Поєднання температури і часу
Поєднання ступеня нагріву і його тривалості - дуже важливий фактор, що визначає інтенсивність теплової обробки. На рис. 6.1.1 графічно показано, при яких поєднаннях цих двох характеристик гинуть бактерії групи кишкової палички, збудники черевного тифу і туберкульозу. Відповідно до цих графіків групи кишкових паличок гинуть при дотриманні протягом 1 секунди при температурі 70 ° С. При температурі 65 ° С для знищення цих бактерій молоко треба витримувати протягом десяти секунд. Ці комбінації - 70 ° С / 1 с і 65 ° С / 10 с - надають однаковий летальну дію на бактерії.
Збудник туберкульозу більш стійкий до тепловій обробці, і для його гарантованого знищення потрібно витримка в 20 секунд при 70 ° С або близько двох хвилин при 65 ° С. У молоці також можуть перебувати теплотривкі мікрококи. Як правило, вони абсолютно нешкідливі.
Обмеження при тепловій обробці
Інтенсивна теплова обробка молока бажана з точки зору боротьби з мікроорганізмами. Але така обробка передбачає ризик негативного впливу на зовнішній вигляд, смак та поживну цінність молока. При високих температурах білки в молоці денатурируют. Це означає, що інтенсивна теплова обробка істотно погіршує придатність молока для виготовлення сиру. Сильне нагрівання призводить до зміни смаку: спочатку виникає присмак кип'яченого, а далі - пригорілого молока. Таким чином, слід підбирати оптимальний режим теплової обробки, при якому гарантовано знищувалися б хвороботворні мікроорганізми і не погіршувалися б якісні показники. У зв'язку з тим, що теплова обробка стала найважливішою складовою молочного виробництва і її значення отримало загальне визнання, були розроблені різні види теплової обробки, які перераховані в таблиці 6.1.1.
Таблиця 6.1.1
Основні види теплової обробки, що застосовуються в молочному виробництві
Низькотемпературна тривала пастеризація молока
Високотемпературна короткочасна пастерізаціямолока
Високотемпературна короткочасна пастеризація вершків
Високотемпературна обробка (СОТ) (стерилізація в потоці)
Стерилізація в тарі
Термізація
На багатьох великих молокозаводах немає можливості піддати пастеризації та переробці все молоко відразу після його надходження.
Частина молока доводиться зберігати в танках протягом декількох годин або днів.
В таких умовах навіть глибоке охолодження не є достатнім для запобігання серйозного погіршення якості молока.
Тому на багатьох молокозаводах молоко піддають попередньому нагріванню до температур нижче, ніж при пастеризації, з метою придушення мікрофлори, що знаходиться в молоці. Цей процес називається "термізація". Молоко витримують при температурі 63-65 ° С протягом 15 секунд. При цьому режимі не пригнічується активність фосфатази. У багатьох країнах заборонена подвійна пастеризація молока, тому термізація припиняється до виникнення умов, необхідних для пастеризації.
Для того щоб не допустити розмноження аеробних спороутворюючих бактерій після термізаціі, молоко слід швидко охолодити до 4 ° С або нижче і не допускати його змішування з необробленим молоком. Багато експертів дотримуються думки, що термізація робить позитивний вплив на деякі спороутворюючі бактерії. Теплова обробка викликає проростання суперечка, а це означає, що вони будуть зруйновані при подальшій пастеризації молока.
До термізаціі слід вдаватися тільки у виняткових випадках. Головна мета - піддати пастеризації все молоко протягом 24 годин після його надходження на обробку.
Низькотемпературна тривала пастеризація молока (LTLT)
Початковий спосіб теплової обробки був процес, при якому молоко нагрівалася до 63 ° С у відкритих ємностях і витримувалося при цій температурі протягом 30 хвилин. Цей спосіб отримав назву "тривалої низькотемпературної пастеризації" (LTLT-low temperature, long time).
Високотемпературна короткочасна пастеризація (HTST)
В даний час молоко практично завжди піддається термічній обробці в поточних процесах, таких як термізація, пастеризація або високотемпературна обробка (СОТ).
HTST - це скорочення від англійського (high temperature, short time) "високотемпературний короткочасний процес". На практиці застосовуються різні поєднання температури та витримки в залежності від якості молочної сировини, типу продукту, що виробляється і вимог до строків зберігання.
Високотемпературна короткочасна пастеризація молока проводиться при 72-75 ° C протягом 15-20 секунд, після чого слід охолодження. При такому поєднанні температури і витримки руйнується фермент фосфатаза. Таким чином, щоб переконатися в ефективності пастеризації молока, його перевіряють на наявність фосфатази. Результат перевірки повинен бути негативним, тобто не повинно бути виявлено ніякої активності фосфатази.
