Молоко стерилизованное. Стерилизованное молоко: свойства и технология производства

Стерилизованное молоко

Целью стерилизации является продление сроков хранения молока путем уничтожения спор и вегетативных клеток бактерий. В некоторых зарубежных странах до 40 % питьевого молока вырабатывают в стерилизованном виде. Оно характеризуется более высокой стойкостью и выдерживает более длительное хранение по сравнению с пастеризованным. Стерилизованное молоко по органолептическим свойствам не должно в значительной степени отличаться от пастеризованного. Для производства стерилизованного молока к исходному сырью предъявляют повышенные требования. Молоко должно быть свежее кислотностью 16-18 0 Т, плотностью не ниже 1027 кг/м 3 , чистотой по эталону не ниже I группы, бактериальной обсемененностью по редуктазной пробе не ниже I класса, без посторонних привкусов и запахов. Стерилизованное молоко в полиэтиленовых пакетах выпускают с массовой долей жира 2,5 и 3,2 % кислотностью не более 20 0 Т. Оно должно обладать достаточной термоустойчивостью, что контролируется по алкогольной пробе.

Технологический процесс получения стерилизованного молока осуществляется по двум схемам: с одно- и двухступенчатым режимом стерилизации. При одноступенчатой стерилизации молоко подвергают термической обработке один раз – до розлива или после него. Одноступенчатый способ предусматривает стерилизацию при температуре 130-150 0 С с выдержкой 15-20 мин. После охлаждения до 20-22 0 С его разливают в тару в асептических условиях. Молоко с одноступенчатым режимом стерилизации чаще всего используют для местного потребления. Стерилизованное молоко хранят в стеклянных бутылках в защищенном от прямого солнечного света месте до 2 мес со дня выработки при температуре от 1 до 20 0 С, в пакетах – до 10 сут.

Двухступенчатый способ производства стерилизованного молока в большей степени гарантирует стерильность продукта, чем одноступенчатый. При этом способе в молоке происходят более глубокие изменения, чем при одноступенчатом режиме стерилизации. В нем снижается содержание витаминов, появляется более сильный привкус кипяченого молока, повышается кислотность и вязкость. Двухступенчатый способ стерилизации молока предусматривает предварительную стерилизацию в потоке в трубчатом регенеративном стерилизаторе и повторную – фасованного продукта в бутылках. Такое молоко при определенных температурных режимах может храниться до года.

Значительно меньшие физико-химические изменения молока происходят при ультравысокотемпературной стерилизации. Для этого подготовленное для стерилизации молоко подвергают предварительному нагреванию до 78-82 0 С и центробежной очистке для удаления дестабилизированного белка. Подогретое очищенное молоко гомогенизируют под давлением 15-20 МПа. Обычно ультрастерилизацию проводят при температуре 135-150 0 С с выдержкой 2-3 с. В этих условиях микроорганизмы начинают погибать быстрее, чем происходят физико-химические изменения компонентов молока.

4.6. Сливки

Пастеризованные сливки – пресный молочный продукт, который производят жирностью 10 %, 20 и 35 % из свежего натурального молока здоровых коров. Чем более высокой жирности сливки, тем в них меньше белков, углеводов и минеральных веществ. При содержании жира в сливках 10 % в их состав входит белков 3,4 %, лактозы – 4,2 и минеральных веществ – 0,6 %, а при жирности 35 % соответственно 2,4 %, 2,7 и 0,2 %. Они должны быть однородной консистенции, со слегка сладковатым вкусом, повышенной вязкости, белого цвета с кремовым оттенком. Сливки получают путем сепарирования молока и используют в основном для производства сметаны, мороженого, нормализации молока по содержанию жира и непосредственного потребления. Сливки для маслоделия должны иметь повышенное содержание жира, на питьевые цели используют менее жирные сливки.

Для повышения дисперсности, равномерного распределения жира, предупреждения отстоя сливки гомогенизируют при температуре 55-70 0 С и давлении 5-10 МПа. Сливки 8-10 %-ной жирности пастеризуют при температуре 78-80 0 С, 20 и 35 %-ной жирности – при 85-87 0 С с выдержкой 15-30 с. Их кислотность должна быть соответственно 18 и 16-17 0 Т. Технологический процесс приготовления сливок включает приемку сырья, нормализацию, гомогенизацию, пастеризацию, охлаждение до 4-6 0 С, розлив. Срок хранения составляет 24 ч при температуре 3-6 0 С.

