Товароведная характеристика и экспертиза качества молока с м.д.ж. 2,5 % реализуемого на территории г.Кирова

При периодическом способе  нормализации молока по жиру в резервуаре смешивают определенное количество цельного молока с рассчитанным количеством  обезжиренного молока или сливок в зависимости от массовой доли жира в нормализованном молоке.

Нормализацию молока по сухим  веществам проводят путем добавления к исходному молоку сухого или  сгущенного обезжиренного молока в  соответствии с уравнением материального  баланса.

При определении массы  сухого или сгущенного молока учитывают  его растворимость и содержание влаги.

Гомогенизация молока — процесс дробления жировых шариков путем воздействия на молоко значительных внешних усилий.

Механизм дробления жировых  шариков объясняется следующим  образом. В гомогенизирующем клапане на границе седла гомогенизатора и клапанной щели резко изменяется сечение потока. Во время движения по каналу седла и клапанной щели жировая капля меняет направление и скорость движения. При переходе через щель передняя часть капли увлекается с огромной скоростью в поток, вытягивается и отрывается от нее. В то же время оставшаяся часть капли продолжает двигаться через сечение и дробиться на мелкие частицы.

Эффективность гомогенизации  зависит от многих факторов, обусловленных  режимами ее проведения (температура, давление), а также свойствами и  составом молока (массовая доля жира и  сухих веществ, кислотность, вязкость, плотность).

Процесс гомогенизации может  быть эффективен только в том случае, когда жир находится в жидком состоянии. Поэтому гомогенизацию следует проводить при температуре не ниже 50-60 град. С.

С повышением массовой доли жира и сухих веществ продукта температура гомогенизации должна быть выше, что обусловлено его повышенной вязкостью. Давление гомогенизации продуктов с повышенным содержанием жира и сухих веществ должно быть ниже, что обусловлено необходимостью снижения энергетических затрат и обеспечения стабильности жировой эмульсии.

В процессе дробления жировых  шариков при гомогенизации происходит перераспределение оболочечного вещества. На построение оболочек образовавшихся мелких жировых шариков дополнительно расходуются белки плазмы, что приводит к стабилизации высокодисперсной жировой эмульсии гомогенизированного молока. В гомогенизированном молоке средней жирности свободного жира почти не образуется, скопления мелких жировых шариков отсутствуют. При повышении массовой доли жира в молоке в результате гомогенизации могут возникать скопления жировых шариков.

В настоящее время применяют  следующие виды гомогенизации: одно- и двухступенчатую, а также раздельную.

При одноступенчатой гомогенизации  могут образовываться агрегаты мелких жировых шариков, а при двухступенчатой  происходят разрушение этих агрегатов  и дальнейшее диспергирование жировых  шариков.

При раздельной гомогенизации  обработке подвергается не все молоко, а только его жировая часть  в виде сливок 16–20 %-ной жирности. Сливки гомогенизируют в две ступени, а затем смешивают с обезжиренным молоком. Раздельная гомогенизация позволяет значительно снизить энергозатраты.

При гомогенизации отмечается повышение температуры молока на 5–10 град. С, что необходимо учитывать  при дальнейших технологических  процессах.

Пастеризация осуществляется при температурах ниже точки кипения молока (от 65 до 95 град. С). Выбор температурно-временных комбинаций режима пастеризации зависит от вида вырабатываемого продукта и применяемого оборудования, обеспечивающих требуемый бактерицидный эффект (не менее 99,98 %), и должен быть направлен на максимальное сохранение первоначальных свойств молока, его пищевой и биологической ценности.

Цели пастеризации следующие:

— уничтожение патогенной микрофлоры, получение продукта, безопасного  для потребителя в санитарно-гигиеническом  отношении;

— снижение общей бактериальной  обсемененности, разрушение ферментов  сырого молока, вызывающих порчу пастеризованного молока, снижение его стойкости в  хранении;

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

Основным критерием надежности пастеризации является режим термической  обработки, при котором обеспечивается гибель наиболее стойкого из патогенных микроорганизмов — туберкулезной  палочки (температурный оптимум  — 65 град. С). Косвенным показателем  эффективности пастеризации является разрушение в молоке фермента фосфатазы, имеющего температурный оптимум  несколько выше, чем туберкулезной  палочки, поэтому считают, что, если в молоке в результате пастеризации разрушена фосфатаза, уничтожены и  болезнетворные патогенные микроорганизмы (в частности туберкулезная палочка).

Эффективность пастеризации (в %) выражается отношением количества уничтоженных клеток к содержанию бактериальных клеток в исходном сыром молоке.

Эффективность уничтожения  в молоке остальных микроорганизмов  зависит от режимов пастеризации, а также от первоначальной обсемененности сырого молока. Чем больше в исходном молоке сапрофитов, тем ниже эффективность  пастеризации молока.

