Гомогенизация что это такое


Гомогенизация молока

Часто при получении на предприятии и обработке молочных продуктов наблюдается их неоднородность. С целью предотвращения этой проблемы проводится гомогенизация молока. Процедура заключается в измельчении жировых комком путем механического воздействия специальными приборами.

Для ее качественного выполнения необходимо детально ознакомиться с процессом и рассмотреть такие вопросы: каково назначение гомогенизации; в каких случаях ее эффективность будет максимальна; какая температура необходима для достижения результата; какие бывают режимы и др.

Суть процесса

На вопрос, что такое гомогенизация молока, можно ответить просто –— это разбивание жировых шариков на мелкие частицы с целью обеспечения однородной жирности. Проводится с помощью специального устройства под названием гомогенизатор.

Суть процедуры заключается в прессовании исходного сырья. Под высоким давлением оно пропускается через решетку с микроскопическими отверстиями, что приводит к дроблению его компонентов.

Важно

Основное назначение гомогенизации молока — сделать жидкость однородной и обеспечить её длительную сохранность. Так, после обработки процесс отстаивания сливок происходит намного дольше, а сырье сохраняет одинаковую жирность по всей его массе. Кроме этого, такая подготовка придает насыщенный вкус.

Миссия такой обработки может зависеть от того, какая продукция должна получиться на выходе. Так, при изготовлении обезжиренного молока и сливок, главный акцент делается на однородности изделий. Если сырье перед процедурой поддавалось пастеризации, прессование поможет «закрепить» его долговечность. При изготовлении йогуртов, кефиров, сметаны и прочих кисломолочных товаров повышается и стабилизируется их консистенция (они не растекутся, вода не будет отслаиваться).

Для сгущенной консервной продукции такое измельчение играет роль механического консерванта, то есть путем аппаратного воздействия устанавливает внутри изделия долговечные пептидные связи. В сухой заготовке разрушает лишний жир путем окисления. В молочных порошках с наполнителями (какао, порошковые смеси) обработка способствует насыщенности вкуса и хорошей растворимости.

Виды

Существует два основных вида гомогенизации: полная и раздельная. Первый вариант подразумевает переработку сырья без выделения из него субпродуктов. Является самым популярным и широко используемым способом на большинстве предприятий. Отличается сравнительной простотой, так как предварительно не требует проведения сложных манипуляций. Также считается экономным вариантом, который позволяет минимизировать отходы при переработке. В ходе дробления образуется сухой нежирный шлак, который часто используется при изготовлении йогуртов.

При втором способе сырье сначала разделяют с помощью сепаратора, затем гомогенизируют только полученные сливки. После этого они вновь соединяются с молоком и отправляются на дальнейшую обработку. Этот метод считается более сложным и используется в основном на предприятиях, специализированных на изготовлении конкретного вида продукции (сырки, йогурты).

Устройство гомогенизации

Процедура обработки молочных товаров данным способом производится в специальной машине под названием гомогенизатор. С помощью сильного давления, высоких температур, а также воздействия ультразвуковых волн и электрического напряжения, продукт приобретает свойства, нужные фермеру в тех или иных ситуациях.

Чертеж гомогенизирующего аппарата

Главным компонентом гомогенизатора с клапанами является головка. В зависимости от модели аппарата и его целевого предназначения, она может иметь одну или две ступени, что позволяет использовать разные режимы гомогенизации молока.

Первая ступень обычно используется для переработки сырья с невысоким процентом жирности. Для производства сливок, заготовок мороженного и йогурта применяются две ступени одновременно. Двойная обработка позволяет разрушить скопления нескольких жировых шаров.

При переходе во вторую ступень основной шар вытягивается, и от него отпадают мелкие прикрепленные частицы. Чем быстрее жир движется в гомогенизаторе, тем мельче частицы от него отрываются. На данный момент зафиксирован только один рекорд, при которой удалось уменьшить жировые капли в десять раз. Этот показатель после пока не удалось превзойти ни одному устройству.

Схема дробления капли жира в клапанном отверстии гомогенизатора

В зависимости от устройства, скорость жировой капли может достигать 200 метров в секунду.

Критика процесса

На практике, негативные последствия от употребления гомогенизированной продукции случаются редко. Но все же некоторые ученые-химики считают процедуру вредной, так как в ходе обработки молочного сырья под прессом возникает большая вероятность образования фермента под названием ксантиноксидаза. Он является катализатором окисления гипоксантина в ксантин, который в свою очередь превращается в мочевую кислоту.

Фермент считается видоизмененной мутировавшей версией ксантиндегидрогеназы. В процессе его мутации кислород внутри соединений превращается в углекислый газ, что приводит к окислительному процессу после употребления такой продукции в пищу.

В человеческом организме избыточное количество данного фермента может привести к развитию подагры. Основное лечение в таком случае направлено на выведение вещества с помощью капельниц и инъекций ликвидирующими препаратами. Также нарушение обмена мочевой кислоты в организме может вызвать почечную недостаточность. Большое количество фермента в кровеносной системе приводит к разрушению клеток печени.

Следует обратить внимание на то, что гомогенизация никаким образом не влияет на структуру и свойства лактозы — основного природного компонента, содержащегося в молоке и производных. Поэтому людям, у которых это вещество вызывает аллергию, не рекомендуется употреблять данного рода продукцию независимо от степени и способа ее изготовления.

В процессе фермент в основном появляется в случае неисправности аппарата и перебоях в его работе. Поэтому рекомендуется регулярно проводить плановые проверки гомогенизатора в обусловленный срок, исходя из интенсивности его работы.

Организация процесса

С целью уменьшения клейкости жировых капель и вязкости сырья, проводится его предварительная тепловая обработка. Температура гомогенизации молока составляет приблизительно 65 градусов.

Также иногда перед прессованием может проводиться пастеризация — нагревание до 100-120 градусов и резкое его охлаждение. Данная процедура помогает убить все ферменты и микроорганизмы, которые могут оказать негативное воздействие на организм. Еще пастеризация делает продукт более термоустойчивым и значительно продлевает его срок годности.

Одним из основных требований к процессу является чистота и стерильность — аппарат должен регулярно проходить санитарную обработку во избежание попадания в продукцию бактерий и вредоносных микроэлементов. Помещения, в которых проводится процедура, тоже обязаны содержаться в чистоте.

С технической стороны данного вопроса, необходимо соблюдать следующие нормы: в среднем, давление должно составлять 10 Мпа. Раздел фаз при таких условиях необходимо увеличить до 500 тысяч квадратных метров на каждую тонну исходного материала.

После заготовку необходимо хранить при температуре 4-6 градусов выше ноля. Такие показатели способствуют максимальной сохранности товаров.

Процесс гомогенизации проходит в несколько этапов:

  1. Перемешивание — на определенной мощности сырье внутри аппарата взбалтывается для однородного распределения жировых капель по всей массе продукта.
  2. Прокачка — молоко проходит через одну или две ступени клапана, в зависимости от того, что необходимо получить в конечном результате переработки. Вследствие данных манипуляций, жировые капли дробятся на мелкие однородные части.
  3. Пастеризация — чаще всего проводится после гомогенизации, за исключением случаев, когда конечной выступает обезжиренный продукт. Суть процесса заключается в нагревании сырья до высоких температур и резком его охлаждении.
  4. На конечном этапе сырье помещают в благоприятную среду с необходимой температурой. Там оно хранится до дальнейшей переработки.

Интересно

Чтобы эффективность гомогенизации молока была максимально высокой, необходимо выполнять процедуру с четким соблюдением всех инструкций и требований.

Изменение структуры молочных продуктов

Гомогенизация оказывает много положительных эффектов на конечный товар. Так, после данного измельчения молоко и сливки становятся однородными, приобретают желтоватый оттенок и специфический запах. Вкус становится более насыщенный.

Энергетическая ценность жиров позволяет использовать такую полученную жидкость как в самостоятельном употреблении, так и в качестве кулинарных добавок (ингредиентов для выпечки и т. д).

После обработки стерилизованных сливочных и молочных продуктов данным способом повышается их термоустойчивость, то есть увеличивается диапазон температур, при которых изделие может храниться без риска быть испорченным. Также почти в два раза продлевается срок годности.

При производстве цельного сухого молока гомогенизация помогает убрать максимальное количество открытого жира, не имеющего белковых мембран. В процессе он быстро окисляется и растворяется под действием кислородного давления.

При обработке йогуртов, кефиров, сметаны повышается упругость и улучшается густота соединений белка. Также процедура уменьшает вероятность образования пленки из жира на поверхности данных изделий.

Для сгущенных молочных лакомств данный способ измельчения жира тоже имеет свою ценность. Он способствует улучшению стойкости консервов перед различными внешними факторами (тепло, перепады температур). Также предотвращает отстаивание и интенсивное отслоение жира в случае хранения на протяжении длительного периода времени.

Для молочных продуктов с наполнителями (какао, сухие смеси и т. д.) такая обработка обеспечивает сразу несколько положительных факторов.

  • способствует улучшению вкусовых качеств и передает насыщенный аромат;
  • регулирует консистенцию, делает ее однородной и вязкой;
  • препятствует появлению осадков, которые могут вызвать негативное впечатление у потребителей.

Вопреки критике и предостережениям ученых, процедура пользуется большой популярностью благодаря целому комплексу положительных факторов. На крупных предприятиях без гомогенизации не обходится приготовление ни одного молочного товара.

Оценка качества

На добротность и полезность процесса переработки сырья влияют такие факторы, как: давление и температура перерабатываемого сырья. От первого из них напрямую зависит степень дробления жировых капель, а от второго — однородность продукта и простота его обработки для аппарата.

Под воздействием давления внутри гомогенизатора происходит ряд манипуляций. Во время движения поршня в левую сторону молоко через клапан попадает в цилиндр. Когда ползун движется обратно, сырье попадает в камеру-усилитель, в которой сконцентрировано самое мощное давление. Параллельно вторая половина сырья просачивается через кольцевое клапанное отверстие в усиливающую трубу. Управление давлением совершается с помощью специального шурупа. Закрепленный в нужном положении, он способствует усилению давления на заслонку. Снаружи установлен датчик с монитором, с помощью которого совершается контроль.

Для достижения максимально эффективного результата от процедуры гомогенизации молоко предварительно рекомендуется подогреть до 65 градусов. В таком состоянии пептидные связи разрушаются намного легче, что способствует равномерному дроблению жировых капель.

Также на эффективность процедуры влияют такие факторы, как быстрота движения сырья в гомогенизирующей головке, особенности и технология сборки аппарата, природные характеристики жировых мембран, уровень кислотности в массе, и, главное, правильность выполнения процедуры и соблюдение всех правил на каждом этапе обработки.

Существует основной критерий, по которому достоверно можно определить, насколько гомогенизация была эффективной. Он имеет название «рабочее давление», и представляет собой разницу в давлении до и после его прохождения через клапан в измельчающей головке. Смысл процедуры заключается в том, чтобы добиться минимального отстоя молока и отделения от него таких субпродуктов, как сливки.

Эффективность определяется следующим фактором: чем дольше продукция будет отстаиваться после данного вида переработки, тем качественнее выполнена процедура. Если же отделение жира произошло в достаточно краткий период времени – это свидетельствует о том, что во время следующей операции необходимо еще больше повысить давление внутри гомогенизатора.

moloko-chr.ru

Продукт гомогенизированный – что это за новое понятие?