Стерилизованные сливки имеют однородную консистенцию, равномерный белый цвет с кремовым оттенком, с выраженным привкусом пастеризации. Массовая доля жира должна быть не менее 10 %, кислотность не выше 19 0 Т, температура при выпуске с молочного завода не выше 20 0 С. Для повышения термостойкости сливок в них вводят соли – стабилизаторы (трехзамещенный лимонно-кислый или двухзамещенный фосфорнокислый натрий) в количестве 0,01-0,1 %.

Стерилизованные сливки вырабатывают по той же схеме, что и стерилизованное молоко двух- и одноступенчатым способами. При двухступенчатом способе сливки сначала гомогенизирую при давлении 11-17 МПа, стерилизуют при температуре 135 0 С с выдержкой 20 с, фасуют в узкогорлые бутылки, укупоривают и снова стерилизуют в гидростатическом стерилизаторе при температуре 110 0 С с выдержкой 18 мин.

При стерилизации в автоклаве сливки сначала пастеризуют при температуре 90-95 0 С, гомогенизируют, охлаждают до 65-70 0 С, разливают в бутылки, затем нагревают до 117 0 С в течение 15 мин и стерилизуют при этой температуре в течение 25 мин, охлаждают до 20-25 0 С в течение 35 мин. Срок хранения сливок с момента выработки не более 30 суток при температуре 15-20 0 С.

Термизация –позволяет прежде всего инактивировать психротропную м/ф. Поэтому, как правило применяется на молочных предприятиях по мере поступления молока. Количество микробных клеток уменьшается на 3-4 порядка.

Термизация – является разновидностью пастеризации с более щадящими режимами: 1) 72°С, без выдержки; 2) 70°С, 15с; 3) 65-68°С, до40с. Цель – повысить стойкость сырого молока при хранении, применяется в сыроделии перед созреванием молока (10-12ч принятое молоко выдерживают). Применяется при производстве молочных консерв, для получения термоустойчивого молока, также для производства йогуртов. В нашей РБ термизацию применяют только с пастеризацией.

Стерилизация - это тепловая обработка молочного сырья при температуре выше 100°С. Цель- уничтожения всех вегетативных и споровых форм бактерий и инактивации ферментов. На молочной промышленности стерилизация проводится по 3 схемам:

1 одноступенчатая в упаковке (таре)

2 двухступенчатая в таре

3 одноступенчатая с асептическим розливам

1- молоко нормализуется по жиру, затем гомогенизация при t=70-75°С и разливается либо в стеклянные, либо в пластмассовые бутылки, затем в автоклав, где стерилизация с температурой 110-120°С, i=15-30 мин, затем охлаждают до 20°С и подают в камеру хранения;

2-стерилизация дважды. Первая перед розливом в потоке, и вторая после розлива в тару (упаковку) в автоклавах. Нормализованная гомогенизированная смесь стерилизуется в потоке 130-150°С в течении несколько секунд (до 20с), затем охлаждается до 35-40°С, резервируется, потом поступает на розлив, где разливается, затем укупленная поступает в таре в автоклавы (непрер. действия), с температурой 115-120°С в течении 15-20 мин. После этого продукт охлаждается и направляется на хранение;

3-сначала стерилизуют, а затем в асептических условиях разливают. Может осуществляться прямым и косвенным путем. Прямой, когда нагрев молока осуществляется непосредственно теплоагентом- паром; косвенный, когда теплообмен происходит через поверхность (теплопередающую), в установках. Наиболее прогрессивным является 3, т.к. его называют наименьшим изменением физ.-хим. в молоке.

Стерилизация также характеризуется параметрами температуры и выдержки, но и также зависит от качества сырья, учитывается термоустойчивость молока. Эффективность стерилизации определяется отношением споровых м.о. после стерилизации к количеству м.о. до стерилизации: Е с =lgС к /С н Самый оптимальный коэффициент эффективности стерилизации 9-10, но не менее 6. Оборудование стерилизаторы, или автоклавы периодического действия, полупериодического действия и непрерывного.

УВТ -обработка- применяется в области стерилизации. Получается продукт с улучшенным качеством и больше хранится. 130-150°С, 2-4с.

При нагревании поглощенная энергия достигает величины энергии активации для разрыва или образования связей. Вследствие этого при нагревании все составные части молока с незначительной энергией связи претерпевают изменение. Наиболее сильным изменениям подвергаются сывороточные белки, ферменты и часть витаминов.