Эффективность пастеризации молока, хранившегося в течение продолжительного времени, особенно при повышенных температурах, всегда ниже, чем свежего охлажденного, так как при хранении развиваются  микроорганизмы кишечного происхождения, более стойкие к температурным  воздействиям.

Остаточная микрофлора молока состоит в основном из термофильных стрептококков, микрококков, стрептококков  кишечного происхождения, споровых палочек. Оптимальной температурой пастеризации сырого молока, полученного от благополучных в санитарно-ветеринарном отношении хозяйств, является 72 град. С с выдержкой 15–45 с. При сильном обсеменении молока посторонней микрофлорой режимы пастеризации молока поднимают до 75–77 град. С с выдержкой 15–35 с.

В промышленности принят режим 75–76 град. С с выдержкой 15–20 с, который обеспечивает гигиеническую надежность, уничтожение патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, сохранение пищевой и биологической ценности молока, его защитных факторов.

3. Биохимические и химические изменения продукта ( сырья) при переработке

Влияние пониженной температуры на молоко.

На фермах и молочных предприятиях сырое и пастеризованное молоко охлаждают и хранят при температуре 4 - 10°С. 
Охлаждение сырого молока способствует увеличению продолжительности бактерицидной фазы. Бактерицидные свойства молока обусловливаются наличием в нем антибактериальных веществ. Их количество зависит от индивидуальных особенностей, физиологического состояния животных и изменяется в течение лактационного периода (особенно высокой антибактериальной активностью обладает молозиво).  
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 сут.) хранения сырого молока. При необходимости более длительного хранения (2 - 3 сут.) молоко охлаждают до температуры 2 - 4°С. и технологические свойства молока. 
При охлаждении молока жир переходит из жидкого состояния в твердое, в результате чего повышаются его вязкость и плотность. Механические воздействия (при транспортировании, очистке, перемешивании, перекачивании и т. д.) могут привести к повреждению оболочек и повышению степени дестабилизации жировой фазы. В таком молоке активнее происходят липолиз и окисление липидов.

В результате липолиза в молоке увеличивается (на 30 - 70%) количество свободных жирных кислот, и появляются прогорклый вкус, мыльный и другие привкусы. Качество выработанных из него масла, молочных консервов и других продуктов снижается. 
При длительном низкотемпературном хранении молока уменьшается средний диаметр казеиновых мицелл. Молоко медленнее свертывается сычужным ферментом, снижается интенсивность синерезиса сычужных и кислотных сгустков. 
В процессе хранения в плазме молока повышается количество ионов кальция. Поэтому с увеличением продолжительности хранения термоустойчивость молока снижается, что необходимо учитывать при производстве молочных консервов. Для длительного хранения молоко следует пастеризовать и затем охладить до 4 - 6°С.

Хранение сырого молока при 4°С не вызывает заметного снижения содержания витаминов. Исключение составляет витамин С - он разрушается на 18% при хранении в течение 2 сут. и на 67% при хранении в течение 3 сут.

Изменение состава и свойств  молока под влиянием низких температур зависит от температуры и скорости замораживания. 
Молоко замерзает при температуре ниже - 0,54°С. В интервале от -0,54 до -3,5°С в лед превращается основная часть (80 - 85%) воды, процесс льдообразования практически заканчивается при температуре -30°С. 
Замораживание молока при любых температурах происходит неравномерно. Вначале замерзает слой чистой воды, а в оставшейся жидкой части концентрируются компоненты молока, в том числе электролиты (соли кальция и др.), которые могут вызвать нежелательные изменения белков и жира. 
При медленном замораживании незамерзшими остаются вся связанная вода (3 - 3,5%) и часть свободной влаги молока. В медленно замороженном молоке происходят физико-химические изменения белков, приводящие к частичной или полной их коагуляции. Оттаявшее после замораживания молоко быстрее свертывается сычужным ферментом по сравнению с обычным. 
При быстром замораживании молока при температуре ниже —22°С остается незамерзшей около 3 - 4% воды, т. е. почти вся свободная влага переходит в лед, а в жидком состоянии находится лишь связанная влага, которая не обладает свойством растворять соли, поэтому денатурационных изменений белков не происходит. 
При высоких температурах замораживания (-5...-10°С) может разрушаться жировая эмульсия. В процессе охлаждения жировые шарики отвердевают (форма их становится угловатой). В результате этих изменений нарушается целостность оболочек жировых шариков, т. е. происходит частичная дестабилизация жировой фазы с выделением свободного жира. Замороженное и оттаявшее молоко быстрее сбивается, при нагревании в нем появляются капли жира, при хранении оно более склонно к липолизу. Быстрое замораживание молока при низких температурах (ниже -22°С) предотвращает нарушение жировой эмульсии.