Стоит ли бояться и откладывать продукт с надписью «гомогенизированный» в сторону? А ведь это делают многие мамы при покупке детского питания, ошибочно считая, что гомогенизированный продукт – это то же самое, что и генно-модифицированный. Давайте разберемся, что же на самом деле обозначают эти два понятия, и успокоим встревоженных мам.

Итак, в связи с неблагоприятными факторами окружающей среды, засоленностью почв, а также другими факторами, негативно влияющими на рост и плодоношение растений, в последние десятилетия наукой был сделан шаг к созданию выносливых сортов картофеля, пшеницы, кукурузы путем генетической модификации. Сейчас еще рано судить, плохо это или хорошо. Еще недостаточно времени прошло, чтобы понять последствия этих модификаций.

Продукт гомогенизированный: что это?

Гомогенизация – это смешивание продуктов до полной однородности состава. Существует гомогенизация механическая и под давлением. В тестомесилке соединяются ингредиенты теста – это механическое смешивание. Примером смешивания под давлением мог бы служить миксер. Только гомогенизатор на высокой скорости и под большим давлением дробит продукт до абсолютной однородности. Теперь вернемся в магазины, где на прилавках все чаще появляется продукция с надписью «гомогенизированный». Что это такое, теперь стало более понятно. А вот полезны ли такие продукты? Чтобы это выяснить, нужно знать, что же происходит в процессе переработки плодов при превращении их, например, в гомогенизированный сок.

Описание процесса гомогенизации

Чтобы получить такие продукты в домашних условиях, используют блендеры или миксеры. Что-то подобное происходит в специальных гомогенизаторах высокого давления. Весь процесс включает ряд операций:

  1. Плоды очищаются, промываются, протираются.
  2. Добавляется сахарный сироп.
  3. Измельчается масса в гомогенизаторе, где исключено соприкосновение сока и воздуха, что позволяет сохранить ценность компонентов плодов.
  4. Под высоким давлением специальный аппарат пропускает сырье, измельчая его до кашеобразного состояния.
  5. Продукт фасуется в горячем виде, при температуре 90°.

Применение гомогенизации

Гомогенизированная продукция зарекомендовала себя в ряде отраслей. Так, молочная и пищевая промышленность получают продукты высокого качества и более длительного срока хранения. Гомогенизаторы, используемые в фармацевтической промышленности, доказали, насколько они эффективнее обычных мешалок и коллоидных мельниц. Начали использоваться эти приборы в биотехнологии и в косметической продукции. Во всех этих отраслях на выходе получается продукт гомогенизированный. Что это, например? Абсолютно однородные кремы и эмульсии; детские пюре, а также сливочное масло и паштеты; водоэмульсионные краски. То есть продукция с лучшей дисперсией ингредиентов. В этом уже не приходится сомневаться. Более того, уже нельзя представить себе получение многих продуктов без обработки в гомогенизаторе. И если все-таки у вас еще возникает вопрос: «Гомогенизированный – что это?», – ответ будет один: «Это ноу-хау XXI века».

fb.ru

Цель, назначение и сущность процесса гомогенизации

Молоко представляет собой полидисперную систему. Всякая полидисперсная система характеризуется содержанием диспергированных частиц различного размера. Если сравнить величину частиц главных составных частей молока, а также их распределение по размерам с величиной частиц, характерной для дисперсных систем, то можно сделать следующие выводы:

1) белки содержатся в молоке в коллоидном состоянии и образуют с плазмой молока коллоидный раствор;

2) жир присутствует в молоке в форме капель величиной несколько микрометров и образует с жидкой фазой свеженадоенного молока эмульсию, так как он находится в жировых шариках в жидком виде; лишь очень небольшая часть жира находится в коллоидном состоянии.

Жировая эмульсия молока кинетически неустойчива, поскольку плотность молочного жира ниже, чем плотность плазмы (соответственно 0,931×103 кг/ м3 и 1,034×103 кг/м3 при 20 °С). Если даже учесть, что плотность жирового шарика увеличивается на 1-3 % за счет оболочки, то все равно различие между дисперсными частицами и средой по плотности остается значительным. Вследствие этого происходит всплывание жировых шариков с образованием слоя, характеризующегося их повышенной концентрацией (сливки).

При отстаивании сливок скорость всплывания жировых шариков на поверхность определяется по формуле Стокса:

(3)

где V - скорость подъема жирового шарика, м/с;

r - радиус жирового шарика, м;

pпи pж - плотность плазмы и жирового шарика, кг/м3;

m - вязкость молока, Па∙с;

g - ускорение свободного падения, м/с2.

Так как ускорение свободного падения, плотность плазмы молока и молочного жира являются величинами постоянными, из формулы (3) следует, что на скорость отстаивания сливок влияют радиус жировых шариков и вязкость молока.

С уменьшением радиуса жировых шариков и увеличением вязкости молока скорость отстаивания сливок будет уменьшаться. Эти условия и достигаются при проведении процесса гомогенизации.

Среди различных способов термомеханического воздействия на молочные продукты с целью придания их жировым фазам необходимых свойств наиболее эффективным является гомогенизация.

Гомогенизация - это процесс раздробления (диспергирования) жировых шариков в молоке, увеличения дисперсности белковых частиц, стабилизации системы при воздействии на молоко внешних усилий, вызванных перепадом давления.

Гомогенизация молочной эмульсии (молока, сливок и других молочных продуктов) не только обеспечивает повышение дисперсности и седиментационной устойчивости жировой фазы, но и способствует улучшению вкусовых показателей продукта, повышению его усвояемости организмом и более полному использованию содержащихся в нем жира и витаминов. Гомогенизация вызвана интересами улучшения качества продуктов: внешнего вида, вкуса, консистенции - и поисками путей снижения расхода сырья при производстве белковых продуктов.

Начало промышленного применения процесса гомогенизации связано с устранением отстоя сливок в питьевом молоке. Впервые гомогенизацию в молочной промышленности применили в Англии. И в первые дни реализации гомогенизированного молока покупатели устроили бунт, потому что до этого о качестве молока они судили по величине отстоявшихся сливок в бутылке, а в гомогенизированном молоке отстоя не наблюдалось. Необходимость в улучшении качества молочных продуктов, совершенствовании технологических процессов их выработки привела к тому, что процесс гомогенизации ввели практически во все технологические схемы.

Наиболее широко гомогенизацию используют при производстве пастеризованного молока, сливок, кисломолочных напитков, сметаны, мороженого, плавленых сыров, масла коровьего, творога, вырабатываемого на поточных линиях.

Цель гомогенизации - это обеспечение такого распределения шариков жира по размерам, чтобы большинство их имело диаметр, не превышающий определенную, ранее заданную величину (dо), что обеспечит необходимую стабильность жировой фазы в молоке.

Размер и количество жировых шариков в свежем молоке непостоянны и зависят от породы животных, стадии лактации, рационов кормления и других факторов.

В 1 мм молока содержится 1,5-4,0 млрд шариков жира, их средний диаметр равен 2,0-3,5 мкм с колебаниями от 0,5 до 18 мкм. Размеры шариков жира имеют практическое значение, так как определяют степень перехода жира в продукт при производстве сыра, творога и других продуктов. В обычном молоке заметный отстой сливок в результате всплывания наиболее крупных жировых шариков наблюдается уже через 2-3 часа. Молоко становится неоднородным.

При гомогенизации образуются однородные по величине шарики жира, в среднем до 1,0 мкм, что говорит об их уменьшении примерно в 10 раз, при этом скорость всплывания шариков жира уменьшается примерно в 100 раз. На рис. 4 представлены шарики жира под микроскопом в натуральном (а) и гомогенизированном (б) молоке.

Наибольшие трудности при гомогенизации представляет деструкция оболочки, адсорбированной на поверхности жировой сферы. Это становится очевидным рассматривая следующие данные: при осуществлении процесса гомогенизации с давлением 10 МПа необходимо увеличить в каждой тонне молока поверхность раздела фаз на 500 тыс. м2.

В процессе дробления жирового шарика происходит перераспределение его оболочечного вещества. На построение оболочек образовавшихся мелких шариков мобилизуются плазменные белки, а часть фосфатидов переходит с поверхности жировых шариков в плазму молока. Восстановление адсорбционного слоя вокруг новых жировых капель, а также формирование диффузного пограничного слоя происходит самопроизвольно. Этот процесс способствует стабилизациии высокодисперсной жировой эмульсии гомогенизированного молока. Поэтому при высокой дисперсности жировых шариков гомогенизированное молоко, а также сливки практически не отстаиваются

а) б)

а) негомогенизированное молоко; б) гомогенизированное молоко

Рисунок 5 -Жировые шарики под микроскопом

В настоящее время достаточно развитой теории гомогенизации не имеется. Существует целый ряд гипотез, объясняющих механизм дробления жировых шариков. По гипотезе Н.В. Барановского диспергирование жировых шариков происходит в результате резкого изменения скорости молока при входе в клапанную щель. Механизм дробления жировых шариков, схематично представленный на рис. 5, заключается в следующем.

Vo, po - скорость жирового шарика и давление молока в подводящем канале;

V1, p1 - скорость движения и давление в щели клапана; h - высота клапанной щели; d - диаметр подводящего канала в седле клапана

Рисунок 6- Схема диспергирования жирового шарика в клапанной щели гомогенизатора

В гомогенизирующем клапане на границе раздела седла гомогенизатора и клапанной щели имеется порог резкого изменения сечения потока и, следовательно, изменения скорости движения.

При переходе из зоны малых скоростей Vo, равной несколько метров в секунду, в зону высоких скоростей V1, превышающей сотни метров в секунду, происходит деформация жирового шарика: его передняя часть, включаясь в поток, проходящий через гомогенизирующую щель с большой скоростью, вытягивается в нить и дробится на мелкие капельки.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 2

Рассмотрим, какие же факторы в первую очередь влияют на процесс диспергирования в гомогенизаторах клапанного типа. Эффективность гомогенизации зависит прежде всего от скорости потока при входе в гомогенизирующую щель, а следовательно, от давления гомогенизации, величину которого всегда определяет скорость.

С повышением давления усиливается механическое воздействие на продукт, возрастает дисперсность жира, а средний диаметр жировых шариков уменьшается. По данным ВНИКМИ, при давлении 15 МПа средний диаметр жировых шариков составляет 1,43 мкм, эффективность гомогенизации - 74 %, при давлении 20 МПа средний диаметр шариков уменьшается до 0,97 мкм, а эффективность гомогенизации возрастает до 80 %. Наиболее оптимальная величина давления находится в пределах от 10 до 20 МПа. Рекомендуемое давление гомогенизации зависит от вида и состава продукта. С повышением содержания жира и сухих веществ в продукте следует применять более низкое давление гомогенизации. Так, при гомогенизации сливок, особенно с повышенным содержанием жира, формирование новых оболочек шариков идет медленнее, чем в молоке, и часть жира может остаться незащищенной. Для образования новых оболочек необходимо иметь в сливках соотношение СОМО/жир выше 0,6-0,85. В сливках из дестабилизированных шариков выдавливается жидкий жир, с его помощью, а также при участии субмицелл казеина в процессе соударений шариков образуются агрегаты и скопления. Возможно слияние отдельных шариков с образованием вторичных шариков большего диаметра.