По составу:

1. Сывороточные белки . В зависимости от условий нагревания ведет к частичной или полной денатурации белков, а также к реакции между отдельными фракциями белков и между белками и др. составными частями. Денатурация начинается около 70°С и прогрессирует по мере увеличения длительности воздействия t-р и повышения t-р. При t-ре около 90°C сывороточные белки денатурируют практически полностью за короткое время. Денатурированные при нагревании сывороточные белки образуют с c-казеином комплексные соединения, которые изменяют поверхностные свойства казеина и приводит к резкому ухудшению способности молока к свертыванию под действием сычужного фермента. Это учитывается при производстве сыра и творога. Тепловой денатурацией сывороточных белков можно объяснить:

1)Возникновение привкуса кипячения.

2)Снижение способности к свертыванию под действием сычужного фермента и прочности сгустка, что отрицательно сказывается на отделение сыворотки при производстве сыра и творога.

3)Снижение окислительно-восстановительного потенциала при одновременном возникновении антиокислительных свойств.

2. Казеиновый комплекс . Казеин при нагревании до 100-140°С практически не изменяется, при температуре выше денатурирует и выпадает в осадок. Тепловая стабильность казеина всегда зависит от концентрации ионов Са, величины рН и от степени денатурации сывороточных белков. При нагревании происходит реакция между казеином и лактозой молока Þ изменение цвета продукта:

Казеин+ лактоза=меланоидиновое соединение

Последствия:

Повышение чувствительности казеина к осаждению кальцием.

Коагуляция казеина при низких t-рах

3. Ферменты. При нагревании инактивируются. Альдолаза, амилаза, липаза разрушаются при относительно низких t-рах. Инактивации фосфатазы и пероксидазы происходит при t-ре пастеризации (свыше 85°С).

4. Витамины. При пастеризации в пластинчатых пастеризационных установках витамины либо не разрушаются, либо разрушаются в малой степени. D, Е, биотин, никотин-я кислота, при промышленных t-рах не разрушаются. Наиболее чувствительны к нагреванию С и В12. При температуре свыше 100°С идет разрушение всех витаминов.

5. Соли. Под действием t-ры свыше 95°С фосфорнокислые и цитраты переходят в нерастворимую форму. Можно судить по образованию молочного камня на пластинах пастеризатора и снижению пищевой ценности продукта.

Последствия:

Ухудшение способности молока к сычужному свертыванию.

6. Жир. Глицериды молочного жира мало подвержены изменениям. Могут изменятся только оболочки жировых шариков. Она может денатурировать Þ дестабилизация жирового шарика. Если нагревать в открытом сосуде молоко, то начинает образовываться пленка при t=63°С. При более высокой t-ре пленка толще. Образование пленки связано с поверхностным натяжением молока.

7. Лактоза при нагревании до 100°С не изменяется, при более высокой температуре лактоза разл-ся до муравьиной и молочной кислот, что дает небольшое повышение кислотности, и меланоидиновое образование.

По свойствам: вязкость, поверхностное натяжение, способность молока к отстою жира, резко ухудшается способность к сычужному свертыванию, изменяется цвет и вкус, и вследствие потерь витаминов снижается пищевая ценность молока.

Технологическая схема производства всех видов пастеризованного молока включает в себя следующие операции: приемку и оценку качества сырья, очистку и нормализацию, термическую обработку и гомогенизацию, охлаждение, фасование, розлив, маркировку и хранение.

Приемка молока на молочных заводах осуществляется по качеству. Качество молока в момент сдачи-приемки должно отвечать требованиям ГОСТ Р 52054-2003 «Молоко натуральное коровье — сырье».

При приемке оценивают по органолептическим показателям, содержанию жира, кислотности и температуре. Для производства пастеризованного молока применяемое натуральное молоко должно быть не ниже 2-го сорта. Требования к качеству молока-сырья приведены в табл. 1, где КМАФАнМ — количество мезофильных аэробных микроорганизмов и факультативно-анаэробных микроорганизмов; КОЕ — колониеобразующие единицы; БГКП — бактерии группы кишечных палочек.

Таблица 1. Показатели качества молока-сырья

При оценке качества из партии молока берут среднюю пробу — часть продукта, отобранную от каждой упаковки в одну емкость, а из автомобильных или железнодорожных цистерн — из каждого отсека отдельно. Перед отбором средней пробы молоко перемешивают до полной однородности. На емкость со средней пробой молока наклеивают этикетку, указывают сдатчика и дату поступления.