Вершки і кисломолочні продукти
Перевірка на фосфатазу не повинна проводитися в продуктах, жирність яких перевищує 8%, так як через порівняно невеликий час після пастеризації активність ферменту відновлюється. Теплова обробка також повинна бути більш жорсткою, так як жир має низьку теплопровідність.
Тому для перевірки результату пастеризації вершків використовується інший фермент - пероксидаза (тест на пероксидазу за методикою Шторха / Storch /). Продукт нагрівається до температури понад 80 ° С і витримується при ній близько п'яти секунд. Настільки потужна теплова обробка виявляється достатньою для придушення пероксидази. Перевірка повинна показати негативний результат, тобто в продукті не повинно бути виявлено ніякої активності пероксидази.
Оскільки з кисломолочними продуктами теж не можна проводити перевірку на фосфатазу, при перевірці якості їх пастеризації також використовується тест на пероксидазу. Молоко, призначене для виробництва кисломолочної продукції, зазвичай піддається сильному нагріванню з метою згортання сироваткових білків і посилення їх здатності зв'язування води (щоб уникнути утворення сироватки).
ультрапастеризація
До ультрапастеризації вдаються, коли продукт потребує певного терміну придатності.
Деяким виробникам досить і двох діб, в той час як інші хочуть продовжити традиційний для пастеризованих продуктів термін зберігання з 2-16 діб до 30-40 днів.
Головна мета - звести до мінімуму основні джерела обсіменіння мікроорганізмами молочної продукції під час її виробництва і упаковки, а також термін її придатності. Це вимагає виключно високого рівня виробничої гігієни та здійснення поставок при температурі не вище 7 ° С: чим нижче температура, тим довше термін придатності.
Нагрівання молока до 125-138 ° С протягом 2-4 секунд з наступним його охолодженням до температури нижче 7 ° С - запорука тривалого терміну придатності. Букви ESL (скор. Від англійського Extended Shelf Life - тривалий термін зберігання) проставляються на продуктах, які пройшли теплову обробку, яка гарантує тривалий термін їх придатності. Проте такі продукти теж повинні зберігатися при низьких температурах і при транспортуванні, і в магазинах до моменту їх реалізації.
Високотемпературна обробка (СОТ).
Стерилізація в потоці
Даний вид теплової обробки рідких харчових продуктів проходить при надвисоких температурах, зазвичай в діапазоні 135-140 ° С, протягом короткого періоду часу. Така обробка вбиває мікроорганізми, які в іншому випадку зіпсували б продукт. СОТ являє собою безперервний процес, що протікає в закритій системі, що оберігає продукцію від попадання в неї мікроорганізмів з повітряного середовища.
Продукція в швидкому темпі проходить стадії нагріву і подальшого охолодження. Невід'ємною частиною процесу є асептична завантаження, що оберігає продукцію від повторного бактеріального обсіменіння.
На практиці застосовуються два методи СОТ:
• Непрямий підігрів і охолодження в теплообмінниках
• Прямий нагрів впорскуванням пара або подачею молока в парову середу з наступним охолодженням прірасшіреніі в вакуумі.
Стерилізація в тарі
До теперішнього часу використовується спочатку розроблений метод стерилізації в ємностях, що проводиться зазвичай при 115-120 ° С протягом 20-30 хвилин.
Після нормалізації жирності, гомогенізації і нагрівання до 80 ° С молоко розливається в чисту тару - зазвичай це скляні або пластмасові пляшки для рідкого молока і консервні банки - для згущеного. Ще не охолола продукція, призначена для подальшої упаковки, переміщається в автоклави, а для безперервного виробництва - в гідростатичну вежу, де відбувається її стерилізація.
Попередній нагрів
Зазвичай необхідні для подальшого виробничого процесу температури забезпечуються відразу після пастеризації, але іноді потрібно тимчасово охолодити і витримати молоко в такому стані перед його остаточною обробкою. Наводимо кілька прикладів. Молоко, призначене для виробництва сиру, попередньо нагрівається до 30-35 ° С перед відправкою в ванни, де перед додаванням сичужного ферменту проводиться остаточне регулювання температури. Як нагревающей середовища використовується гаряча вода. З метою зниження виробничих витрат в якості первинного теплоносія може бути використана і сироватка, що залишається від попередньої партії. Молоко для виробництва йогурту попередньо нагрівається до 40-45 ° С, після чого направляється на ферментацію. В якості теплоносія використовується гаряча вода.
Молоко може також піддаватися попередньому нагріванню перед додаванням в нього, крім ферментів, шоколадної пудри, цукру, жирів і інших добавок, необхідних для виробництва різних молочних продуктів.