Исходя из ранее указанного, в зависимости от массовой доли жира в сливках гомогенизацию проводят при следующих режимах: для сметаны 10, 15 и 20%-й жирности - при давлении 8-12 МПа; 25%-й жирности - при давлении 7-11 МПа; 30%-й жирности - при давлении 7-10 МПа.

Для снижения массовой доли свободного жира в сухом цельном молоке сгущенное молоко, выпускаемое из вакуум-выпарного аппарата, гомогенизируют при температуре сгущенного молока 42-52°С в зависимости от конструкции аппарата и давления:

- на одноступенчатом гомогенизаторе - 10-15 МПа;

- двухступенчатом гомогенизаторе;

- первой ступени - 11,5-12,5 МПа;

- второй ступени - 2,5-3,0 МПа.

Следующим фактором, оказывающим влияние на эффективность процесса гомогенизации, является температура. Интенсивность процесса гомогенизации возрастает с повышением температуры, так как при этом жир переходит полностью в жидкое состояние и уменьшается вязкость продукта. При температурах ниже 50°С отстаивание жира усиливается, снижается термоустойчивость молока в связи с тем, что формируются очень толстые и рыхлые адсорбционные оболочки жировых шариков, способные к сцеплению между собой с образованием скоплений жировых шариков.

Кроме этого, эффективность гомогенизации зависит от состава и свойств продукта (вязкости, плотности, кислотности, содержания жира и сухих веществ). С повышением кислотности молока и молочных продуктов эффективность гомогенизации уменьшается, так как в таком молоке понижается стабильность белков, образуются белковые агломераты, затрудняющие дробление жировых шариков. При повышении вязкости и плотности эффективность также снижается.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 3

В настоящее время мембранные процессы находят широкое применение в молочной промышленности для фракционирования и концентрирования жидких молочных продуктов. Использование мембранных методов в большинстве случаев позволяет по-новому решать вопросы переработки молочного сырья и открывает широкие возможности при разработке новых видов продуктов питания. Мембранные технологии сегодня прочно заняли место в арсенале промышленных технологических процессов и получили статус приоритетных технологий федерального уровня.

Основным преимуществом мембранных процессов, наряду с невысокой энергоемкостью, является возможность разделения сложных многокомпонентных систем, в частности, белково-углеводного сырья, без фазовых превращений отдельных компонентов, возможность ведения технологического процесса при низких температурах, что исключает потерю нативных свойств термолабильных компонентов. Сочетание мембранных процессов открывает неограниченные технологические возможности в получении продуктов с заданными составом и свойствами.

Большой интерес вызывают работы ученых в области сыроделия. Установлено, что применение мембранных процессов позволяет увеличить выход сыров в среднем на 15-20 % и сократить расход сычужного фермента на 75-80 %. Кроме этого, частично решается проблема очистки сточных вод сыродельных заводов.

Важным направлением следует считать применение мембранных процессов для разработки новых видов молочных продуктов. Использование мембранных технологий, в частности, ультрафильтрации, является наиболее приоритетным направлением и в производстве детских молочных продуктов.

Физическая сущность мембранных процессов заключается в следующем (рис. 7). Если два раствора различной концентрации (растворитель один и тот же) разделены между собой полупроницаемой мембраной, то под действием осмотического давления растворитель начинает переходить из раствора с меньшей концентрацией в раствор с большей концентрацией. Движение растворителя будет осуществляться до тех пор, пока не наступит состояние равновесия между возникающим гидростатическим давлением и осмотическим.

Рисунок 7 - Схематическое изображение типичной и мембранной фильтрации

Если же на раствор с большей концентрацией действовать давлением, превышающим по своей величине осмотическое давление, то перенос будет осуществляться в обратном направлении, т.е. растворитель начнет переходить из раствора с большей концентрацией в раствор с меньшей концентрацией. При этом скорость фильтрации растворителя через полупроницаемую мембрану будет зависеть от разности между приложенным и осмотическим давлением. Описанное явление получило название «обратного осмоса».

Осмотическое давление - избыточное давление со стороны раствора, препятствующее проникновению растворителя из менее концентрированного раствора в более концентрированный через разделяющую эти два раствора тонкую перегородку, непроницаемую для растворенных веществ.

Существует около десятка разновидностей мембранных процессов разделения жидкостей. К основным из них относятся ультрафильтрация и обратный осмос, которые нашли широкое применение в молочной промышленности. Как при ультрафильтрации, так и при обратном осмосе жидкость разделяется на два потока, один из которых именуется концентратом (ретенантом), а другой фильтратом (пермеатом). В первом случае - это компоненты раствора, которые задерживаются мембраной, а во втором - те, что проходят через ее поры.

Между ультрафильтрацией и обратным осмосом имеются существенные различия. Ультрафильтрация - это процесс молекулярной фильтрации через мембрану, имеющую настолько мелкие поры, что через них не проходят высокомолекулярные вещества. Например, при ультрафильтрации сыворотки можно получить белковый концентрат, не содержащий или включающий незначительное количество лактозы, солей, кислот и других компонентов. Частным случаем процесса ультрафильтрации является диафильтрация, при которой осуществляется «вымывание» низкомолекулярных компонентов из раствора (лактозы, минеральных солей и т.д.), а концентрация веществ не происходит, а также микрофильтрация, при которой, как и при ультрафильтрации, разделение компонентов протекает под давлением в проточном режиме при скорости жидкости над мембраной 5-7 м/сек.

Микрофильтрация цельного молока позволяет удалять из молока бактерии, при этом над мембраной задерживается одновременно и большая часть жира - до 99,9 % (при размерах пор 0,2 мкм). Содержание бактерий снижается на два порядка. Микрофильтрация обезжиренного молока протекает при значительно большей скорости (500-700 л/м2×ч). При этом удаляется 99,7 % всех бактерий.

Микрофильтрация сыворотки позволяет удалить из нее бактерии, фосфолипиды и казеин. Этот процесс проводят перед ультрафильтрацией с целью получения сывороточно-протеинового концентрата высокого качества. При последующей ультрафильтрации подготовленной таким образом сыворотки в концентрате достигается содержание сухих веществ 22-25 % и белка 19 %. После сушки до влажности 4 % получается высоконцентрированный продукт с массовой долей белка 85 % и жира менее 0,4 %.

Микрофильтрация обезжиренного молока через керамические мембраны с порами 0,2 мкм позволяет выделить казеиновые фракции. При этом в пермеат переходят сывороточные белки, лактоза и минеральные вещества.

Микрофильтрация пахты, например, позволит выделить ценные фосфолипиды молока (лецитин, кефалин и сфингомиелин).

Нанофильтрация - процесс, альтернативный вакуум-дистилляции (удалению из субстрата растворителя) и одновременно частичной деминерализации (удалению вместе с растворителем и некоторой части одновалентных ионов Na+ и К+, Сl–).

Ультрафильтрация используется при производстве творога, где сквашенное молоко пропускается через мембраны с порами 0,2 мкм при температуре 38-50 оС до фактора концентрирования 2,5-2,9 по объему, при этом степень выделения белков составляет 91 %.

Не менее перспективным является направление использования ультрафильтрации в производстве кисломолочных напитков с регулируемым составом и различными функциональными свойствами для питания детей. Это позволяет повысить эффективность производства, улучшить органолептические показатели кисломолочных напитков с повышенным содержанием белка, создавать напитки с заданным составом. При этом необходимо учитывать целесообразность использования в производстве пищевых продуктов полученного ультрафильтрата, являющегося по своему химическому составу ценным сырьем. Ультрафильтрат цельного молока содержит 5,3-5,8 % сухих веществ, 4,2-5,0 % лактозы, 0,15-0,25 % общего белка, 0,012-0,015 % небелкового азота, 0,4-0,6 % золы.

Ультрафильтрацию и обратный осмос относят к баромембранным процессам. Ультрафильтрация - это процесс фильтрации под давлением с помощью полупроницаемых мембран, изготовляемых на основе ацетата целлюлозы и пористых полимерных материалов (полиамида, полисульфона). Для ультрафильтрации применяют мембраны с порами размером 50-100 нм. Такие мембраны задерживают молекулы с размерами большими, чем размеры пор, и пропускают мелкие молекулы. При ультрафильтрации приходится преодолевать осмотическое давление фильтруемого раствора, так как растворитель переносится в направлении, противоположном возрастанию концентрации растворенного вещества, задерживаемого фильтром, поэтому ультрафильтрация проводится под давлением 0,1-0,5 МПа. В молочной промышленности ультрафильтрацию используют для выделения белков из молока или молочной сыворотки. В процессе ультрафильтрации сыворотка под давлением движется между полупроницаемыми мембранами. Часть сыворотки проходит через мембраны (фильтрат), оставляя при этом на фильтре наиболее крупные частицы сывороточные белки. Полученный фильтрат состоит в основном из воды, лактозы, минеральных солей. Другая часть сыворотки (концентрат) проходит между мембранами, унося при этом выделившиеся белки. Таким образом, концентрат включает все сывороточные белки и ту часть воды, лактозы и минеральных солей, которая не прошла через мембраны. Наиболее отработанная теория переноса вещества через ультрафильтрационную мембрану основывается на представлении о том, что задерживание макромолекул и диспергированных частиц при ультрафильтрации происходит тогда, когда их размеры превышают размеры пор в поверхностном слое мембран.

Поток жидкости, проходящий через мембрану, определяется законом Пуазейля:

(14)

где I1 - поток жидкости, проходящей через единицу поверхности мембраны, м3/с;

r - радиус поры, м;

DP - разность давлений по обе стороны мембраны, кг/с2×м;

h - вязкость жидкости, кг/м×с;

w - пористость мембраны, м2;

d - толщина мембраны, м.

Обратный осмос - это фильтрация растворов через полупроницаемые мембраны с порами размером менее 50 нм при давлении 1-10 МПа. При обратном осмосе через мембраны проходит только вода, а все остальные части молочного сырья задерживаются мембраной. Происходит концентрирование молочного сырья. При обратном осмосе происходит разделение истинных растворов при наложении разности давлений. Отличие процесса обратного осмоса от ультрафильтрации заключается в том, что при обратном осмосе используются мембраны с гораздо более мелкими порами, обеспечивающими перенос только растворителя. При разделении такой мембраной двух растворов с разными концентрациями растворенных в них веществ будет наблюдаться самопроизвольный термодинамически обоснованный перенос растворителя от более разбавленного раствора к более концентрированному. Движущей силой обратного осмоса является избыток внешнего давления над осмотическим. На практике для достижения высокой скорости разделения применяют давление, в несколько раз превышающее осмотическое.

Теоретические аспекты переноса растворителя через обратноосмотическую мембрану многообразны и неоднозначны. В современных теориях обратноосмотического переноса учитывается сложный характер взаимодействия молекул растворенного вещества, растворителя и каркаса мембраны. В отличие от ультрафильтрационных мембран, где это взаимодействие играет незначительную роль, в обратноосмотических оно имеет основополагающее значение.

Обратный осмос используют для предварительного подсгущения сыворотки. В этом плане обратный осмос дополняет традиционное вакуум-выпаривание, при этом он значительно экономичнее последнего при концентрировании сыворотки до содержания 28-30 % сухих веществ и позволяет получить концентрат лучшего качества.

