОБМ. При расчетах определяют количество смешиваемых продуктов (компонентов нормализации) по количеству смеси, или определяют количество добавляемого продукта (компонент нормализации). Расчеты проводят по уравнениям материального баланса:
1 способ:Мсм=М1+М2
Мсм*Жсм=М1*Ж1+М2*Ж2
2 способ: по треугольнику
жир нормализованного молока для производства кефира, сметаны может определятся по формуле:Жнм=(100*Жгт-Кз*Жз)/(100-Кз)
Жир в сухом веществе для сыра определяется по формуле:
Жсв=Жабс*100/(100-В)
2 – нормализация по двум показателям:
-творог 2,5,9%: Жнсм=Б*К
-творог 18%: Жнсм= Б+К
3 – это рецептура на мороженное, плавленые сыры
Нормализацию на производстве проводят по 3 вариантам: нормализация смешением(в резервуарах); нормализация смешением в потоке (в трубе); нормализация с использованием сепаратора-нормализатора.
Нормализация смешением применяется на заводах мощностью порядка не выше 150 тонн в смену. Более мощные, сырзаводы стараются провести на сепараторах-нормализаторах.

6 Пастеризация молока и ее цель. Теоретическое обоснование режимов пастеризации.
Пастеризация - тепловая обработка молока и др. молочных продуктов при темп-ре ниже точки кипения (<100,2С). Цели:
1.Уничтожение патогенной микрофлоры, получение продукта безопасного для потребления в санитарно-гигиеническом отношении.
2.Снижение общей бак. обсемененности, разрушение ферментов сырого молока, которые вызывают порчу пастеризованного молока при хранении.
3. Направленное изменение физ-хим. свойств молока для получения заданных свойств готового продукта. Изменяются органолептические свойства, вязкость, плотность сгустка (ряженка, топленое молоко).
4.Паст-ция обеспечивает оптимальные температурные условия для проведения технологических операций, следующих за тепловой обработкой (заквашивание, сгущение, хранение).
Режим пастеризации представляет собой комбинацию t-ры нагревания и продолжительности выдержки при данной t-ре. Продолжительность выдержки выбирается такой, чтобы достичь max-ных результатов пастеризации. Зависимость между t-рой и временем воздействия была открыта Куком. Теоретические основы режимов пастеризации разработаны Куком и исходят из положений:
Зона А определяет режимные параметры, подавление жизнедеятельности м.о. молока. Зона Б характеризует режимные параметры при которых происходит биохимические, физикомеханические изменения составных частей и свойств молока. Прямым показателем эффективности пастеризации является гибель наиболее стойкого патогенного м.о.- туберкулезная палочка. Погибает в результате тепловой обработке при t=65C не менее 30 мин. Косвенным показателем служит проба на фосфатазу.
Зависимость между выдержкой и температурой записывается уравнением: lnz=36,84-0,48t. Нейтральная зона- это зона режимных параметров при которых жизнедеятельность м.о. подавляется, а молоко сохраняет свое первоначальное качество. В зависимости от схемы организации процесса пастеризации, от особенностей технологий молочных продуктов, в зависимости от оборудования, в молочной промышленности используют следующие виды пастеризации: 1) длительная с 65C- не менее 30 мин.; либо при производстве топленного молока, ряженки 92-95C- 3-5 ч.; 2) кратковременная (при производстве молока питьевого) 15-20с- 76±2C; 3)моментальная (при производстве масла, пастеризация сливок) 92-95C, без выдержки.
Критерий Пастера- для определения зависимости режимов пастеризации, которая показывает отношение продолжительности выдержки пастеризации к продолжительности бактерицидного действия температуры пастеризации: Ра=/z . Он может быть = 1, или >1.
Эффективность пастеризации определяется отношением количества уничтоженных клеток в пастеризованном молоке к количеству бактериальных клеток в исходном молоке (%). Зависит не только от температуры и времени выдержки, но и от пастеризации, бакобсемененности молока.
