ТЕХНОЛОГИЯ МОЛОКА И МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ

СТЕРИЛИЗОВАННОЕ МОЛОКО

В последние годы в нашей стране все большей популярно­стью пользуется стерилизованное молоко. В зарубежных стра­нах до 40% питьевого молока употребляется в стерилизованном виде. По сравнению с пастеризованным оно обладает более вы­сокой стойкостью и выдерживает длительное хранение и транс­портирование даже без охлаждения. Поэтому стерилизованное молоко удобно и экономически выгодно использовать для снаб­жения населения отдаленных районов, не имеющих достаточной сырьевой базы, а также крупных промышленных центров и но­востроек.

По органолептическим показателям стерилизованное моло­ко не должно в значительной мере отличаться от пастеризован­ного. Высокая стойкость стерилизованного молока обязана то­му, что в процессе стерилизации уничтожается не только веге­тативная, но и споровая микрофлора.

Стерилизованное молоко выпускают в стеклянных узкогор­лых бутылках из бесцветного стекла (лучше окрашенного, менее светопроницаемого), упакованных кронен-корковыми пробками; полиэтиленовых пакетах и пакетах тетра-пак вместимостью 0,25 и 0,5 л из комбинированного материала. Бумага пакетов с на­ружной стороны покрыта парафином, а с внутренней — слоем фольги и полиэтилена. Она должна иметь не более 10 колоний микроорганизмов на 100 см3 площади.

Молоко в бутылках и полиэтиленовых пакетах производят с массовой долей жира не менее 2,5 и 3,2%, кислотностью не бо­лее 20 °Т; в пакетах из комбинированного материала — с массо­вой долей жира 2,5 и 3,5%.

При выработке стерилизованного молока качество исходного сырья и особенно его обсемененность споровыми микроорганиз­мами приобретают особое значение. На стерилизацию направ­ляется отборное по качеству свежее молоко с кислотностью не выше 16—18 °Т, плотностью не ниже 1027 кг/м3, степенью чис­тоты по эталону не ниже I группы и бактериальной обсеменен - ностью по редуктазной пробе не ниже I класса, без посторон­них привкусов и запахов. Анализ сырья по редуктазной пробе проводят не реже одного раза в 5 дней. При этом количество споровых бактерий не должно превышать 100 в 1 мл. Сливки и обезжиренное молоко, применяемое для нормализации, должны быть получены из молока первого сорта и выдерживать алко­гольную пробу. Сливки применяют с 30%-ной массовой долей жира и с кислотностью плазмы, не превышающей 22 °Т. Обез­жиренное молоко должно иметь кислотность не выше 19 °Т.

Молоко, направляемое на стерилизацию, контролируется также на термоустойчивость по алкогольной пробе. Для этого смешивают по 2 мл молока и 72—75%-ного этилового спирта. Если молоко выпускают в бутылках и полиэтиленовых мешках, используют 72%-ный этанол, а если в пакетах из комбиниро­ванного материала — 75%-ный. Если коагуляции белков не про­изошло, то молоко пригодно для стерилизации. Более точной является тигловая проба, при которой пробирку из молибдено­вого стекла с 2 мл молока помещают в ультратермостат и на­гревают до температуры 135 °С. Если после этого консистенция молока не изменилась, то оно считается термоустойчивым.

В зависимости от режимов стерилизации происходят в той или иной мере физико-химические изменения компонентов мо­лока, что снижает его пищевую ценность. Чтобы максимально уничтожить споровую микрофлору, необходимы не только по­вышенные температуры тепловой обработки (115—145°С), но и такая выдержка, при которой вся масса жидкости будет на­грета до температуры стерилизации. В результате неравномер­ного нагревания жидкости пристенные области раньше дости­гают температуры стерилизации и более длительное время под­вергаются воздействию температур стерилизации, чем центр. Хотя этим достигается определенный эффект стерилизации, од­нако в пристенных слоях происходят нежелательные, более глу­бокие физико-химические изменения компонентов молока. Тех­нологически можно интенсифицировать распространение тепло­ты в массе жидкости теплопроводностью путем возбуждения конвективных токов или перемешивания.

Стерилизация молока в бутылках во вращающихся авто­клавах позволяет сократить время выдержки с 30 до 20 мин при температуре стерилизации 115 °С, но качество молока за­метно не улучшается. Оно приобретает кремовый цвет вслед­ствие образования меланоидинов и выраженный привкус па­стеризации.