Очистка и нормализация молока

Поступающее на завод, содержит механические включения, поэтому применяют центробежную очистку молока на сепараторах-молокоочистителях, которая осуществляется одновременно с нормализацией. Очистка, нормализация, гомогенизация, пастеризация и охлаждение происходят в потоке на пластинчатых пастеризационно-охладительных установках в комплекте с гомогенизатором.

После очистки и охлаждения (до 2-4 °С) молоко при необходимости хранят в промежуточных емкостях не более 48 ч.

Очистка и нормализация проводится при 40±5 °С на сепараторах-молокоочистителях и сепараторах-сливкоотделителях. Нормализация осуществляется в потоке путем смешивания сливок и обезжиренного молока в таких пропорциях, чтобы обеспечить заданную жирность молока.

Нормализованная смесь молока поступает в гомогенизатор — плунжерный насос высокого давления при температуре не менее 60 °С. При давлении 12,5±2,5 МПа в гомогенизаторе происходит раздробление жировых шариков, а дестабилизированный в результате механического и теплового воздействия молочный жир приобретает белково-лецитиновую оболочку. Размер жировых шариков при гомогенизации уменьшается в 10 раз. Благодаря гомогенизации молока в течение срока реализации замедляется образование сливочной пробки на поверхности молока.

Термическая обработка молока

При производстве молока и молочных продуктов применяются следующие виды термической обработки: термизация, пастеризация, топление, стерилизация и ультравысокотемпературная обработка молока (УВТ-обработка).

Термизация - процесс термической обработки сырого молока, которая осуществляется при температуре от 60 до 68 °С с выдержкой до 30 с, при этом сохраняется активность щелочной фосфатазы молока.

Пастеризация - тепловая обработка молока при температурах ниже точки его кипения, проводимая в целях обезврежения молока в микробиологическом отношении, инактивации ферментов, придания молоку определенного вкуса и запаха. Пастеризация молока ослабляет или уничтожает некоторые пороки вкуса и запаха молока, а в сочетании с охлаждением и асептическим розливом исключает вторичное обсеменение микроорганизмами, предотвращает порчу продукта при хранении. Возможное бактериальное обсеменение при технологической обработке молока наглядно видно.

Критические температуры гибели патогенных микроорганизмов ниже, чем молочно-кислых, особенно термофильных бактерий; наиболее устойчивы бактерии туберкулеза. Температуры разрушения ферментов также различны. Так, фосфатаза инактивируется при 72-74 °С, нативная липаза — при 74-80 °С, бактериальная липаза — при 85-90 °С.

Температуры пастеризации молока и смесей устанавливают с учетом критических температур гибели микроорганизмов, инактивации ферментов, а также с целью придания молоку определенных свойств, от которых зависят выход и качество продукта.

В настоящее время используются два вида пастеризации:

• низкотемпературная — осуществляется при температуре не выше 76 °С и сопровождается инактивацией щелочной фосфатазы;
• высокотемпературная — осуществляется при различных режимах (температура, время) при температуре от 77 до 100 °С и сопровождается инактивацией как фосфатазы, так и пероксидазы.

Топление молока — процесс выдержки молока, проводимый при температуре 85-99 °С в течение не менее 3 ч или при температуре 105 °С не менее 15 мин. При этом снижается биологическая ценность молока, но оно приобретает характерные органолептические показатели — ореховый вкус и запах, кремовый или светло-коричневый оттенок.

Стерилизация - тепловая обработка молока при температуре выше 100 °С. При этом полностью уничтожаются все виды вегетативных микроорганизмов, их спор, инактивируются ферменты.

В молочной промышленности применяют следующие виды стерилизации: стерилизация в таре при температуре 115-120 °С с выдержкой 30 и 20 мин; обработка ультравысокими температурами (УВТ-обработка или ультра пастеризация) при температуре в пределах 140 °С с выдержкой 2 с.

УВТ-обработка с последующим асептическим упаковыванием обеспечивает соответствие продукта требованиям промышленной стерильности и осуществляется в потоке в закрытой системе с выдержкой не менее чем 2 с одним из следующих способов:

• путем контакта обрабатываемого продукта с нагретой поверхностью при температуре от 125 до 140 °С;
• путем прямого смешивания стерильного пара с обрабатываемым продуктом при температуре от 135 до 140 °С.

После термической обработки молоко охлаждается до 4-6 °С, проверяется на качество и расфасовывается в мелкую или крупную тару.

Готовый продукт хранят в холодильных камерах при температуре 0-8 °С и относительной влажности 85-90 %. Продолжительность хранения большинства видов пастеризованного молока не более 36 ч с момента окончания технологического процесса.