При производстве молока питьевого t=74-78C выдержка 15-20с. Режим пастеризации топленного молока 95-99C с выдержкой 3-5ч. Такой режим пастеризации обуславливается этим продуктом. КМП- 87±2C, 15мин., либо 92±2C 2-8мин. При производстве творога – не выше 80C, т.е. 78±2C, 8с(менее плотный сгусток, который будет отдавать сыворотку). В случае производства творога на механизированной линии Я9-ОПТ- 92±2C, 15мин., с последующей обработкой сгустка. При производстве сыров- 72-74C, 20-25с, чтобы сохранить белковую систему молока. Сливки, сметана применяют повышенные температуры пастеризации, при чем, чем жирнее продукт тем температура пастеризации выше. Сливки жирностью до 20% - 80±2С, 15-30с. Сливки выше 20% - 87±2С, 15-30с. Сметана - 86±2С, 2-10мин., 94±2С без выдержки (высокие температуры пастеризации связаны с низкой теплопроводностью жира). Сливочное масло, режимы пастеризации сливок: 1) 85-90С без выдержки; 2) 92-95С без выдержки; 3) свыше 100С (103-115С).
Причины пастеризации: чтобы уничтожить ферменты (липаза, пероксидаза) и связаны с длительным сроком хранения. Чем выше температура пастеризации, тем больше количество сульфгидрильных групп, которые являются антиокислителями, поэтому способствуют хранению сливочного масла. Сгущенные сухие молочные продукты (консервы)- 95-105С, для того чтобы можно было провести длительное хранение продукта. В качестве оборудования применяются ППОУ, ТПОУ, длительная пастеризация- емкости, ВДП и специальные резервуары.

7 Термизация, стерилизация, УВТ-обработка молока: цель, режимы, эффективность, влияние режимов на изменение составных частей и свойств молока.
Термизация –позволяет прежде всего инактивировать психротропную м/ф. Поэтому, как правило применяется на молочных предприятиях по мере поступления молока. Количество микробных клеток уменьшается на 3-4 порядка.
Термизация – является разновидностью пастеризации с более щадящими режимами: 1) 72С, без выдержки; 2) 70С, 15с; 3) 65-68С, до40с. Цель – повысить стойкость сырого молока при хранении, применяется в сыроделии перед созреванием молока (10-12ч принятое молоко выдерживают). Применяется при производстве молочных консерв, для получения термоустойчивого молока, также для производства йогуртов. В нашей РБ термизацию применяют только с пастеризацией.
Стерилизация- это тепловая обработка молочного сырья при температуре выше 100С. Цель- уничтожения всех вегетативных и споровых форм бактерий и инактивации ферментов. На молочной промышленности стерилизация проводится по 3 схемам:
1 одноступенчатая в упаковке (таре)
2 двухступенчатая в таре
3 одноступенчатая с асептическим розливам
1- молоко нормализуется по жиру, затем гомогенизация при t=70-75С и разливается либо в стеклянные, либо в пластмассовые бутылки, затем в автоклав, где стерилизация с температурой 110-120С, =15-30 мин, затем охлаждают до 20С и подают в камеру хранения;
2-стерилизация дважды. Первая перед розливом в потоке, и вторая после розлива в тару (упаковку) в автоклавах. Нормализованная гомогенизированная смесь стерилизуется в потоке 130-150С в течении несколько секунд (до 20с), затем охлаждается до 35-40С, резервируется, потом поступает на розлив, где разливается, затем укупленная поступает в таре в автоклавы ( непрер. действия), с температурой 115-120С в течении 15-20 мин. После этого продукт охлаждается и направляется на хранение;
3-сначала стерилизуют, а затем в асептических условиях разливают. Может осуществляться прямым и косвенным путем. Прямой, когда нагрев молока осуществляется непосредственно теплоагентом- паром; косвенный, когда теплообмен происходит через поверхность (теплопередающую), в установках. Наиболее прогрессивным является 3, т.к. его называют наименьшим изменением физ.-хим. в молоке.
Стерилизация также характеризуется параметрами температуры и выдержки, но и также зависит от качества сырья, учитывается термоустойчивость молока. Эффективность стерилизации определяется отношением споровых м.о. после стерилизации к количеству м.о. до стерилизации: Ес=lgСк/Сн Самый оптимальный коэффициент эффективности стерилизации 9-10, но не менее 6. Оборудование стерилизаторы, или автоклавы периодического действия, полупериодического действия и непрерывного.