Электродиализ - это перенос ионов из одного раствора в другой, который осуществляется через мембрану под действием электрического поля, создаваемого электродами, расположенными по обе стороны мембраны. Электродиализ с использованием ионоселективных мембран сформировался как метод в начале XX века на базе простого диализа. Сочетает в себе такие понятия, как диализ, осмос и электроосмос. Движущей силой диализа является разность концентраций солей в двух частях раствора, разграниченных полупроницаемой мембраной. С учетом того, что соли в растворе диссоциированы на ионы, возникла идея ускорения выравнивания концентраций с помощью наложения на раствор определенным образом ориентированного, постоянного электрического поля. Для снижения концентрации солей в растворах электродиализом предложено использовать высокоселективные мембраны. Электродиализу подвержены только те вещества, которые при растворении диссоциируют на ионы или образуют заряженные комплексы. Электронейтральные вещества, например, лактоза, сахароза, молекулы которых при растворении не несут какого-либо заряда, в электродиализном процессе не участвуют.

Интенсивность переноса ионов через мембрану определяется напряженностью поля, химической природой иона, его размерами, величиной заряда, степенью сольватации, концентрацией сопутствующих ионов, вязкостью обрабатываемой среды и другими факторами.

В молочной промышленности электродиализной обработке подвергают молочную сыворотку с целью ее деминерализации. В молочной сыворотке, кроме белков и лактозы, содержится повышенное количество минеральных солей, что затрудняет ее переработку на продукты питания, особенно для детей.

Достижения в технологии фракционирования и модификации компонентов молока путем ультрафильтрации, электродиализа, обратного осмоса обусловили более широкое применение молочных ингредиентов в различных отраслях промышленности (хлебопекарной, кондитерской, мясной). Применение мембранных процессов в молочной промышленности привело к созданию малоотходного производства, позволяющего повысить эффективность использования сырья на пищевые цели. В результате применения мембранных процессов все сухие вещества молока оказываются полностью переработанными в полноценные продукты питания. Это позволяет увеличить выработку товарной продукции из единицы сырья и снизить ее себестоимость. Продукты ультрафильтрации нашли применение в производстве молочных напитков, сыров и творога.

Широкое распространение ультрафильтрация получила в производстве белковых продуктов (творога, паст) для детского питания. Не менее перспективным является направление использования ультрафильтрации в производстве кисломолочных напитков с регулируемым составом и различными функциональными свойствами для питания детей. Это позволяет повысить эффективность производства, улучшить органолептические показатели кисломолочных напитков с повышенным содержанием белка, создавать напитки с заданным составом.

Успешно применяется ультрафильтрации для концентрации сывороточных белков творожной сыворотки. Сывороточно-белковые концентраты и фильтраты используют при выработке традиционных и новых видов продуктов питания, отличающихся повышенной биологической ценностью, в частности при производстве продуктов диетического, лечебного и детского питания.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 4

В настоящее время для реализации различных технологических процессов с применением мембранных методов разделения имеется достаточно развитая техническая база. Производство мембранного оборудования подразделяется на три основные, относительно самостоятельные области: 1) изготовление мембран, 2) мембранных аппаратов и 3) вспомогательного оборудования.

Полупроницаемая мембрана является главным элементом мембранных аппаратов. Эффективность мембранных процессов находится в непосредственной зависимости от свойств полупроницаемых мембран и присущих им характеристик. Среди многочисленных требований к мембранам важнейшими являются: высокая разделяющая способность, высокая удельная производительность, инертность по отношению к компонентам разделяемой смеси, стабильность свойств во времени и др. Основным фактором, определяющим возможность достижения необходимых характеристик мембраны, является правильный выбор материала для ее получения.

Полупроницаемые мембраны, используемые в молочной промышленности, классифицируют по изменению свойств материалов, из которых изготовлены мембраны, а следовательно, их характеристик под воздействием основных параметров эксплуатации на мембраны первого, второго и третьего поколения.

Мембраны первого поколения - это мембраны, изготовленные из полимеров ацетатцеллюлозы, второго поколения - из ароматических полимеров (полиамида, полисульфона, полиэтилентерефталата и др.) и третьего поколения - из минеральных веществ, металлокерамики и др.

Основными характеристиками полупроницаемых мембран при мембранной обработке молочного сырья являются скорость фильтрации и селективность по жиру, белку и лактозе.

Селективность мембран выражает задерживающую способность мембран по конкретному веществу и рассчитывается по формуле:

(15)

где R - селективность мембран, %;

Со - массовая доля определяемого вещества в исходном сырье, %;

Сф - массовая доля определяемого вещества в фильтрате, %.

Ультрафильтрационные мембраны, используемые для обработки молочного сырья, должны иметь максимально высокую селективность по белку и низкую селективность по лактозе.

Основными факторами, влияющими на свойства мембран при баромембранных процессах, являются давление, температура, величина рН и турбулентность потока.

Вопросы для самостоятельной работы:

1. Назовите показатели качества сепарирования молочных смесей различной жирности.

2. Дайте характеристику молочных продуктов, получаемых в результате сепарирования.

3. Какое назначение имеет гомогенизация в производстве питьевого молока, кисломолочных напитков, сметаны, плавленых сыров?

4. Обоснуйте режимы гомогенизации.

5. Где применяется ультрафильтрация, обратный осмос, электродиализ с целью концентрирования отдельных компонентов молочного сырья и изменения его солевого состава?

6. Приведите примеры новых продуктов из молочного сырья с использованием мембранных методов обработки.

Контрольные вопросы и задания:

1. Охарактеризуйте назначение, закономерности и режимы процесса сепарирования.

2. Назовите факторы, влияющие на процесс сепарирования.

3. Дайте классификацию сепараторов по назначению и характеристику основных продуктов, получаемых в результате сепарирования.

4. Охарактеризуйте показатели качества сепарирования молочных смесей различной жирности.

5. Как влияет гомогенизация на основные компоненты молочного сырья?

6. С какой целью проводится гомогенизация?

7. Назовите факторы, влияющие на эффективность гомогенизации.

8. Назовите условия построения прочной адсорбционной оболочки жировых шариков.

9. Охарактеризуйте назначение, сущность, режимы раздельной гомогенизации.

10. Охарактеризуйте назначение, сущность и характеристику мембранных методов обработки молочного сырья.

11. Назовите основные пути применения мембранных методов обработки в молочной промышленности.

12. Дайте классификацию и характеристику мембран.

13. Назовите теоретические основы мембранных методов обработки.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 5

МОЛОЧНОГО СЫРЬЯ

1 Тепловая обработка молочного сырья

2 Нетрадиционные способы обработки молока

3 Вакуумная обработка молочного сырья

4 Охлаждение и замораживание молока и молочных продуктов

Тепловая обработка молочного сырья

В молочной промышленности используются следующие виды тепловой обработки нагреванием, а именно термизация, пастеризация и стерилизация.

Тепловая обработка молока и других молочных продуктов при температурах ниже точки кипения называется пастеризациейпо имени французского ученого Луи Пастера. В основе бактерицидного действия высоких температур на микробные клетки лежит повреждение рибосом, денатурация ферментных и мембранных белков.

Согласно ГОСТ Р 51917-2002 «Продукты молочные и молокосодержа-щие. Термины и определения»:

термизация молочного сырья - процесс нагрева (термоообработки) при температуре от 60 до 65°Сс выдержкой от 2 до 30 сек.;

пастеризация - это процесс термообработки при температуре выше 67°Сс выдержкой от 2 сек до 30 мин.

Следующим видом тепловой обработки молока является стерилизация. Она проводится в целях получения безопасного в санитарно-гигиеническом отношении продукта и обеспечения его длительного хранения при температурах окружающей среды без изменения качества.

Стерилизация - процесс термоообработки при температурах выше 100°С и выдержках, обеспечивающих получение продукта, отвечающего требованиям промышленной стерильности.

Ультравысокотемпературная обработка (УВТ-обработка) - процесс термообработки перед фасованием при температуре выше 135°Сс выдержкой до 10 сек.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 6

Термизацию широко используют в сыродельной отрасли. При производстве сыров термизации подвергают молоко с повышенной бактериальной обсемененностью, направляемое на созревание. Режимы термизации: температура (65 ± 2)°С, выдержка от 20 до 25 сек.

При хранении молока, в значительной степени обсемененного психротрофными бактериями, происходит накопление продуктов их жизнедеятельности. В этом случае эффект термизации снижается, так как она хотя и уничтожает бактериальные клетки, но не тормозит действия выделяемых ими ферментов, способствующих порче молока.

Термизация не оказывает влияния на продолжительность свертывания молока или качество сырного зерна. Термизация хотя практически и уничтожает все клетки группы кишечных палочек, она все же не обеспечивает достаточно полное уничтожение микрофлоры. В связи с этим ее применяют в комбинации с обязательной последующей пастеризацией молока (после созревания) по оптимальному режиму.

Проведение термизации позволяет продлить сроки хранения молока при температуре от 5 до 6°С до (60±12) часов.

В производстве молочных консервов термизацию проводят с целью повышения термостойкости молока.

Термизацию применяют также в производстве кисломолочных продуктов для увеличения сроков их хранения. В этом случае термизации подвергают уже сквашенные продукты передрасфасовкой.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 7

Пастеризация является обязательной технологической операцией при производстве молочных продуктов.

Цели пастеризации:

1. Уничтожение патогенной микрофлоры, получение продукта, безопасного для потребителя в санитарно-гигиеническом отношении.

2. Снижение общей бактериальной обсемененности, разрушение ферментов сырого молока, вызывающих порчу пастеризованного молока, снижающих его стойкость в хранении.

3. Направленное изменение физико-химических свойств молока для получения заданных свойств готового продукта, в частности, органолептических свойств, вязкости, плотности сгустка и т.д.

Основными критериями надежности пастеризации является режим термической обработки, при котором обеспечивается гибель наиболее стойкого из патогенных микроорганизмов - туберкулезной палочки. Установлено, что разрушение в молоке фермента фосфатазы, происходит после отмирания неспорообразующих патогенных бактерий. Например, при температуре 75°С возбудитель туберкулеза погибает через 10-12 сек, а фосфатаза при этой температуре разрушается только через 23 сек. Отсюда косвенным показателем эффективности пастеризации является разрушение в молоке фермента фосфатазы, имеющего температурный оптимум несколько выше, чем у туберкулезной палочки.

Эффективность пастеризации в процентах выражается отношением количества уничтоженных клеток к содержанию бактериальных клеток в сыром молоке. При правильном ведении процесса пастеризации эффективность достигает 99,99 %.

Режимы пастеризации молока

На предприятиях молочной промышленности применяют следующие режимы пастеризации.

1. Длительная пастеризация осуществляется при температуре 63-65°Сс выдержкой 30 мин (оборудование - ванны длительной пастеризации, танки универсальные). Недостатки: длительный процесс, не убивается вся микрофлора.

2. Кратковременная пастеризация осуществляется при температуре (76±2)°Сс выдержкой 20 сек (оборудование - пластинчатые пастеризационно-охлади-тельные установки). Преимущества: процесс происходит в потоке без доступа воздуха, сохраняются витамины.

3. Моментальная пастеризация осуществляется при температуре 85-87°С без выдержки (оборудование - трубчатые пастеризаторы). Недостаток - отсутствие секции регенерации.