Здоровому питанию надо учиться. Будем делать это с помощью начальника отдела питания Научно-практического центра НАН Беларуси по продовольствию, доктора медицинских наук Элеоноры Капитоновой .

Чем отличается молоко пастеризованное от стерилизованного?

И пастеризация, и стерилизация имеют целью освободить молоко от бактерий, болезнетворных микроорганизмов. Для этого молоко подвергают термической обработке, и в зависимости от уровня температуры и длительности ее воздействия молоко будет пастеризованным или стерилизованным.

При пастеризации используют тепловую обработку при температуре 65 градусов в течение 30 минут, или при 75 градусах 15-40 секунд, или при 85 градусах 8-10 секунд. При этом погибают практически все болезнетворные микроорганизмы, но остаются термостойкие молочнокислые , поэтому пастеризованное молоко не может храниться долго (максимум 2 недели ) и может закиснуть, его можно использовать для приготовления молочнокислых продуктов. В нем также сохраняется большая часть полезных для организма веществ.

В последнее время все чаще применяют ультрапастеризацию - когда молоко сначала подвергают кратковременному воздействию высокой температуры - 135 градусов в течение 3-4 секунд, а затем медленно охлаждают до 4-5 градусов и разливают в стерильную упаковку. Такое молоко практически не теряет своих полезных качеств, может храниться до 2 месяцев (разумеется, в упаковке).

Стерилизуют молоко при температуре от 120-130 до 130-150 градусов в течение 30 минут. При таком воздействии погибают все микроорганизмы, в том числе и молочнокислые, поэтому такое молоко хранится до 1 года и не прокисает, а становится горьким. Ни простокваша, ни творог из такого молока не получатся. Понятно, что и биологическая ценность стерилизованного молока для организма самая низкая.

Светлана Борисенко, 10 августа 2012 года.
Источник: газета «Звязда», в переводе: http://zvyazda.minsk.by/ru/archive/article.php?id=101273&idate=2012-08-10

Процессы в молоке при кипячении

- Правда ли, что в кипяченом молоке меньше жира и больше витаминов и кальция?

Удивительный продукт - молоко. Мы так привыкли к его употреблению с самого раннего детства, что уже не представляем себе жизни без него, хотя матушка-природа придумала для всех материнское молоко. Это значит, что коровье молоко - для телят, а для маленького человечка - женское молоко, и то в ограниченный возрастной период.

О том, что пить сырое молоко опасно, теперь знает каждый ребенок, а тем более, взрослые. Это обусловлено риском инфицирования молока животных. Поэтому молоко в домашних условиях кипятят, а на молочных заводах обезвреживают другими способами.

Что же происходит с молоком во время кипячения ? Во-первых, каждая хозяйка знает, что молоко нужно постоянно помешивать, потому что на дне и стенках кастрюли во время приготовления образуется налет (осадок) - это откипевшие сывороточные белки (альбумин и др.). Во-вторых, молоко не любит кипячения, постоянно стремится сбежать из плиты - над ним «шапкой» поднимается пенка, которая после кипячения покроет всю поверхность. Состоит молочная пенка из молочного жира, минеральных веществ (в том числе кальция и фосфора , которые переходят в нерастворимые соединения) и определенного количества откипевшего молочного белка казеина . Кроме того, во время кипячения практически полностью «убивается» витамин C , присутствующий в молоке. Так что кипяченое молоко по степени безопасности, безусловно, лучше сырого, а вот по степени пользы - намного хуже. Выход для всех «молочников» - употреблять молоко обеззараженное , обогащенное полезными веществами и разлитое в стерильную тару в условиях современных молочных заводов.

Светлана Борисенко, 15 ноября 2012 года.
Источник: газета «Звязда», в переводе: http://zvyazda.minsk.by/ru/archive/article.php?id=105485&idate=2012-11-15

Можно ли добавлять в чай молоко или сливки?

Много приходится слышать о том, что молоко или сливки в сочетании с кофе или чаем нейтрализуют полезное действие этих напитков, а то и наносят непоправимый вред. Однако в научной литературе конкретных данных по этой теме нет.