УВТ-обработка- применяется в области стерилизации. Получается продукт с улучшенным качеством и больше хранится. 130-150С, 2-4с.
При нагревании поглощенная энергия достигает величины энергии активации для разрыва или образования связей. Вследствие этого при нагревании все составные части молока с незначительной энергией связи претерпевают изменение. Наиболее сильным изменениям подвергаются сывороточные белки, ферменты и часть витаминов.
По составу:
1. Сывороточные белки. В зависимости от условий нагревания ведет к частичной или полной денатурации белков, а также к реакции между отдельными фракциями белков и между белками и др. составными частями. Денатурация начинается около 70С и прогрессирует по мере увеличения длительности воздействия t-р и повышения t-р. При t-ре около 90C сывороточные белки денатурируют практически полностью за короткое время. Денатурированные при нагревании сывороточные белки образуют с -казеином комплексные соединения, которые изменяют поверхностные свойства казеина и приводит к резкому ухудшению способности молока к свертыванию под действием сычужного фермента. Это учитывается при производстве сыра и творога. Тепловой денатурацией сывороточных белков можно объяснить:
1)Возникновение привкуса кипячения.
2)Снижение способности к свертыванию под действием сычужного фермента и прочности сгустка, что отрицательно сказывается на отделение сыворотки при производстве сыра и творога.
3)Снижение окислительно-восстановительного потенциала при одновременном возникновении антиокислительных свойств.
2. Казеиновый комплекс. Казеин при нагревании до 100-140С практически не изменяется, при температуре выше денатурирует и выпадает в осадок. Тепловая стабильность казеина всегда зависит от концентрации ионов Са , величины рН и от степени денатурации сывороточных белков. При нагревании происходит реакция между казеином и лактозой молока изменение цвета продукта:
Казеин+ лактоза=меланоидиновое соединение
Последствия:
-повышение чувствительности казеина к осаждению кальцием.
-коагуляция казеина при низких t-рах
3. Ферменты. При нагревании инактивируются. Альдолаза, амилаза, липаза разрушаются при относительно низких t-рах. Инактивации фосфатазы и пероксидазы происходит при t-ре пастеризации (свыше 85С).
4. Витамины. При пастеризации в пластинчатых пастеризационных установках витамины либо не разрушаются, либо разрушаются в малой степени. D, Е, биотин, никотин-я кислота, при промышленных t-рах не разрушаются. Наиболее чувствительны к нагреванию С и В12. При температуре свыше 100С идет разрушение всех витаминов.
5. Соли. Под действием t-ры свыше 95С фосфорнокислые и цитраты переходят в нерастворимую форму. Можно судить по образованию молочного камня на пластинах пастеризатора и снижению пищевой ценности продукта.
Последствия:
-ухудшение способности молока к сычужному свертыванию.
6. Жир. Глицериды молочного жира мало подвержены изменениям . Могут изменятся только оболочки жировых шариков. Она может денатурировать дестабилизация жирового шарика. Если нагревать в открытом сосуде молоко, то начинает образовываться пленка при t=63С. При более высокой t-ре пленка толще. Образование пленки связано с поверхностным натяжением молока.
7. Лактоза при нагревании до 100С не изменяется, при более высокой температуре лактоза разл-ся до муравьиной и молочной кислот, что дает небольшое повышение кислотности, и меланоидиновое образование.
По свойствам: вязкость, поверхностное натяжение, способность молока к отстою жира, резко ухудшается способность к сычужному свертыванию, изменяется цвет и вкус, и вследствие потерь витаминов снижается пищевая ценность молока.

8 Мембранные методы обработки молока: микрофильтрация, ультрафильтрация, электрофорез, диализ, их использование в молочной промышленности.