При выборе производственных режимов пастеризации наряду с необходимостью подавления микрофлоры учитывают и особенности технологии того или иного молочного продукта. Так, при изготовлении сычужных сыров температура пастеризации устанавливается в пределах 72-76°С, чтобы не вызвать денатурации и перехода в сырную массу сывороточных белков. При производстве кисломолочных продуктов, наоборот, температуру пастеризации повышают до 95 °C, чтобы оказать тепловое воздействие на белковую систему молока, с целью обеспечения хорошей консистенции кисломолочных продуктов.

Сопротивляемость микроорганизмов тепловой обработке увеличивается при повышении содержания жира и сухих веществ в продуктах (сливки, смесь для мороженого), так как жировые и белковые вещества оказывают защитное действие на микробные клетки. Поэтому для продуктов с повышенным содержанием жира и сухих веществ температура пастеризации должна быть увеличена на 10-15 % по сравнению с температурой пастеризации молока. Повышенная температура при пастеризации сливок, идущих на производство масла, необходима для полного разрушения ферментов (липазы, протеазы и др.), вызывающих порчу масла.

После процесса пастеризации, в результате чего микрофлора в нужной степени инактивирована, молоко чаще всего подвергают охлаждению. Это делается по следующим причинам:

- в молоке одновременно с бактериями при нагреве разрушается естественная антибактериальная система, в связи с этим обостряется потребность в применении искусственных приемов защиты от развития сохранивших свою жизнедеятельность микроорганизмов;

- молоко необходимо предохранить от поражения вторичной микрофлорой, которая с течением времени адаптируется к условиям эксплуатации оборудования для пастеризации и развивается в местах, затрудненных для механизированной мойки и дезинфекции (под резиновыми прокладками);

- молоко необходимо предохранить от опасности размножения в нем патогенных форм микроорганизмов, которые могут попасть в молоко после пастеризации через воздух, руки обслуживающего персонала, плохо промытые части оборудования.

Факторы, влияющие на эффективность пастеризации

Основными факторами, влияющими на эффективность пастеризации являются температура нагревания и время ее воздействия на молоко.

Многочисленными исследованиями установлена зависимость продолжительности выдержки (z) от температуры пастеризации (t).

lnz = 36,84 – 0,48t (16)

Режимы пастеризации, определенные по этому уравнению, гарантируют дезактивациютуберкулезной и кишечной палочки. Зная температуру пастеризации, из этого уравнения определяют время. Данные представлены ниже.

Температура, °C
Время, сек 25,6 9,8 3,7 1,4

Из приведенных данных видно, что достаточно выдержать молоко в течение 3,7 сек при 74 °C, чтобы полностью уничтожить все микроорганизмы в молоке. В промышленности для обеспечения полной гарантии безопасности продукта в микробиологическом отношении время выдержки молока при этой температуре увеличено до 20 сек.

Кроме температуры нагревания и продолжительности ее воздействия на молоко, эффективность пастеризации зависит также от целого ряда второстепенных факторов. Рассмотрим эти факторы.

Степень обсемененности. В процессе пастеризации в молоке сохраняется некоторое количество микроорганизмов, составляющее десятые или сотые доли процентов от их общего количества. В связи с этим в молоке с большей первоначальной обсемененностью после тепловой обработки остается большее количество микроорганизмов, это в основном термофильные расы, развитие которых в пастеризованном молоке также нежелательно.

Возраст бактериальной клетки.Бактериальная клетка в зависимости от возраста проявляет различную чувствительность к действию высоких температур. Молодые клетки, появившиеся в молоке за несколько часов до пастеризации, погибают, быстрее, чем старые клетки. Поэтому длительное хранение нежелательно, даже охлажденного молока.

Механическая загрязненность молока.В частичках механической примеси и слизи находится значительное количество бактерий. Эти частицы прогреваются труднее, поэтому перед пастеризацией молоко необходимо очистить.

Период получения молока. Стойкость микроорганизмов молока к действию высоких температур несколько изменяется в зависимости от условий содержания скота. В молоке, полученном в пастбищный период, после пастеризации остается микроорганизмов в 3-5 раз, меньше чем в молоке, полученном в стойловый период.

Состав продукта.В продуктах с повышенным содержанием жира и сухих веществ, например, сливках, смесях для мороженого, - возрастает сопротивляемость микроорганизмов действию высоких температур. Поэтому в таких продуктах для достижения необходимой эффективности следует повышать температуру на 8-10°С или увеличивать время выдержки.

Кислотность молока и его вспенивание.Пастеризация молока производится при кислотности не выше 22°Т, так как при большей кислотности белки молока при нагревании частично свертываются и на греющей поверхности пастеризатора образуется слой пригара. Этот слой ухудшает теплопроводность через греющую поверхность пастеризатора, что отражается на эффективности пастеризации.

При большом пенообразовании микроорганизмы, находящиеся в пене, не уничтожаются из-за слабого прогрева пены, что также снижает эффективность пастеризации.

Влияние пастеризации на состав, свойства и бактериальную обсемененность молочного сырья.Пастеризация в той или иной мере изменяет физико-химические и биохимические свойства и составные части молока. Чем сильнее эффект тепловой обработки, тем заметнее изменения компонентов молока.

Наиболее существенным изменениям подвергается белковая система, ее структура. Масштаб этих изменений в первую очередь определяется уровнем активной кислотности.

Особенно чувствительны к температурным воздействиям сывороточные белки. При нагревании молока до 100 °C они денатурируют практически полностью. Частично они осаждаются на греющих поверхностях, частично находятся в денатурированном состоянии в молоке. В результате появления сульфгидрильных групп-SН серосодержащих аминокислот молоко приобретает специфический, ореховый привкус.

Казеин также подвержен изменениям при тепловой обработке. Нагревание молока до 100 °C приводит к частичному комплексообразованию казеина и сывороточных белков, а также комплексобразованию междуa-, b-, g-формами казеина, что отражается на способности к кислотному и сычужному свертыванию. Коагуляция казеина из нагретого до 100°С молока повышает степень использования белков молока за счет совместного осаждения казеина и денатурированных сывороточных белков.

Соли молока значительно изменяются при нагревании его до 95°С и особенно при длительном выдерживании при высоких температурах. Фосфорнокислые и лимоннокислые кальциевые соли из растворимого состояния переходят в нерастворимое состояние, что способствует образованию молочного камня на нагревающих стенках теплообменников. Снижается питательная ценность молока и изменяется качественное состояние его солей, что важно учитывать при выработке творога и сыров.

Молочный сахар при нагревании до 100°С практически не изменяется. Более высокая температура и длительная выдержка вызывают разложение молочного сахара, что обуславливает некоторое повышение кислотности молока.

Высокотемпературная обработка с продолжительной выдержкой приводит к изменению цвета, приобретению кремового оттенка и характерного вкуса топленого молока. Это - последствия реакции Майяра, при которой в результате взаимодействия белков молока и лактозы образуются комплексные соединения, получившие название меланоидины. Технология ряженки, топленого молока нацелена на ускорение меланоидинообразования (цвет, вкус). Однакомеланоидины организмом человека не усваиваются, так как они не разрушаются пищеварительными ферментами.

Как же влияет повышение температуры на жировую фазу молока? При незначительном нагреве внутри защитных оболочек начинает плавиться жир, при температуре 61°С становится заметным изменение в белковой части оболочек. Следствием этих изменений является уменьшение отстоя сливок. При повышении температуры до 100 °C возможна деструкция оболочек жировых шариков и, соответственно, появление свободного молочного жира.

Тепловая обработка приводит к изменениям в витаминном составе молока, особенно при высокотемпературной обработке с продолжительной выдержкой. Этому способствует контакт молока с кислородом воздуха. При обычных режимах пастеризации теряется до 12 % витаминов, а при высокотемпературных - до 40%.

Ферменты при нагревании молока до 60°С разрушаются незначительно. Более высокая температурная обработка приводит к уничтожению большинства ферментов (липазы, фосфатазы и пероксидазы).

Микрофлора, которая остается в молоке после пастеризации, называется остаточной. Характер остаточной микрофлоры зависит в первую очередь от режимов пастеризации. Так, микрофлора молока, пастеризованного при 85°С без выдержки, состоит из термоустойчивых молочнокислых палочек и бактериальных спор. При кратковременной и длительной пастеризации в качестве остаточной микрофлоры преобладают термофильные молочнокислые стрептококки и палочки, энтерококки, микрококки, бактериальные споры и бактериофаги.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 8

Известны следующие способы стерилизации: химический, механический, радиоактивный, электрический и тепловой. Наиболее надежным и экономически выгодным является тепловой. Сущность его заключается в тепловой обработке молока в целях уничтожения в нем не только вегетативных форм микроорганизмов, но и их спор, инактивации ферментов при минимальном изменении его вкуса, цвета и питательной ценности.

Способ и режимы тепловой стерилизации молока должны обеспечивать уничтожение в нем бактерий и их спор, инактивацию ферментов при минимальном изменении его вкуса, цвета и питательной ценности. Требуемые для этого температура и продолжительность нагревания находятся в зависимости от количества и вида спорообразующей микрофлоры в молоке.

Производство стерилизованного молока в значительной степени зависит от качества исходного сырья, в частности от его бактериальной обсемененности и термоустойчивости, ибо требуемый режим стерилизации определяется количеством и видом спорообразующей микрофлоры сырого молока, а способность молока выдерживать необходимый высокотемпературный нагрев без коагуляции белков - его термоустойчивостью.

Молоко, пригодное для пастеризации, может оказаться непригодным для стерилизации вследствие образования хлопьев или даже свертывания. Поэтому к качеству молока, предназначенного для стерилизации, предъявляются повышенные требования.

Сливки и обезжиренное молоко, используемые для нормализации, должны быть получены путем сепарирования молока высшего или первого сорта, выдерживающего алкогольную пробу с 75%-м этиловым спиртом. Сливки должны быть кислотностью в плазме не выше 22°Т, с содержанием жира не более 30 %, обезжиренное молоко - кислотностью не выше 19 °Т.

Эффективность стерилизации находится в прямой функциональной зависимости от температуры и продолжительности ее воздействия.

Для теоретического обоснования вероятности максимального уничтожения бактерий при тепловой стерилизации измеряют первоначальную концентрацию (Сн) жизнедеятельных клеток в единице объема предварительно приготовленной микробиологической суспензии. Затем суспензию подвергают тепловой обработке при различных комбинациях температуры и времени выдержки и подсчитывают конечную концентрацию спор (Ск).

Стерилизующий эффект определяется по разности десятичных логарифмов первоначальной и конечной концентрации спор (Ес=log 10 Сн – log 10 Ск) и должен находиться в пределах от 9 до 10. Это означает, например, что эффект стерилизации, равный 9, достигается, когда первоначальное количество спорообразующих бактерий (1000 в 1 см3) уменьшается до 1 на 1 м3.

В молочной промышленности в зависимости от особенностей производства различают периодическую и непрерывную стерилизацию молока и молочных продуктов в таре и в потоке с асептическим розливом.

Периодическая стерилизация в таре может осуществляться одноступенчатым способом - после розлива в тару и ее герметической укупорки при 110-120 °C с выдержкой 15-30 минут. Для одноступенчатой стерилизации в таре служат стерилизаторы периодического действия - автоклавы.

Данный способ стерилизации обеспечивает высокую стойкость продукта при хранении, однако он мало производителен и вызывает физико-химические изменения составных частей молока.