И кофе, и чай люди употребляют с давних времен и используют эти напитки для поднятия работоспособности, бодрости, уменьшения чувства усталости. Это все - действие на организм кофеина и похожих на него веществ (теобромина и теофиллина ), которые содержатся в кофейных зернах и листьях чая. Кстати сказать, сами растения (кофейное дерево и кусты чая) синтезируют эти вещества вовсе не для человека, а как защиту растений от насекомых . Кофеин обладает специфическим действием на нервную систему, поэтому насекомых он убивает, а человека, поскольку тот все-таки несколько больше жучка, только приводит в возбужденное состояние. Правда, если «накофеиниться» сверх меры, то и человеку мало не покажется. Действие кофеина на организм изучено давно и описано в научной литературе. В чашке кофе или чая количество кофеина может отличаться в разы - в зависимости от сорта и способа приготовления.

И кофе, и чай веками употребляют с молоком или сливками - хотя бы просто из-за вкуса . Например, англичане, от которых и пошла мода на чай с молоком, вообще не задумывались, полезно такое сочетание или нет. Они просто берегли свои фарфоровые чашки , чтобы те не треснули от кипятка, поэтому сначала наливали в чашку молоко, а потом доливали заварку.

Добавление молока, очевидно, смягчает вкус , да и элементарно снижает концентрацию кофеина в порции. Индусы вообще заваривают чайные листья горячим буйволиным молоком, добавляют много сахара и очень любят такой напиток. Я и сама так готовлю чай, только использую обычное молоко.

Если же говорить о химическом воздействии кофеина и компонентов молока, то тут молоко обладает буферными свойствами, обогащает щелочами настой кофе или чая. Известно, что в щелочной среде кофеин растворяется хуже. Такое же явление наблюдается и при снижении температуры, что также происходит при добавлении холодного молока. Поэтому можно предположить, что таким образом мы нейтрализуем определенную часть кофеина . С точки зрения врача, я бы сказала, что это очень неплохо. Хорошее настроение и высокую работоспособность человеку должны давать интересное дело и любовь, а не стимуляторы. С другой стороны, если человек за день выпьет 1-2 чашки любого кофе или чая, то с чем бы он ни употреблял эти напитки, хоть с солеными огурцами, это никак не подорвет его здоровье. А вот если человек каждые час-два бегает с чайником в руках, то суммарно он может нанести организму вред - и кофеином, и молочными добавками. Homo sapiens должен контролировать процесс.

Способы стерилизации

Стерилизация молока проводится в целях получения безопасного в санитарно-гигиеническом отношении продукта и обеспечении его длительного хранения при температуре окружающей среды без изменения качества. Существует множество способов стерилизации молока (химический, механический, радиоактивный, электрический, тепловой).

Например, стерилизация молока посредством радиационной обработки полностью исключает энергозатраты, поскольку стерилизация на гамма-установке происходит за счет радиоактивного распада источников излучения. Кроме того, молоко не подвергается нагреву, что исключает изменение вкусовых качеств и основных физико-механических свойств, отпадает необходимость охлаждения.

Тем не менее, наиболее надежным, экономически выгодным и нашедшим широкое применение в промышленности является тепловой способ.

В молочной промышленности молочное сырье стерилизуют по трем принципиальным схемам:

Одноступенчатая в упаковке - после розлива молока в упаковку и ее герметичной укупорки при температуре 115 - 120 °С с выдержкой 15 - 30 мин;

Двухступенчатая - предварительная стерилизация молочного сырья в потоке при температуре 130 - 150 °С в течение нескольких секунд, а затем вторичная стерилизация после розлива молока или молочных продуктов в упаковку и ее герметичной укупорки при температуре 115 - 120 о С в течение 15 - 20 мин;

Одноступенчатая с асептическим розливом - косвенная или прямая стерилизация молочного сырья при температуре 135 - 150 о С в течение нескольких секунд с последующим фасованием в асептических условиях в стерильную тару.

В зависимости от особенностей производства и фасования готового продукта молочное сырье стерилизуют периодическим и непрерывным способами.

Стерилизацию периодическим способом проводят, помещая продукт в упаковке (стеклянных или пластмассовых бутылках) в автоклав и создавая в нем разрежение 0,08 МПа, что соответствует температуре 121 о С. При этой температуре продукт выдерживается 15 - 30 мин. Затем температуру снижают до 20 о С. На стерилизацию молоко поступает нормализованным, гомогенизированным, прошедшим предварительный нагрев.

Стерилизация непрерывным способом в упаковке осуществляется в гидростатических башенных стерилизаторах. Фасованный в бутылки продукт подастся в первую башню стерилизатора, где нагревается до (86 ± 1) о С. Во второй башне продукт в бутылках нагревается до температуры 115 - 125 о С и выдерживается в зависимости от объема бутылки 20 - 30 мин. В третьей башне стерилизатора бутылки охлаждаются до температуры (65 ± 5) о С, в четвертой - до (40 ± 5) о С. Дальнейшее охлаждение идет в камере хранения продукта. Весь цикл обработки в башенном стерилизаторе составляет приблизительно 1 ч. Такое молоко хранится при температуре 1 - 20 о С не более двух месяцев со времени выработки .