Влияние механического воздействия

Наиболее современным  и эффективным способом очистки  молока от механических загрязнений  является очистка в сепараторах-молокоочистителях. В сепараторной слизи вместе с механическими примесями частично удаляются крупные белковые частицы, мелкие жировые шарики, а также лейкоциты и микроорганизмы. 
Очистка молока не вызывает существенных изменений его составных частей. Титруемая кислотность молока уменьшается на 0,5 - 4,0 °Т. 
Центробежной очисткой на сепараторах-молооочистителях нельзя добиться полного удаления из молока микроорганизмов. Наиболее эффективным способом бактериальной очистки молока применяемом в сыроделии, является бактофугирование на сепараторах-бактериоотделителях.  
Кислотность молока в результате бактофугирования понижается на 1 - 2°Т. Размеры жировых шариков меняются незначительно, однако бактофугирование при 8 - 10°С может вызвать частичное подсбивание жира и снижение жирности молока на 0,1 - 0,2%. 
Состав и физико-химические свойства молока - вязкость, плотность, кислотность и степень диспергирования жира влияют на степень обезжиривания молока. Предварительная обработка молока (перекачивание, перемешивание, пастеризация и т. д.) отрицательно влияет на степень обезжиривания, так как при обработке могут происходить дробление жировых шариков и частичное подсбивание жира. Длительное хранение молока (при низких температурах) перед сепарированием приводит к повышению кислотности, вязкости, плотности молока и тем самым снижает степень его обезжиривания. 
Степень обезжиривания зависит от температуры молока. Оптимальной температурой сепарирования принято считать 35 - 45°С, более высокие температуры применяют только при получении высокожирных сливок. Повышение температуры сепарирования обычно сопровождается дроблением жировых шариков и вспениванием обезжиренного молока и сливок.  
Менее интенсивное дробление жировых шариков наблюдается при сепарировании холодного молока (1 - 5°С). Однако сепарирование при низких температурах приводит к снижению производительности сепаратора, так как вязкость молока повышается.

При перекачивании молока и сливок насосами уменьшается количество мелких жировых шариков (диаметром до 2 мкм) и происходит диспергирование крупных (диаметром 4 - 6 мкм и выше) шариков с увеличением числа средних (диаметром 2 - 4 мкм). Степень диспергирования жира увеличивается с возрастанием напора в линии нагнетания.  
В результате механического воздействия на оболочки жировых шариков в процессе перекачивания молока происходит частичная дестабилизация жира. Эффект разрушения жировой эмульсии возрастает с повышением напора в линии нагнетания, концентрации жировой фазы, кислотности молока, а также при подсасывании воздуха в перекачиваемый продукт. Центробежные насосы оказывают большее разрушающее действие по сравнению с ротационными. 
В процессе перекачивания молока и сливок часто образуется пена, продукт обогащается воздухом, его коллоидная система может нарушаться вследствие изменения состояния белков. 
Плотность молока после перекачивания насосами незначительно отличается от исходной, вязкость в результате диспергирования жира в процессе перекачивания несколько возрастает. Способность молока к сычужному свертыванию после перекачивания насосами не изменяется. 
Перемешивание свежевыдоенного молока мешалками (при охлаждении и хранении в емкостях и т. д.) существенно не влияет на диспергирование и стабильность жира. При воздействии мешалок на молоко во время длительного хранения оболочки жировых шариков могут нарушаться, в результате чего образуется свободный жир, склонный к липолизу и окислению.

К мембранным методам обработки - разделения смесей с помощью специальных  полупроницаемых мембран, имеющих  поры размером менее 0,5 мкм, относится ультрафильтрация (УФ). 
УФ в молочной промышленности применяют с целью концентрирования (сгущения) цельного или обезжиренного молока перед выработкой сыра, творога и других молочных продуктов. Ее также используют для получения концентратов отдельных компонентов молока, например, концентратов сывороточных белков. 
В процессе ультрафильтрации на мембране задерживаются только высокомолекулярные вещества (жировые шарики, казеин, сывороточные белки, коллоидный фосфат кальция, связанные с белками витамины, металлы), а вода и низкомолекулярные соединения (лактоза, растворимые соли и др.) проходят через поры мембраны в фильтрат. 
Ультрафильтрация не влияет отрицательно на структуру и дисперсность белков и жировых шариков, лишь отмечается частичная поверхностная денатурация сывороточных белков. Продолжительность сычужной свертываемости УФ-концентрата несколько выше продолжительности свертывания неконцентрированного молока. Образующиеся сычужные сгустки хуже отделяют сыворотку.