Непрерывная стерилизация при двухступенчатом способе осуществляется следующим образом: первоначально продукт стерилизуют в потоке при 130-150 °C с выдержкой несколько секунд, затем после розлива и герметической укупорки вторично стерилизуют продукт в таре при температуре 110-118 °C в течение 15-20 минут. Двухступенчатый режим стерилизации позволяет инактивировать не только микроорганизмы, имеющиеся в сырье, но и попавшие в продукт при его расфасовке. Готовый продукт можно хранить и употреблять в течение года.

В настоящее время применяют системы прямого и косвенного нагрева. Прямая подача пара применяется реже из-за большихэнергозатрат при удалении конденсата. Качество продукта, стерилизованного пароконтактным способом, во многом зависит от качества пара, используемого для нагрева продукта. Он должен быть сухим, насыщенным, без посторонних примесей и запахов. Однако имеется преимущество прямого нагрева - практически мгновенное нагревание всей массы продукта, что позволяет использовать молоко более низкой термоустойчивости. Кроме этого, мгновенное тепловое воздействие вызывает наименьшие физико-химические изменения составных частей молока.

Для стерилизации продукта способом косвенного нагрева используют трубчатые, пластинчатые и для вязких продуктов скребковые теплообменники, которые характеризуются надежностью в работе, простотой обслуживания, высокой степенью использования тепла. Основная трудность, возникающая при использовании косвенных систем, особенно с пластинчатыми теплообменниками, заключается в пригарообразовании. Степень разрушения компонентов молока при стерилизации различна и зависит от режима стерилизации.

При стерилизации молока в таре изменения составных частей молока выражены особенно резко, что значительно снижает его биологическую ценность.

Однако обычные режимы стерилизации являются более жесткими по сравнению с режимами пастеризации. Высокие температуры нагревания молока и особенно продолжительное действие этих температур, когда оно стерилизуется в таре, вызывают в нем реакции, в результате которых молоко приобретает коричневый оттенок и ярко выраженный кипяченый привкус.

При нагревании молока до температур стерилизации происходит изменение свойств и структуры белка. Эти изменения определяют одну из специфических особенностей молока, которую принято называть термостабильностью. При стерилизации изменение белка проявляется в наиболее выраженной форме, чем при пастеризации, и зависит от режима стерилизации. Наибольшим изменениям при стерилизации подвержены сывороточные белки. Денатурация сывороточных белков при стерилизации молока при обычных режимах выше, чем при пастеризации; к действию тепла более чувствительным является b-лактоглобулин, чем a-лактоальбумин. При повышенной кислотности молока процессы денатурации и образования осадка интенсифицируются.

При стерилизации очень сильно разрушаются витамины. Стерилизация в таре сопровождается разрушением как жирорастворимых, так и водорастворимых витаминов.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 9

(УВТ-обработка)

Наиболее прогрессивной является стерилизация продукта в потоке при ультравысокотемпературном режиме 135-150 °C с выдержкой несколько секунд с последующим фасованиемпродукта в асептических условиях в стерильную тару. Подогрев осуществляется паром, косвенным нагревом или в результате прямого теплообмена.

При ультравысокотемпературной стерилизации в меньшей степени разрушаются компоненты молока. Если молоко стерилизуется в потоке при УВТ-режиме, цвет его не изменяется или делается несколько белее (происходит денатурация сывороточных белков и снижение интенсивности реакции Майяра).

Вкус молока, подвергнутого стерилизации при УВТ-обработка формируется под влиянием как тепловой обработки, так и продолжительности хранения. В отличие от стерилизованного в таре молока молоко, обработанное при УВТ-режиме, не обладает резко выраженным привкусом кипяченого молока. Однако в небольшой степени этот привкус все же появляется, но в период хранения он исчезает (при температуре хранения 10°С он исчезает в течение 72 часов).

УВТ-обработка не оказывает значительного влияния на липиды, минеральные соли, углеводы. Часть растворимых солей кальция и магния переходит в коллоидное состояние, может произойти потеря ненасыщенных жирных кислот в триглицеридах, содержание линоленовой кислоты не изменяется.Наибольшим изменениям при тепловой обработке подвергаются сывороточные белки, так как они являются термолабильной фракцией белковых веществ.

УВТ-обработка молока вызывает изменения казеина, в частности в размере и составе мицелл казеина. Однако установлено, что эти изменения не влияют на питательную ценность белков молока.

Одним из показателей биологической ценности продукта является его витаминный состав.

УВТ-обработка молока в потоке вызывает менее значительные потери витаминов: А - 10 %, В2- менее 10 %, В6- 7-14 %, В12- 15 %, С - 15 %.

Сравнивая режимы УВТ-обработки с обычными режимами стерилизации, можно сделать вывод, что отдельные компоненты молока при УВТ-режимах разрушаются меньше, следовательно, биологическая ценность молока, стерилизованного при УВТ-режимах выше, чем молока, стерилизованного в таре. Стерилизованное молоко, полученное УВТ-обработкой с асептическим розливом, приближается по своим свойствам к пастеризованному молоку, но обладает значительно большим сроком хранения.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 10

В целях многократного повышения интенсивности теплообменных процессов разработан ряд технологических процессов и оборудования для обработки молока с целью снижения его бактериальной обсемененности с использованием таких нетрадиционных источников энергии, как переменное электромагнитное поле сверхвысокой частоты (микроволны), электроннолучевая плазма (пиковолны) и сильные импульсные магнитные поля.

Практическое освоение новых технологий позволит осуществить способ «мгновенной» пастеризации, ускоряющей процесс в 50-100 раз по сравнению с традиционными технологиями при одновременном сохранении на высоком уровне биологической и пищевой ценности продукта. С внедрением этих технологий на предприятии будут кардинально решены вопросы производственной санитарии, гигиены и экологической безопасности.

Рассмотрим один из нетрадиционных методов подвода теплоты, реализующий бесконтактную передачу энергии от источника к обрабатываемому продукту инфракрасный нагрев (ИК-нагрев).

В результате взаимодействия электромагнитного поля, создаваемого ИК-источником, с обрабатываемым молоком во всем объеме последнего обеспечивается равномерное повышение температуры до заданного значения.

Использование электропастеризатора с ИК-нагревом обеспечивает бактерицидное действие, незначительно превышающее то, которое наблюдается при традиционных способах пастеризации.

Пищевая ценность молока, обусловленная состоянием белковой и жировой фракций, минеральным составом, соотношением кальция и фосфора, после ИК-обработки при температурах до 80 °С не меняется, а в диапазоне температур 80-92 ºС снижается незначительно, но остается более высокой, чем при традиционных способах пастеризации.

Молоко после ИК-облучения приобретает специфический фактор, угнетающий развитие микрофлоры, как остаточной (после пастеризации), так и внесенной с заквасками. Это обуславливает увеличение сроков хранения молока, пастеризованного в электропастеризаторе с ИК-нагревом. Однако при использовании такого молока для выработки кисломолочных напитков, кефира и творога на 1-3 часа удлиняется производительный цикл.

Из молока, прошедшего ИК-обработку при высоких температурах (например, при 92 °С), возможно производство творога и сыра хорошего качества, что затруднительно в случаях высокотемпературной пастеризации на традиционном оборудовании, когда получается творог и сыр с повышенным содержанием влаги и очень мажущейся консистенции. Иными словами, ИК-обработка молока позволяет получать молочные продукты с новыми свойствами.

Основные преимущества установок ИК-электронагрева (по сравнению с традиционными):

- обезвреживание возбудителей бруцеллеза и туберкулеза в молоке происходит в потоке при более низких температурах, чем в традиционных установках;

- для работы установки не требуется паровой котел, насос для горячей воды, выдерживатель;

- удельный расход энергии на обеззараживание 1 т молока в 2-4 раза меньше, чем в традиционных;

- металлоемкость снижается более чем на 50 %;

- рабочая площадь под установку сокращается в 1,5-2 раза;

- качество молока по технологическим показателям и пищевой ценности превосходит молоко, обработанное в традиционных установках.

Из других видов обработки молока находит широкое применение микроволновая обработка (МВ). Диапазон волн, применяемый при обработке пищевых продуктов, - от 915 до 2 450 МГц. Микроволны не разрушают химических связей и не являются причинами молекулярных изменений. У молока, подвергнутого МВ-обработке, количество бактерий приблизительно одинаково, что и у традиционно пастеризованного молока, а общее бактериальное число меньше на 5 порядков. Для повсеместного применения данного способа обработки молока предстоит изучить молекулярные изменения в аминокислотах и других компонентах молока с целью проверки питательной ценности и безопасности продуктов МВ-обработки.

Ионизирующая обработка используется во многих странах. Этот вид обработки весьма эффективен относительно таких бактерий, как сальмонелла, листерия. Иррадиация продуктов со средней допустимой дозой до 10 кГр безопасна и не составляет питательных и микробиологических проблем.

Молоко и молочные продукты очень чувствительны к воздействию иррадиации. При дозах около 5 кГр происходит окисление жирных кислот. Воздействие ионизации на углеводы вызывает менее значительную их модификацию, чем при тепловой обработке. Из витаминов наиболее чувствительными являются витамины А и Е, менее - витамин С.

Этот способ по сравнению с термической обработкой менее энергоемкий. Он применяется для продуктов в герметической упаковке.

Гибель бактерий в молоке и молочных продуктах происходит и при воздействии на них некоторых физических факторов. В частности, к ним относится ультрафиолетовое облучение. Кванты ультрафиолетовой части спектра обладают достаточно высокой энергией (порядка 12 эв) и поэтому могут изменить характер биохимических превращений в клетках микроорганизмов, вызывая их инактивацию. Повреждение ДНК служит основной причиной ингибирования бактерий под действием ультрафиолетового облучения. Воздействие УФ-лучами используют в молочной промышленности для пастеризации молока и подавления воздушно-взвешенных вегетативных и споровых форм в атмосфере помещений с повышенным санитарно-гигиеническим режимом (отделение приготовления производственных заквасок, камера созревания сыров, участки фасования и асептического розлива молока).

Все рассмотренные способы обеззараживания молока требуют дополнительных исследований, и в России пока не нашли широкого распространения.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 11

Наличие в молоке или сливках газов, особенно кислорода, а также летучих веществ может оказать влияние на технологические процессы производства молочных продуктов и могут способствовать изменению их органолептических показателей, а именно появлению нежелательных вкуса и запаха.

Кислород, присутствующий в молоке, при хранении способствует окислению жировой фракции и разрушению витаминов.

Ароматические вещества, обуславливающие дефекты вкуса и запаха, как правило, имеют низкую температуру кипения и могут быть достаточно полно удалены в процессе вакуумной дезодорации и деаэрации.

Рассмотрим основные понятия: аэрация, деаэрация и дезодорация.

Аэрация - продувание воздуха через нагретый слой сливок (молока), посредством «проветривания» при стекании горячих сливок (молока) по открытой поверхности. Этот метод способствует удалению (или ослаблению) из них посторонних запахов и привкусов. Однако после появления современного оборудования (дезодораторов и вакреаторов) он применяется весьма редко.

Деаэрация (дегазация) - удаление из жидкости растворенных в ней газов (кислорода, углекислоты и др.).

Дезодорация - процесс удаления из жидкости посторонних запахов, вкусов и газов.