В молочной промышленности стерилизация молока и молочных продуктов осуществляется в таре и в потоке:

1) Стерилизация в таре.

Стерилизация молочного продукта в таре может осуществляться одноступенчатым способом (после розлива в тару и ее герметичной укупорки при 110 - 120 °С с выдержкой 15 - 30 мин) и двухступенчатым (первоначально в потоке - сначала до розлива в тару при 130 - 150 о С в течение нескольких секунд, затем вторично после розлива продукта в тару и ее герметичной укупорки при 110 - 118 о С в течение 10 - 20 мин).

Готовый продукт можно хранить и употреблять в течение года. Для упаковывания продукта обычно используют стеклянные бутылки или жестяные банки.

При стерилизации молочного продукта в таре изменяется вкус и снижается его питательная ценность вследствие того, что при довольно длительном тепловом воздействии разрушаются компоненты продукта, определяющие его вкусовые и питательные свойства .

2) Стерилизация в потоке.

Наиболее прогрессивной является стерилизация продукта в потоке при ультравысокотемпературном режиме (135 - 150 о С с выдержкой несколько секунд) с последующим фасованием его в асептических условиях в стерильную тару.

Ультравысокотемпературная (УВТ) обработка позволяет увеличить продолжительность хранения продуктов до шести месяцев. При фасовании молочных продуктов в асептических условиях применяют пакет из комбинированного материала, пластмассовые бутылки, пакеты из полимерного материала, а также металлические банки и стеклянные бутылки.

Молоко, стерилизованное в потоке при ультравысокотемпературных режимах с кратковременной выдержкой, по своим качественным показателям приближается к пастеризованному молоку.

В процессе стерилизации в потоке продукт нагревается до температуры стерилизации, выдерживается при этой температуре в течение требуемого времени, охлаждается до температуры фасования в асептических условиях.

Соотношение температуры и времени обработки определяется требуемой эффективностью стерилизации и имеет большее значение для качества продукта. Верхним температурным пределом стерилизации молока в потоке является 150 о С, так как даже кратковременная выдержка при этой температуре может привести к нежелательным изменениям качества продукта. В то же время трудно осуществить технически очень быстрый нагрев до этой температуры и последующее быстрое охлаждение. Нижним температурным пределом является температура 135 о С, так как при температуре менее 135 о С эффективность стерилизации недостаточна при кратковременной выдержке. Увеличение продолжительности выдержки также нежелательно во избежание ухудшения качества продукта. Таким образом, стерилизация молока в потоке является наиболее эффективным способом тепловой обработки молока.

Стерилизация молока в потоке осуществляется путем нагрева его в аппаратах поверхностного типа (пластинчатых и трубчатых), а также пароконтактных инжекционного ("пар в молоко") и инфузионного ("молоко в пар") типов с последующим розливом молока в асептических условиях в стерильную тару (пакеты из полимерного материала).

При стерилизации в потоке молоко очищается, охлаждается и нормализуется по массовой доле жира. Затем молоко пастеризуют при температуре 76 ± 2 °С с выдержкой 20 с и охлаждают до 6 ± 2 о С. При использовании сухого молока его восстанавливают в соответствии с действующей технологической инструкцией. Для улучшения качества продукта, вырабатываемого на восстановленном молоке, рекомендуется приготавливать его из смеси с цельным молоком в соотношении, зависящем от показателей сухого молока.

Перед стерилизацией молока проверяют его термоустойчивость. Молоко термоустойчивостью по алкогольной пробе не ниже III группы направляют на стерилизацию. В молоко термоустойчивостью ниже III группы добавляют соли-стабилизаторы в количестве до 0,05 % в виде водного раствора. После внесения солей-стабилизаторов молоко перемешивают не менее 15 мин и проверяют термоустойчивость. Раствор солей-стабилизаторов вносят непосредственно перед направлением молока на стерилизацию. Не рекомендуется хранить молоко с добавками солей-стабилизаторов.

Подготовленное для стерилизации молоко предварительно нагревают до 83 ± 2 о С и направляют в деаэратор для удаления из молока не свойственных запахов и привкуса. Из деаэратора молоко температурой 75 ± 2 о С подается в гомогенизатор, в котором гомогенизируется при давлении 22,5 ± 2,5 МПа. Гомогенизированное молоко направляют на стерилизацию. После стерилизации молоко охлаждают до 20 о С и направляют на розлив.