Значительно меньшие физико-химические изменения моло­ко претерпевает в процессе ультравысокотемпературной стери­лизации (УВТ) при температуре 135—145 °С с выдержкой 2— 4 с. С повышением температуры микроорганизмы погибают быстрее, чем происходят физико-химические изменения компо­нентов молока. Эффективность стерилизации определяется ло­гарифмом отношения конечной концентрации спор к началь­ной. При использовании УВТ-режима стерилизованное молоко имеет белый цвет и не приобретает ярко выраженных вкуса и запаха кипяченого молока.

Производство стерилизованного молока может осуществ­ляться по двум схемам: с одноступенчатым и двухступенчатым режимами стерилизации. По одноступенчатой схеме молоко стерилизуют один раз (до или после фасования), а при двухсту­пенчатой — два раза (сначала в потоке, а затем в бутылках).

Двухступенчатый способ в большей степени гарантирует сте­рильность продукта, чем одноступенчатый, но сопровождается более глубокими изменениями нативных свойств молока.

Одноступенчатый способ предусматривает стерилизацию при температуре 130—150°С с выдержкой 2—3 с. После ох­лаждения до 20—22 °С оно поступает в буферную емкость, а затем в асептических условиях его разливают в тару разового потребления. Известны два типа теплообменных установок для стерилизации, различающихся способами нагрева молока в по­токе: посредством передачи молоку теплоты от греющего пара через стенку — пластинчатые аппараты, трубчатые по типу «труба в трубе» или комбинация этих аппаратов (установки с косвенным нагревом) — в результате непосредственного кон­такта пара с молоком (пароконтактный способ, или упериза- ция). При пароконтактном способе пар инжектируется в поток молока или же, напротив, струя молока впрыскивается в ем­кость с паром. Этот способ стерилизации требует асептических условий фасования. По этому способу работает линия ВТИС производительностью от 2000 до 12 000 л/ч (рис. 6).

Очищенное и нормализованное молоко направляется в урав­нительный бак, откуда насосом в пластинчатые теплообменни­ки. Здесь под действием сокового пара, поступающего из ва­куум-камеры, и острого пара продукт нагревается до 75 °С, после чего насосом высокого давления подается в инжектор, где в продукт вводится пар, который за доли секунды нагре­вает молоко до 140 °С. При этой температуре молоко выдер­живается в течение 4 с и нагнетается обратным клапаном в вакуум-камеру. Здесь из молока удаляется столько же пара, сколько было введено в инжектор, и температура продукта

Снижается до 77 °С. Затем насосом молоко подается в гомоге­низатор, а потом охлаждается до 20 °С в охладителе и посту­пает на фасование. При необходимости молоко можно времен­но хранить в асептическом резервуаре. Все оборудование, че­рез которое проходит стерилизованное молоко после вакуум - камеры, работает в асептических условиях. Если нагрев моло­ка в инжекторе был недостаточным, датчик температуры при­водит в действие обратный клапан и молоко через вакуум-ка­меру и пластинчатые охладители возвращается в уравнитель­ный бак для повторной стерилизации. Поэтому не обработан­ный до заданной температуры продукт не проникает в сте­рильную часть установки, что исключает перебои в ее ра­боте.

На фасование молоко подается сжатым воздухом и на ав­томатах фасуется в асептических условиях, упаковочный ма­териал стерилизуется путем обработки раствором пероксида водорода, а затем воздействием бактерицидной лампы. При этом пероксид водорода разлагается на водород и атомарный кислород, а температура поверхности упаковочного материала повышается до 200—250 °С. Эффективность стерилизации та­ким методом достигает значения 99,9%.

Для изготовления пакетов используют бумагу с двухсторон­ним покрытием полиэтиленом или с еще дополнительным по­крытием слоями полиэтилена и алюминиевой фольги (пяти- слойная).