Для улучшения органолептических показателей молока и сливок одновременно с процессом пастеризации проводится дезодорация и деаэрация. Сущность процесса дезодорации заключается в паровой дистилляции из молочного сырья пахнущих веществ, образующих с водяным паром азеотропные смеси, кипящие ниже температуры кипения воды. При разрежении 0,04-0,06 МПа молоко или сливки вскипают при температуре 65-70 °С. Режимы дезодорации устанавливают в зависимости от качества сырья, массовой доли жира, вида вырабатываемого продукта.

При необходимости более полного удаления из сливок или молока нежелательных пахнущих веществ - летучих (в случае использования исходного сырья пониженного качества) интенсифицируют процесс парообразования посредством повышения температуры нагревания либо снижением остаточного давления в системе. Для осенне-зимнего периода года применяют температуру 92-95 °С при разрежении 0,02-0,04 МПа, для весенне-летнего - 0,01-0,03 МПа.

Вакуумная дезодорация молока и сливок позволяет существенно повысить качество продукции. Удаление нежелательных кормовых запахов, снижение кислотности продуктов, повышение стойкости при хранении, улучшение вкусовых показателей - вот те преимущества, которые дает вакуумная обработка.

При пастеризации молока, предварительно прошедшего дезодорацию, на теплообменных поверхностях пастеризатора образуется гораздо меньшее количество осадков и пригара, благодаря чему увеличивается продолжительность рабочего цикла теплообменника между мойками.

Для удаления из жидких продуктов (молока, сливок и др.) посторонних запахов, вкусов и газов применяются аппараты дезодораторы, для удаления только газовой фракции с сохранением вкусовой аромы продукта - деаэраторы (дегазаторы).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 12

Известно, что стойкость молока и молочных продуктов в основном зависит от температуры, при которой оно хранится, так как в определенных пределах температуры микроорганизмы развиваются тем быстрее, чем выше температура.

Охлаждение сырого молока способствует увеличению продолжительности бактерицидной фазы.

На основании многочисленных данных можно сказать, что качество молока не ухудшается при температуре ниже 6,1 °С, температура выше 12,7 °С - это та критическая точка, выше которой порча молока происходит со все возрастающей скоростью по мере повышения температуры.

По окончании бактерицидной фазы в молоке при высокой температуре хранения (13-15 °С) начинается быстрое размножение разнообразной микрофлоры. При этом в нем могут накапливаться бактериальные токсины, вызывающие сильные пищевые отравления, появляются окисленный и прогорклый привкусы, повышается титруемая кислотность, и молоко свертывается. Поэтому температура 6-10 °С является предельной для кратковременного (не более 1-х суток) хранения сырого молока. При необходимости более длительного хранения (2-5 суток) молоко охлаждают до температуры 2-5 °С. При этой температуре содержание сухих веществ, жира и белка в процессе хранения не изменяется. Однако длительное его хранение, особенно после предварительной обработки (центробежной очистки, перекачивания насосами и т.д.), может влиять на физико-химические, органолептические и технологические свойства молока.

При охлаждении молока жир переходит из жидкого состояния в твердое, в результате чего повышается его вязкость и плотность. Вследствие кристаллизации высокоплавких триглицеридов жировых шариков изменяются состав и свойства их защитных белковых оболочек. Кроме этого, механические воздействия могут привести к повреждению оболочек и повышению степени дестабилизации жировой фазы, и поэтому в таком молоке активнее происходят липолиз и окисление липидов. При длительном низкотемпературном хранении молока уменьшается средний диаметр казеиновых мицелл, увеличивается содержание γ-казеина. Молоко медленнее свертывается сычужным ферментом, снижается интенсивность синерезиса.

В процессе хранения в плазме молока повышается количество ионов кальция, что приводит к снижению термоустойчивости молока.

Важно помнить, что холод убивает бактерий не так, как это делает тепло. Хранение молока при 0 °С не оказывает значительного разрушающего влияния на бактерии: действие этой температуры в основном проявляется в сдерживании их развития и обмена веществ или химической активности.

Однако медленное уничтожение бактерий при низких температурах все же происходит, причем скорость его различна в зависимости от вида микроорганизма и конкретных условий. Существует мнение, что убивает бактерии не холод, а связанное с ним механическое воздействие в процессе кристаллизации.

Молоко после пастеризации должно быть как можно быстро охлаждено. Установлено, что температура охлаждения для молока и молочных продуктов должна быть от 2 до 6 °С.

Замораживание молока и молочных продуктов имеет большое практическое значение, так как упрощает транспортировку, дает возможность продолжительного хранения молока и молочных продуктов. В последнее время большим успехом на рынке молочных продуктов пользуются замороженные десерты - это и мороженое, и йогурты, и суфле и др. продукты. Много внимания уделяется замораживанию творога и творожных продуктов, в частности, глазированных сырков.

Наша задача - рассмотреть изменения молока при замораживании, так как молоко является сложным раствором, в котором находятся и коллоидальные частицы, и стабилизирующие его вещества. К стабилизирующим веществам можно отнести не только электролиты - неорганические и органические соли, но и молочный сахар.

В молоке при замораживании могут иметь место следующие изменения: изменения молока как коллоидального раствора, которые проявляются как в изменении свойств молока в целом, так и изменения, касающиеся различного распределения составных частей молока в замерзшей массе.

При замораживании молока в отдельных его участках увеличивается концентрация всех его составных частей как стабилизирующих коллоиды, так и стимулирующих их коагуляцию.

Характер изменений состава молока при замораживании может быть изложен в следующих положениях.

1. Молоко при замораживании охлаждается снаружи внутрь, и в связи с этим наружные слои замерзшего куска - наиболее бедны составными частями молока, внутренние - наиболее богаты. Исключение составляет жир, который, успевая при медленном охлаждении и спокойном состоянии молока подняться вверх, концентрируется в верхнем слое.

2. Все составные части молока, за исключением жира, увеличивают свою концентрацию снаружи внутрь приблизительно в одинаковой степени пропорционально их начальной концентрации, так что увеличивается только их количественное содержание, соотношения составных частей друг к другу изменяются сравнительно мало.

3. Параллельно с изменениями химического состава отдельных слоев изменяются также физические свойства этих слоев молока: плотность, вязкость, кислотность, электропроводность и др. Концентрация ионов водорода во всех частях замороженного куска молока остается почти одинаковой, что объясняется большой буферной емкостью молока.

4. В гомогенизированном молоке жир распределяется почти так же, как и остальные части молока.

Кроме этого, при замораживании происходят различные изменения в самих составных частях молока, нежелательные с точки зрения технологических свойств молока.

К таким изменениям, в первую очередь, относятся дестабилизация жировых шариков, изменение дисперсности, окисление, липолиз. Все это приводит к потерям жира, изменению качества молочных продуктов, снижению сроков хранения высокожирных продуктов.

Однако следует отметить, что данные изменения состава и свойств молока при замораживании зависят от температуры и скорости замораживания.

Молоко замерзает при температуре ниже минус 0,54 °С. В интервале от минус 0,54 до минус 3,5 °С в лед превращается основная часть (80-85 %) воды, процесс льдообразования практически заканчивается при температуре минус 30 °С.

Замораживание используется в производстве мороженого, являясь основным процессом, определяющим структуру и консистенцию готового продукта. Замораживание проводят в две стадии: 1) частичное замораживание влаги (45-55 % всего количества) с одновременным взбиванием смеси во фризере и 2) окончательное превращение в лед оставшейся влаги во время закалки.

В некоторых случаях используют замораживание сливок, например, если предприятие имеет возможность заморозить летние сливки и хранить их в замороженном состоянии от 6-ти до 9-ти месяцев с целью использования их в зимний период для выработки масла, сметаны или других молочных продуктов.

Сущность процесса замораживания сливок основана на явлении фазового изменения (перехода водной фазы в лед). При этом так же, как и в молоке, затормаживается или полностью прекращается развитие микроорганизмов, содержащихся в сливках, прекращаются процессы окислительной порчи, снижается действие большинства ферментов. В результате повышается сохраняемость качества сливок.

Эффективность использования летних замороженных сливок для выработки сливочного масла в осенне-зимний период заключается в улучшении консистенции пищевой ценности «зимнего» масла, сглаживанию сезонности производства.

Существует четыре способа замораживания сливок: в блоках на воздухе при температуре минус 25 °С; в виде пластин толщиной 50 мм в контактных пластинчатых аппаратах; на металлических охлаждаемых барабанах при толщине замораживаемого слоя сливок 1,2-1,5 мм, который соскребается в виде стружки; в виде мелкодисперсных частиц в среде азота.

Массовая доля жира в сливках, используемых для замораживания и резервирования - от 45 до 80 %. Режимы хранения замороженных сливок: температура - от минус 10 до минус 20 °С, продолжительность хранения - до 9 месяцев.

Вопросы для самостоятельной работы:

1. Как влияет охлаждение и замораживание на состав и свойства молочного сырья?

2. Где применяются процессы охлаждения и замораживания в производстве молочных продуктов?

3. Назовите нетрадиционные способы инактивации микрофлоры молока (ионизирующее излучение, микрофильтрация, микроволновая обработка, ультрафиолетовое излучение, озонирование, химическая стерилизация и т.д.).

Контрольные вопросы:

1. Охарактеризуйте назначение, сущность, режимы термизации, пастеризации, УВТ-обработки и стерилизации.

2. Как влияют режимы тепловой обработки на состав и свойства молочного сырья?

3. Охарактеризуйте назначение, сущность, режимы процессов деаэрации и дезодорации молочного сырья.

4. С какой целью применяют дезодарацию и деаэрацию в молочной промышленности?

5. Охарактеризуйте назначение процессов охлаждения и замораживания в производстве молочных продуктов.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 13

1 Классификация упаковки и тары

2 Выбор упаковки и тары

Классификация упаковки и тары

Важным элементом в системе формирования рыночных параметров товара является упаковка. Большинство товаров, чтобы дойти до потребителя, транспортируются, складируются. В этих случаях товары в соответствии с пра­вилами их поставки и потребления упаковываются. Упаковка выступает визит­ной карточкой, передаваемой производителем или торговой организацией по­требителю.

Упаковкой называют тару или оболочку товара. Она служит для сохранности продукта, удобства обращения с продуктом и его транспортировки, а также выполняет такие важные маркетинговые функции, как привлечение вни­мания потребителей, идентификация товара, реклама и информационное опове­щение, формирование имиджа.

Упаковка играет решающую роль в сохранении потребительских качеств молочной продукции. К ней предъявляются многочисленные требования:

- соответствие санитарным и гигиеническим нормам безопасности;

- технологичность в изготовлении и использовании;

- экономичность;

- прочность;

- привлекательность и удобство для потребителя;

- экологичность;

- возможность утилизации и др.

В связи с большим разнообразием типов и видов тары ее классифицируют по следующим признакам:

- по назначению:потребительская, производственная и транспортная;

- признаку отношения к механическим воздействиям:жесткая, полужесткая и мягкая;

- кратности использования: разовая и многооборотная (возвратная и инвентарная);

- виду материала, из которого она изготовлена: деревянная, металлическая, картонная, стеклянная, бумажная, тканевая, полиэтиленовая, комбинированная.

При выборе оптимальных решений по упаковочным системам необходимо учитывать не только технические, но и экономические и экологические целевые критерии.