Пищевая ценность молока после стерилизации в потоке (кратковременной) выше, чем после стерилизации в таре (длительной).

При соблюдении режимов стерилизации молоко после обработки имеет привкус кипячения и ореховый оттенок вкуса, обусловленный образованием сульфгидрильных групп, которые являются антиокислителями и препятствуют окислению и прогорканию молочного жира. Цвет молока белый или слегка кремовый. По консистенции стерилизованное молоко представляет собой однородную жидкость без наличия хлопьев белка. Допускается незначительный отстой сливок, который растворяется при встряхивании .

Ультравысокотемпературная стерилизация молока осуществляется путем косвенного нагрева в установках поверхностного типа или путем прямого нагрева в пароконтактных установках.

1) Косвенный нагрев молока.

При косвенном нагреве продукт и греющая среда разделены теплопередающей стенкой. Греющим агентом может быть пар или горячая вода, обеспечивающие нагревание молока до 136 - 138 о С в течение 12 - 20 с. Повышение температуры стерилизации ведет к образованию пригара на теплопередающей поверхности, уменьшению питательной ценности продукта и поэтому не рекомендуется.

Косвенный нагрев при ультравысокотемпературной обработке молока и молочных продуктов может осуществляться в пластинчатых, трубчатых и роторных (скребковых) теплообменниках.

При косвенном нагреве исключаются проблемы, возникающие в связи с высокими требованиями к качеству инжектируемого пара. Этот процесс более простой, надежный, менее энергоемкий, рекуперация тепла составляет 70 - 90 %.

Однако время работы установок косвенного нагрева меньше и больше зависит от качества исходного сырья. Оно составляет 6 - 12 ч с промежуточной мойкой.

Основная трудность, возникающая при использовании косвенных систем, особенно с пластинчатыми теплообменниками, заключается в пригарообразовании в секциях предварительного нагрева и стерилизации. Эти отложения образуются из смесей, денатурированных при нагревании белков и солей, и могут снизить время непрерывной работы до 4 ч и менее между мойками.

2) Прямой нагрев молока.

При прямом нагреве продукт и греющая среда находятся в прямом контакте, т е. смешиваются. Нагрев продукта осуществляется паром двумя способами; либо инжекцией пара в молоко, либо введением молока в пар. В первом случае пар под большим давлением вводится в молоко, нагревая его при этом до 140 - 150 о С в течение долей секунды (уперизация). Во втором случае молоко инжектируется в атмосферу пара в виде капель, струй или пленки (вакреация).

Качество продукта, стерилизованного путем прямого нагрева, во многом зависит от качества вводимого пара. Он должен быть сухим, насыщенным, без посторонних примесей и запахов, полученным из питьевой воды в специальных парогенераторах ("кулинарный" пар).

Основным преимуществом прямого нагрева перед косвенным является практически мгновенное нагревание всей массы продукта без теплопередающей поверхности, что позволяет обрабатывать более вязкие продукты использовать молоко более низкой термоустойчивости и работать в течение более длительного времени без промежуточной мойки (при сырье высокого качества до 15 - 20 ч).

В то же время прямой нагрев имеет ряд существенных недостатков: высокая энергоемкость и стоимость, низкий коэффициент рекуперации тепла (40 - 50 %), повышенные требования к чистоте пара, вводимого в продукт, и сложность регулирования процесса удаления конденсата на стадии охлаждения продукта в вакуум камере.

В процессе тепловой обработки (пастеризация, стерилизация, сгущение и сушка) углеводы, липиды и аминокислоты молока и сливок подвергаются глубоким изменениям с образованием многочисленных соединений, обладающих специфическими вкусом и запахом. В процессе хранения молочных продуктов изменения составных частей молока могут продолжаться, а продукты распада при взаимодействии между собой образуют новые компоненты, ухудшающие их вкус и запах.

Длительная выдержка или высокая температура обработки (от 130 до 150 °С) могут вызвать появление в молоке (и сливках) более резкого привкуса - привкуса перепастеризации, не исчезающего при хранении. К соединениям, ответственным за образование привкуса перепастеризации, помимо сульфогидрильных относятся диацетил, лактоны, метилкетоны, мальтол, ванилин, бензальдегид и ацетофенон .

Таким образом, преимущество в технологическом смысле сохраняется за контактной стерилизацией молока.