Линия «Стеритерм» работает с применением косвенного на­грева. Охлажденное нормализованное молоко в пластинчатом теплообменнике нагревается до 66 °С путем теплообмена с го­рячим стерилизованным молоком, поступающим из гомогени­затора. Подогретое молоко подается насосом в стерилизатор и нагревается до 137 °С, оттуда — в выдерживатель, где выдер­живается 4 с, а далее — в пластинчатый теплообменник для охлаждения до 70°С и направляется в асептический гомогени­затор, где обрабатывается под давлением 20--25 МПа. Гомо­генизированное молоко охлаждается до 20 °С в пластинчатом теплообменнике и далее подается через асептическую емкость или непосредственно к фасовочному автомату. Производитель­ность линии составляет 1000—8000 л/ч.

В линии «Элекстер» для стерилизации молока используется электроэнергия. Цилиндрический стерилизатор состоит из труб­чатых элементов производительностью 1000 л/ч, где гомогени­зированное молоко стерилизуется при температуре 140 °С с выдержкой 2 с. Фасуется молоко на асептическом автомате« (2000 упаковок в час) в полимерные светонепроницаемые ме­шочки вместимостью от 0,2 до 0,5 л. Примерная пленка сте­рилизуется ультрафиолетовым излучением. В зону фасования

Подается стерильный воздух. Перед. наполнением мешочка воздух внутри заменяется стерильном инертным газом.

За рубежом при одноступенчатом режиме стерилизации фа­сование молока в асептических условиях проводится в свето­непроницаемые полиэтиленовые мешочки, которые могут быть прозрачными и окрашенными в различные цвета. Для кратко­временного хранения молока (до 20 дней) используется одно­слойная пленка, для продолжительного хранения (до 90 дней) — сложная, трехслойная пленка.

Машину для фасования стерилизованного молока необхо­димо устанавливать в асептическом помещении, воздух в ко­тором очищается бактериологическими фильтрами.

Двухступенчатый способ стерилизации молока предусмат­ривает предварительную стерилизацию молока в потоке и по­вторную стерилизацию фасованного продукта в бутылках.

Предварительная стерилизация молока в потоке выполня­ется в трубчатом регенеративном стерилизаторе. Нормализо­ванное, очищенное холодное молоко (4—6 °С) поступает из емкости для хранения в уравнительный бак, откуда насосом нагнетается в первую секцию рекуперации трубчатого стерили­затора и нагревается до 60—65 °С от горячего молока, уже прошедшего стерилизацию. Подогретое молоко подается в го­могенизатор, где обрабатывается при давлении 15—20 МПа, а затем во вторую секцию рекуперации, где нагревается до 85 °С, и поступает в секцию стерилизации. Гомогенизированное молоко в секции стерилизации нагревается до 135—140 °С и поступает для выдержки в течение 20 с в трубчатый выдержи - ватель. Затем стерилизованное молоко проходит последователь­но вторую и третью секции рекуперации, охлаждаясь до 20— 25 °С, и поступает в промежуточные емкости для резервирова­ния (две по 6000 л). Общая длительность тепловой обработки и гомогенизации составляет 5 мин. Перед фасованием молоко подогревается до 60—65 °С и самотеком поступает в фасовоч - но-укупорочный автомат для фасования молока в узкогорлые бутылки по 0,5 л. Бутылки предварительно моют и дезинфи­цируют в бутылкомоечной машине, они поступают на фасовоч - но-укупорочный автомат с температурой 60°С. Это предотвра­щает термобой бутылок. Так как объем молока при последую­щей стерилизации может увеличиться, бутылки на 4—8 см не заполняются. Бутылки герметично укупоривают кронен-корко - выми пробками, после чего они подаются в четырехбашенный сте­рилизатор непрерывного действия, где проходят последователь­но через четыре колонки. В первой — бутылки с молоком нагре­вают водой до 90°С, во второй — стерилизуются паром при 116—118°С в течение 12—15 мин, в третьей и четвертой—ох­лаждаются и выходят из стерилизатора с температурой около 45 °С. Далее из стерилизатора бутылки передаются конвейе­ром к этикетировочной машине, а затем укладываются в ящи­ки и направляются в камеру для хранения. Производитель­ность линии 6000 бутылок в час.

Одноступенчатый режим стерилизации сопровождается наи­меньшим изменением нативных свойств молока, оно имеет бе­лый цвет и по вкусу и запаху почти не отличается от пасте­ризованного молока. Двухступенчатый режим стерилизации вызывает довольно глубокие изменения составных частей мо­лока, но обеспечивает высокую стойкость продукта, который может храниться в неохлаждаемых помещениях более года. Двухступенчатый режим применяют, когда продукт нужно транспортировать на дальние расстояния или длительно хра­нить. Для местного потребления продуктов используют более распространенный одноступенчатый режим стерилизации.

В стерилизованном молоке выделяется 36—45% мелкодис­персной части казеина. В значительной мере происходит раз­рушение витаминов: А—10—35%, В, — 22—24, В2 —5, В6 — 25 (при стерилизации в таре), Bi2—15—20, С —10—60%. Больше всего витаминов разрушается при стерилизации фасо­ванного молока.

В помещениях, защищенных от прямого солнечного света, стерилизованное молоко может храниться до 2 мес со дня вы­работки при температуре от 1 до 20 °С.

Для детей вырабатывают витаминизированное стерилизо­ванное молоко с витаминами А (0,3 мг/л), С (20 мг/л) и D2 (0,0125 мг/л). Жирорастворимые витамины предварительно эмульгируют в небольшой порции молока, а витамины С рас­творяют в небольшом количестве прокипяченной воды. В от­личие от обычного стерилизованного фасование витаминизи­рованного молока осуществляют в бутылки и пакеты вмести­мостью 0,2 л, при стерилизации в таре применяют более мяг­кие режимы термообработки (температура 110°С, выдержка 15 мин), хранение предусматривается в охлажденном виде при температурах 0—6 °С.

Стерилизованное молоко с ферментом лактазой выпускается для людей с лактазной недостаточностью. Ее вносят в незна­чительных количествах перед фасованием, так как при стери­лизации она инактивируется.

Напиток какао с пониженным содержанием лактозы выпу­скается для детей школьного возраста в связи с участившимся кариесом зубов. К пастеризованному цельному молоку добав­ляют фермент [5-галактозидазу в концентрации 430 мг/л, а так­же продукт жизнедеятельности микроорганизмов вида Saccha - romyces lactis. Молоко с ферментом при слабом помешивании выдерживают в течение 16 ч при 4—5 °С. Затем вносят 2%;

9. Массовая доля компонентов в сливках и сливочных напитках, %

СОМО

Жир

Продукты

TOC \o "1-3" \h \z 8-10 7,5

20 6,6

35 б, б

10 7,8

27,5 5,8

Сливки;

Пастеризованные

Стерилизованные взбитые Сливочные напитки

10 2,7

Шоколадного наполнителя и 4% сахара, гомогенизируют и под­вергают УВТ-обработке для инактивации фермента. Содержа­ние лактозы снижено с 40 до 3 г/л, общее содержание углево­дов составляет 82,2 г/л.

СЛИВКИ И СЛИВОЧНЫЕ НАПИТКИ

Сливки выпускают пастеризованные, стерилизованные и взбитые, кроме того, выпускают сливочные напитки (табл. 9).

Пастеризованные сливки. Сливки вырабатывают с массовой Долей жира 8, 10, 20 и 35%. Они должны иметь приятный, Слегка сладковатый вкус, однородную консистенцию, несколько повышенную вязкость, белый с кремовым оттенком цвет. КИС­ЛОТНОСТЬ в зависимости от массовой доли жира для 8%-ных и 10%-ных —не выше 17—19°Т, 20%-ных— 18 и35%-ных—17 °Т.

Технологический процесс производства пастеризованных сли­вок аналогичен таковому пастеризованного молока. Для их выработки используют натуральные, сухие или пластические сливки, а также сливочное масло, цельное и обезжиренное мо­локо. Из компонентов составляется нормализованная смесь Необходимой жирности. Пластические сливки предварительно разрезают и расплавляют в горячем молоке при температуре не выше 60°С, чтобы не вытапливался жир. Сухие сливки вна­чале растворяют в подогретой до 45—50 °С воде, затем фильт­руют и смешивают с остальными компонентами. Для равно - Мерного распределения жира, повышения его дисперсности с целью предупреждения их отстоя сливки гомогенизируют при Температуре 55—60 °С и давлении 5—10 МПа. Чем выше жир­ность сливок, тем ниже давление, применяемое при гомогени­зации.