Выбор упаковки и тары

При выборе первичной упаковки для определенного вида продукта необходимо рассмотреть четыре основных вопроса: каковы функции упаковки; каковы преимущества и недостатки каждой анализируемой упаковки; какой тип упаковки наиболее пригоден для достижения поставленной цели; какова окончательная стоимость выбранной упаковки? Для удобства молоко и жидкие молочные продукты должны разливаться в одноразовую тару, обеспечивающую длительный срок хранения, быть удобной в применении.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 14

Стеклянные бутылки (баночки) емкостью 0,2, 0,5, 1,0 л применяются для расфасовки молока, диетических кисломолочных напитков и сметаны.

Важнейшим преимуществом стекла является его гигиеничность. Из стекла не переходят в пищевой продукт вредные вещества, оно не придает продуктам питания постороннего запаха и вкуса. Основными недостатками стекла являются его большая плотность и хрупкость, что приводит к увеличению транспортных расходов при перевозках и потерям пищевых продуктов. Вследствие этого цены на готовую продукцию, расфасованную в стеклянную тару, существенно увеличиваются. В настоящее время ведутся работы по уменьшению массы стеклотары и улучшению ее механических свойств за счет обработки поверхности различными веществами, нанесением покрытий на основе полимеров. Кроме того, относительно высокая стоимость стеклянной тары предполагает организацию системы ее многократного использования.

В настоящее время в зарубежных странах резко увеличивается выпуск молочной продукции, расфасованной в стеклянную тару. Одним из новых направлений в повышении конкурентноспособности стеклянных бутылок является их окрашивание в различные цвета, сокращение их массы при одновременном повышении прочности. К числу факторов, определяющих преимущества такой тары, относятся отсутствие затрат на сбор, возврат, мойку, содержание складских помещений для промежуточного хранения, незначительная собственная масса.

Несмотря на это, стеклянные бутылки уступают свои позиции другим видам тары. В России в настоящее время отдается предпочтение таре из полимерных и комбинированных материалов.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 15

Полимерная тара различных форм и размеров широко применяется для упаковывания молочных продуктов. Широкое распространение полимеры получили благодаря ряду достоинств, которыми не обладают традиционные виды упаковки: небольшая масса(что снижает транспортные расходы на перевозку упакованной продукции и стоимость самой тары); высокая прочность; возможность придания упаковке любой геометрической формы, а также нанесения любой типографской печати вместо этикирования.

Наиболее распространенные полимерные материалы для производ-ства упаковок: поливинилхлорид, полиэтилен, полиэтилентерифтолат, полистирол, полиэфир.

К настоящему времени большую популярность приобрели пластиковые бутылки. В них можно разливать жидкие молочные продукты широкого ассортимента. Эта упаковка экономичнее картонной. Для производства бутылок используется недорогое и недефицитное отечественное сырье. Таким образом, исключается зависимость от поставщиков сырья или самой упаковки. Производятся бутылки по безотходной технологии, соответствующей всем экологическим требованиям. Эта небьющаяся упаковка идеально подходит для продуктов детского и диетического питания. Она надежна при транспортировке продукции на дальние расстояния. В крупных магазинах яркая, красочная бутылка выделяется среди разнообразия молочной упаковки и легко распознается покупателем.

Основные преимущества, обеспечивающие успех пластиковой бутылке на рынке жидких молочных продуктов:

- низкая стоимость материала (тары);

- независимость от поставщиков материала;

- легкая смена формы бутылки;

- легкая смена внешнего дизайна (этикетки бутылки);

- колпачок, обеспечивающий неоднократность использования («открыл-закрыл»);

- традиционный привычный внешний вид бутылки;

- 100%-я переработка отходов.

Для молочных продуктов пастообразной консистенции широко используют потребительскую тару, получаемую из листовых рулонных экструзионных или соэкструзионных материалов на основе полистирола, полипропилена. Намечена тенденция оснащения предприятий оборудованием для расфасовки в евростаканчики с герметичной укупоркой крышками. Все большее применение находят пакеты из пластика. Такие ураковки могут иметь устойчивую форму или типовую форму подушки.

Новое поколение пленочных материалов, обладающих повышенными физико-механическими свойствами и санитарно-гигиеническими характеристиками, обеспечивающих качественное формирование сварных швов, является самым дешевым видом упаковки.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

studopedia.ru

гомогенизация - это... Что такое гомогенизация?

  • гомогенизация — гомогенизация …   Орфографический словарь-справочник

  • ГОМОГЕНИЗАЦИЯ — ГОМОГЕНИЗАЦИЯ, процесс уменьшения неоднородности смесей, состоящих из твердых веществ в ТЕКУЧЕЙ СРЕДЕ (жидкостях или газах) путем измельчения и равномерного перераспределения их по объему. Например, при помощи гомогенизации, жир в молоке может… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • гомогенизация — сущ., кол во синонимов: 1 • гомогенизирование (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • ГОМОГЕНИЗАЦИЯ — процесс перехода гетерогенных систем в гомогенные, т. е. в системы, состоящие из одной фазы, внутри которых нет поверхностей раздела, по которым соприкасаются части системы, отличающиеся друг от друга по составу и (или) по физ. свойствам.… …   Геологическая энциклопедия

  • гомогенизация — Создание однородной структуры или состава во всём объёме материала [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Тематики строительство в целом EN homogenization DE Homogenisieren FR homogénéisation …   Справочник технического переводчика

  • гомогенизация — – совокупность методов и процессов придания однородности системы. Словарь по аналитической химии [3] …   Химические термины

  • Гомогенизация — – создание однородной структуры или однородного химического состава смесей. [Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ им. А. А. Гвоздева, Москва, 2007 г. 110 стр.] Рубрика термина: Общие термины,… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • Гомогенизация — 41. Гомогенизация Операция, целью которой является снижение степени неоднородности продукции Источник: ГОСТ 15895 77: Статистические методы управления качеством продукции. Термины и определения …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Гомогенизация — (от греч. ὁμογενής однородный) создание устойчивой во времени однородной (гомогенной) структуры в двух или многофазной системе путём ликвидации концентрационных микронеоднородностей, образующихся при смешивании взаимно нерастворимых веществ (вода …   Википедия

  • Гомогенизация — Homogenenizing Гомогенизация. Термооб работка металлического объекта, выдерживаемого при высокой температуре таким образом, чтобы посредством диффузии устранять или уменьшить химическую сегрегацию. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под… …   Словарь металлургических терминов

dic.academic.ru

ГОМОГЕНИЗАЦИЯ - это... Что такое ГОМОГЕНИЗАЦИЯ?

  • гомогенизация — гомогенизация …   Орфографический словарь-справочник

  • ГОМОГЕНИЗАЦИЯ — ГОМОГЕНИЗАЦИЯ, процесс уменьшения неоднородности смесей, состоящих из твердых веществ в ТЕКУЧЕЙ СРЕДЕ (жидкостях или газах) путем измельчения и равномерного перераспределения их по объему. Например, при помощи гомогенизации, жир в молоке может… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • гомогенизация — сущ., кол во синонимов: 1 • гомогенизирование (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • ГОМОГЕНИЗАЦИЯ — процесс перехода гетерогенных систем в гомогенные, т. е. в системы, состоящие из одной фазы, внутри которых нет поверхностей раздела, по которым соприкасаются части системы, отличающиеся друг от друга по составу и (или) по физ. свойствам.… …   Геологическая энциклопедия

  • гомогенизация — Создание однородной структуры или состава во всём объёме материала [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Тематики строительство в целом EN homogenization DE Homogenisieren FR homogénéisation …   Справочник технического переводчика

  • гомогенизация — – совокупность методов и процессов придания однородности системы. Словарь по аналитической химии [3] …   Химические термины

  • Гомогенизация — – создание однородной структуры или однородного химического состава смесей. [Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ им. А. А. Гвоздева, Москва, 2007 г. 110 стр.] Рубрика термина: Общие термины,… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • Гомогенизация — 41. Гомогенизация Операция, целью которой является снижение степени неоднородности продукции Источник: ГОСТ 15895 77: Статистические методы управления качеством продукции. Термины и определения …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Гомогенизация — (от греч. ὁμογενής однородный) создание устойчивой во времени однородной (гомогенной) структуры в двух или многофазной системе путём ликвидации концентрационных микронеоднородностей, образующихся при смешивании взаимно нерастворимых веществ (вода …   Википедия

  • гомогенизация — ( (гр. homogenes однородный) 1) процесс получения однородного строения или состава металлов, сплавов, растворов и т. д. путем механического, температурного или хим. воздействия; 2) изготовление эмульсий высокой степени дисперсности. Новый словарь …   Словарь иностранных слов русского языка

  • Гомогенизация — Homogenenizing Гомогенизация. Термооб работка металлического объекта, выдерживаемого при высокой температуре таким образом, чтобы посредством диффузии устранять или уменьшить химическую сегрегацию. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под… …   Словарь металлургических терминов

dic.academic.ru

гомогенизация - это... Что такое гомогенизация?

  • ГОМОГЕНИЗАЦИЯ — ГОМОГЕНИЗАЦИЯ, процесс уменьшения неоднородности смесей, состоящих из твердых веществ в ТЕКУЧЕЙ СРЕДЕ (жидкостях или газах) путем измельчения и равномерного перераспределения их по объему. Например, при помощи гомогенизации, жир в молоке может… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • гомогенизация — сущ., кол во синонимов: 1 • гомогенизирование (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • ГОМОГЕНИЗАЦИЯ — процесс перехода гетерогенных систем в гомогенные, т. е. в системы, состоящие из одной фазы, внутри которых нет поверхностей раздела, по которым соприкасаются части системы, отличающиеся друг от друга по составу и (или) по физ. свойствам.… …   Геологическая энциклопедия

  • гомогенизация — Создание однородной структуры или состава во всём объёме материала [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Тематики строительство в целом EN homogenization DE Homogenisieren FR homogénéisation …   Справочник технического переводчика

  • гомогенизация — – совокупность методов и процессов придания однородности системы. Словарь по аналитической химии [3] …   Химические термины

  • Гомогенизация — – создание однородной структуры или однородного химического состава смесей. [Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ им. А. А. Гвоздева, Москва, 2007 г. 110 стр.] Рубрика термина: Общие термины,… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • Гомогенизация — 41. Гомогенизация Операция, целью которой является снижение степени неоднородности продукции Источник: ГОСТ 15895 77: Статистические методы управления качеством продукции. Термины и определения …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Гомогенизация — (от греч. ὁμογενής однородный) создание устойчивой во времени однородной (гомогенной) структуры в двух или многофазной системе путём ликвидации концентрационных микронеоднородностей, образующихся при смешивании взаимно нерастворимых веществ (вода …   Википедия

  • гомогенизация — ( (гр. homogenes однородный) 1) процесс получения однородного строения или состава металлов, сплавов, растворов и т. д. путем механического, температурного или хим. воздействия; 2) изготовление эмульсий высокой степени дисперсности. Новый словарь …   Словарь иностранных слов русского языка

  • Гомогенизация — Homogenenizing Гомогенизация. Термооб работка металлического объекта, выдерживаемого при высокой температуре таким образом, чтобы посредством диффузии устранять или уменьшить химическую сегрегацию. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под… …   Словарь металлургических терминов

dic.academic.ru


Смотрите также