Мембранные методы обработки используют с целью изменения солевого состава молока, выделение составных частей молока. Мембранная фильтрация разработана для концентрирования и выделение твердых веществ из их смеси с водой. Проводится с помощью мембран (полупроницаемые перегородки). Используются установки с применением обратного осмоса, электродиализные установки, ультрофильтрационные, микрофильтрационные. Главными достоинствами мембранных способов разделения являются: -возможность направленного регулирования свойств и состава молочных продуктов при сравнительно небольших энергетических затратах; -возможность создания новых молочных продуктов с пониженной калорийностью и высокой биологической ценностью, это рациональное использование вторичного сырья (мол. сыворотки) на основе безотходных технологических процессов. Часть потока проходящая через мембраны носит название- фильтрат, или пермеат, часть потока которая задерживается мембраной называется концентрат, или ретентат
1)установки с применением обратного осмоса: Способом ОО проводят концентрирование практически всех веществ находящихся в растворе и выделение чистого растворителя. ОО - это практический процесс сгущение раствора, т.е. фильтруется влага. Имеет низкие энергозатраты, тепловой расход и при этом сохраняется качество продукта. Для проведения мембранной обработке сырья существуют обратные осмотические установки, раз в 14 дешевле ОО, чем выпарные установки. V1=1-2м/с; V2=0,1-0,2м/с; р1=1-6МПа; диаметр пор 1-3 нм.
2) ультрофильтрационные установки: НФ- это ультроосмос. Здесь мембрана более проницаема , но менее, чем при УФ. Давление 2-3МПа. УФ- концентрируют белки и жиры, V1=2-5м/с; d=40-50нм; V2=0,1-0,2м/с;t=52±2Cи р=0,1-1МПа. В результате УФ получается белковый и жировой концентрат.
3) микрофильтрационные установки: МФ- осуществляется при низких давлениях 0,01-0,05МПа, d до 10 мкм.
4) электродиализ- один из эффективных способов демирализации сыворотки (обессоливание). Это перенос ионов из одного раствора в другой, который осуществляется через селективную мембрану (избирательно-пропускающую) под действием электрического тока.
Электролиз-Это направленный перенос ионов через размещенную в растворе электролита мембрану под действием постоянного электрического тока.
Сущность процесса заключается, что под действием электрического тока мембранная перегородка пропускает ионы одного заряда и служит барьером для ионов противоположного заряда. Можно разделить вещества, которые образуют заряженные комплексы.
Такие вещества как лактоза, сахароза, не имеющие заряда, в электролизе не участвуют.
Схема обессоливания молочной сыворотки

Рабочий
раствор Молочная сыворотка
-
+
+
+
-
-
+ультрофильтрационные установки
Катод К А К А К А Анод
Р М Р М
Концентрированный
Деминирализация
сыворотки
раствор
А- анионитовая мембрана
К- катионитовая мембрана
Р- рабочий раствор
М-молочная сыворотка (содержащая ионы)
При протекании постоянного тока катионы солей молочной сыворотки перемещаются по направлению к катоду, а анионы солей- к аноду. Катионы молочной сыворотки переходят через катионитовую перегородку и попадают в рабочий раствор (в соседнюю камеру). Дальнейший путь катиона преграждает анионитовая мембрана, а анионам –катионитовая, т.о. соли молочной сыворотки концентрируется в рабочем растворе. По мере увеличения концентрации рабочего раствора, он разбавляется водой, либо удаляется в канализацию и набирается новый рабочий раствор.
Электрод-ры представляют собой многокамерные конструкции с чередующимся порядком и чередующимися мембранными перегородками. В результате электролиза органолептические показатели молочной сыворотки значительно улучшаются и продукты полученные методом электролиза чаще всего используются, как заменители женского молока.
Преимущества молочной сыворотки
-менее выраженная горечь, за счет удаления минеральных веществ;
-пониженная кислотность
-улучшенные органолептические показатели
7)Ионный обмен. Применяется для регулирования солевого и кислотного состава молочной сыворотки. При этом сохраняется ценность, улучшаются органолептические свойства и характеристики.
Сущность процесса в том, что при определенных условиях между твердым телом (ионно-обменная смола) и раствором содержащим нежелательные примеси происходит обмен ионов. В результате которой на поверхности твердого тела адсорбируется нежелательные ионы, которые удаляются из сыворотки, а из смолы поступает ион, но менее вредный.
Ионный обмен применяется для производства продуктов детского питания, для удаления ионов кальция.