При. пастеризации сливок жировые шарики прогреваются Медленнее плазмы и могут оказывать защитное воздействие на Микроорганизмы, поэтому с увеличением массовой доли жи­ра в сливках избираются более высокие температуры пасте­ризации. Для сливок 8%-ной и 10% ной жирности — 78 и 80 °С,

20%-ной и 35% - ной — 85—8/ °С с выдержкой 15—30 с. Сливки

Фасуют в бутылки, пакеты и полимерную тару по 0,25 и 0,5 л. Срок реализации не более 24 ч при температуре 3—6 °С.

Стерилизованные сливки. Они должны иметь чистый вкус и запах, с выраженным привкусом пастеризации, однородную консистенцию и равномерный белый цвет с кремовым оттен­ком. Массовая доля жира в них должна быть не менее 10%, кислотность не выше 19 °Т, температура при выпуске с пред­приятия не выше 20 °С. Для повышения термостойкости сливок в них вводят соли-стабилизаторы (трехзамещенный лимонно­кислый или двухзамещенный фосфорнокислый натрий NasCeHsOz-SHjO; Na2HP04- 12Н20) в количестве 0,01—0,1%. Доза внесения солей устанавливается по результатам алко­гольной пробы.

Технологический процесс выработки стерилизованных сли­вок осуществляется по той же схеме, что и производство сте­рилизованного молока двух - или одноступенчатым способами. При двухступенчатом — сливки гомогенизируют при давлении 11—17 МПа, стерилизуют при температуре 135 °С с выдержкой 20 с. Продукт фасуют в узкогорлые бутылки, укупоривают и стерилизуют в гидростатическом стерилизаторе при температу - туре 110 °С с выдержкой 18 мин или в автоклаве — нагревают до 117 °С в течение 15 мин и стерилизуют при этой температу­ре в течение 25 мин, охлаждают до 20—25 °С в течение 35 мин. Перед стерилизацией в автоклаве сливки пастеризуют при 90—95 °С, гомогенизируют, охлаждают до 65-—70 °С и разлива­ют в бутылки.

Срок реализации сливок 30 дней с момента выработки при температуре 15—20 °С.

Взбитые сливки. Массовая доля жира во взбитых сливках не менее 27,5%, наполнители; ванилин, шоколад и плодово - ягодные сиропы.

Взбитые сливки в зарубежных странах пользуются боль­шим спросом и их ассортимент значительно расширен. Сливкй вырабатывают с массовой долей жира 10, 28, 35% и др., с до­бавками сахарозы, лактозы, меда, молочных белков, в том числе сублимированных сывороточных, обезжиренного творога, различных заквасок, вкусовых и ароматических добавок, спе­ций, фруктов, стабилизаторов (смесь микрокристаллической целлюлозы и щелочной карбоксиметилцеллюлозы и многие другие), красящих веществ. При использовании обезжиренного творога его в смесителе смешивают со взбитыми сливками.

Сливки при холодном сепарировании получают большей" взбитостью и стабильной консистенцией по сравнению со слив­ками из подогретого молока. Сливки пастеризуют или стери­лизуют соответственно при температурах 85—96 и 140—150 °С.

Стерилизованные слйвкй при УВТ взбиваются труднее, йоэто-

Му целесообразно в них добавлять стабилизаторы.

Для взбивания охлажденных сливок применяют ручные взбивалки и взбивальные машины. Вручную сливки взбивают в течение 83—157 с. Машина в виде круглого резервуара с ме­шалкой из двух плоских пластин, расположенных под прямым углом одна к другой, взбивает сливки повышенной жирности за 8—10 с, средней жирности — за 15—20 с. Взбитость сливок достигается в первом случае 88%. во втором—99%. Взбива­ние и фасование стерилизованных сливок проводится в асеп­тических условиях. Сокращение продолжительности взбивания и увеличение взбитости достигается при добавлении к сливкам сывороточного пермеата, лактозы и сахарозы.

Взбитые сливки фасуют в полиэтиленовые бутылки, арома­тизированные — в аэрозольную упаковку.

Сливочные напитки. Сливочные напитки изготовляют с са­харом, какао и кофе по той же технологической схеме, что и аналогичные напитки из молока. Пастеризацию проводят при температуре 85—87 °С, гомогенизацию при давлении 9,8— 11 МПа. Готовые напитки должны иметь массовую долю жира не менее 10%, сахара 7—10, какао 2,5 или экстрактивных ве­ществ кофе 2%. Кислотность должна быть не более 20°Т. Срок реализации составляет не более 12 ч при температуре не выше 8 °С.