МЕМБРАНЫ
Факторы, влияющие на эффективность мембранной фильтрации:
-давление
-температура фильтрации
-рН среды
Температура. Подогрев раствора до температуры 60С интенсифицирует процесс ультрофильтрации. Это связано с тем, что с повышением температуры усиливается броуновское движение и соответственно диффузия растворов, через полупроницаемую мембранную перегородку. Снижается вязкость, что также улучшает процесс фильтрации. Повышение температуры выше 60С, потому что начинается процесс денатурации белков. Поэтому процесс фильтрации проходит при температуре 20С(ОО)-50-55С.
рН среды- оптимальная 6,5-6,7
Мембраны Характеристики полупроницаемых мембран. Это главный элемент мембранных аппаратов (существует 3 поколения мембран).
1 поколение ацетатцеллюлозные мембраны, выполнены из тонкого микропористого фильтрующего слоя (толщина до 1,5мкм), эксплуатируется в диапазоне температур 0-50С, рН 3-8. Недостатки: низкий диапазон температур, низкая механическая прочность (небольшой срок эксплуатации); затрудняет процесс мойки и дезинфекции мембранного оборудования.
2 поколение мембраны, изготовленные из полимерных материалов (полисульфоновые). Температура от 0-80С, рН 2-12, устойчивы к моющим и дезинфицирующим веществам и по структуре мембраны похожи на ацетатцеллюлозы.
3 поколение мембраны выполнены из керамических материалов (металлокерамика, стекла, оксиды металлов). Температура от 0-200С, обладают химической стойкостью, рН 0-14, обладают стойкостью при высоком давлении, повышают срок эксплуатации.
Основные характеристики полупроницаемых мембран- это селективность (избирательность), скорость разделения (или пропускаемая способность).
Селективность мембран выражает задерживающую способность мембран по конкретному компоненту молочного сырья (лактоза, белки, минеральные вещества). Это соотношение R=(rc-rф)/rc, где rc-массовая доля определенного компонента в исходном сырье; rф-в фильтрате. Полупроницаемая мембрана может иметь определенный или размытый предел разделения. Определенный- это мембраны отделяют частицы с определенной молекулярной массой. Размытый- это мембраны, которые пропускают некоторые частицы с более низкой молекулярной массой. Пределы разделения мембраны зависят от диаметра пор и диаметра молекулы задерживаемого вещества. Скорость разделениязависит от характеристик мембраны, от ее толщины, от площади ее поверхности, от диаметра пор. Направление использования концентрата полученного при ультрафильтрации молочного сырья:
-УФ обработка цельного молока: при производстве твердых сыч. сыров- повышается выход продукта, экономится молокосвертывающий фермент, стабилизируется процесс созревания сыра (повышается качество зрелого сыра);
-УФ обработка цельного и ОБМ- это производство ЦМП: улучшается консистенция сгустков и предотвращается выделение сыворотки сгустка, повышается пищевая ценность продукта. При производстве творогов, мягких сыров- увеличивается выход продукта ( на 8-20%), экономия молокосвертывающего фермента и снижается кислотность сыворотки. При производстве продуктов детского питания- улучшается состав продукта, улучшается пищевая ценность, которая приближается к женскому молоку;
-УФ обработка сыворотки. Могут добавлять к молоку- повышается биологическая и питательная ценность молока. При производстве сметаны (с пониженной жирностью)- дает получение плотного сгустка, повышает потребительскую ценность. При производстве плавленых сыров- улучшаются консистенция и вкусовые качества сыра;
-УФ обработка пахты. При производстве сметаны- для улучшения ее качеств. При производстве низкокалорийных разновидностей сливочного масла- улучшает вкусовые качества.
Использование фильтрата. Фильтрат, полученный при ультрофильтрационной обработке цельного молока, пахты, сыворотки используется при производстве напитков и сиропов. В целях экономии энергоресурсов. При изготовлении молочного сахара преимущества: повышает степень отделения сыворотки от белков и позволяет получать продукт высокого качества. Творожная сыворотка используется при производстве напитков и сиропов.

Приложенные файлы

  • docx 18356469
    Размер файла: 76 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий