 |
Глава 2. Переработке молока предприятиями молочной промышленности
|
|
|
|
Введение
Актуальность: Важное место в рационе питания человека занимают молоко и молочные продукты. Молоко содержит все без исключения питательные вещества, необходимые организму человека. Одно из наиболее отличительных и важных свойств молока как продукта питания - его высокая биологическая ценность и усвояемость, благодаря наличию полноценных белков, молочного жира, минеральных веществ, микроэлементов и витаминов.
Усвояемость молока и молочных продуктов колеблется от 95 до 98%. Молоко также способствует усвоению других пищевых продуктов. Особенно большое значение для организма имеют кисло-молочные продукты, обладающие высокой диетической и лечебной ценностью.
Наряду с коровьим молоком в пищу используется молоко других животных: овец, коз, оленей, кобылиц, верблюдиц, буйволиц и др.
Овечье молоко по сравнению с коровьим более чем в 1,5 раза богаче жиром и белком. Его применяют для производства брынзы и других видов рассольных сыров.
Козье молоко используют в смеси с овечьим при выработке брынзы и сыра. В козьем молоке больше витамина С и минеральных веществ, чем в коровьем.
Молоко кобылиц представляет собой белую с голубоватым оттенком жидкость. Оно отличается от коровьего сладким вкусом благодаря повышенному содержанию лактозы, содержит меньше жира, солей и белков. Его используют для приготовления кумыса.
Цель, задачи курсовой работы - изучения особенностей технологии получения доброкачественного молока.
Глава 1. Пищевая ценность, состав и свойства коровьего молока
Пищевая ценность молока
Коровье молоко характеризуется высокой пищевой ценностью, которая обусловлена оптимальным содержанием в нем белков, жиров, углеводов, минеральных солей и витаминов, причем соотношение и форма, в которой компоненты присутствуют в молоке, способствуют их хорошей перевариваемости и усвояемости. В настоящее время в молоке известно свыше 200 различных компонентов. К главным компонентам относят воду, белок, жир, лактозу и минеральные вещества (см. табл.2).
|
|
|
В молоке также присутствуют витамины, ферменты, гормоны и пр. Из посторонних веществ могут содержаться антибиотики, пестициды, детергенты, токсичные элементы, радионуклиды, афлатоксины и т.п.
Химический состав молока, степень дисперсности его составных частей определяют химические и физические свойства молока. Наиболее важные для процессов переработки молока свойства приведены в табл.5.
Молоко и молочные продукты, характеризуются энергетической ценностью, которая дополняет пищевую ценность продукта. Ее можно рассчитать по следующей формуле:
Э = (37,7Ж + 16,7Б + 15,9Л) * 1,
где Э - энергетическая ценность, кДж; Ж, Б, Л - соответственно массовая доля содержания жира, белка и лактозы в сырье или продукте, %; 37,7, 16,7 и 15,9 - коэффициенты.
Таблица 5. Химические и физические свойства коровьего молока
| Показатель | Среднее значение | Интервал колебаний |
| Титруемая кислотность, °Т | 17 | 16... 20 |
| Величина рН1) | 6,69 | 6Д..6.8 |
| Окислительно-восстанови- | ||
| тельный потенциал, мВ | 275 | 200...350 |
| Плотность1), кг/м3 | 1028,5 | 1027...1033 |
| Вязкость1), Па*с | 1,8-КГ3 | (1,1...2,5) 10-3 |
| Температура замерзания, °С | -0,55 | - 0,51... - 0,58 |
| Удельная электропроводи-мость11, См/м | 0,455 | 0,39...0,51 |
| Теплоемкость1), Дж/ (кгК) | 3890,9 | 3778...4020 |
| Теплопроводность1*, Вт/ (м-К) | 0,503 | 0,395...0,590 |
При температуре 20 °С.
Вода и сухое вещество молока
Как видно из данных табл.2, основной удельный вес в молоке составляет вода (влага); на остальные компоненты, входящие в состав сухого вещества, приходится 10...13% (за исключением овечьего и буйволиного молока).
|
|
|
Большая часть влаги в молоке (до 85%) находится в свободном состоянии и может представлять угрозу для сохранности молочных продуктов, однако она сравнительно легко удаляется при сгущении и сушке.
Средняя массовая доля сухого вещества в коровьем молоке составляет 12,5%, но она может колебаться в течение лактации, а также в зависимости от возраста животных, рационов кормления и других факторов. В сухое вещество входят жир, белок, молочный сахар, минеральные вещества, витамины, ферменты и др. При вычитании из массовой доли сухого вещества массовой доли жира получают сухой обезжиренный молочный остаток (СОМО), содержание которого должно быть равным 8% или выше. Существуют различные формулы для расчета сухого вещества. Формула Фаррингтона:
С=4,9*Ж + А / 4+0,5
где С - массовая доля сухого вещества, %; Ж - массовая доля жира в молоке, %; А - плотность молока при 20°С, выраженная в градусах лактоденсиметра (ареометра).
Показатели сухого вещества (и сухого обезжиренного остатка) обусловливают не только пищевую ценность молока, но и его расход при производстве молочных продуктов.
Молочный жир
Средняя массовая доля жира в молоке - 3,6%. Молочный жир - источник энергии, энергетическая ценность 1 г его равна 37,681 кДж (9 ккал). Он является ценной частью молока, однако с биологической точки зрения и физиологии питания белки превосходят молочный жир. В молоке жир присутствует в виде эмульсии или суспензии в молочной плазме. Диаметр жировых шариков колеблется от 0,1 до 20 мкм средний размер - 3...4 мкм. Число жировых шариков в 1 см3 молока составляет около 15 млрд. Каплю жира окружает тонкая защитная оболочка (5...10 нм), имеющая довольно сложный состав.
Молочный жир представляет собой смесь различных триацилглицеринов, при незначительном содержании ди-, моноглицеридов и жирных кислот. Жирные кислоты, входящие в состав молочного жира, разнообразны по составу; среди них преобладают насыщенные кислоты (около 65%), а содержание незаменимых полиненасыщенных жирных кислот - линолевой, линоленовой и арахидоновой - незначительно (3...5%), что снижает его пищевую ценность.
В состав оболочек жировых шариков входят фосфолипиды, липопротеины, протеины, цереброзиды, стерины, ферменты, витамины (A, D, каротин) и другие сопутствующие вещества.
|
|
|
Содержание жира в заготовляемом молоке имеет важное значение при производстве масла и других высокожирных молочных продуктов.
Белки
Приблизительно четвертую часть общего содержания сухих веществ в коровьем молоке составляют белки. Они имеют наиболее благоприятный качественный и количественный аминокислотный состав, что определяет их высокую биологическую ценность. В организме человека белки играют роль пластического материала, необходимого для построения новых клеток и тканей, а также для образования биологически активных веществ (ферментов и гормонов). Степень чистой утилизации молочного белка в организме человека составляет 75%. Основой белковых молекул являются более 20 аминокислот, 18 из которых обнаружены в молочном белке. К незаменимым аминокислотам относятся 8 из 18. Большая часть из них (метионин, триптофан, лизин, фенилаланин, лейцин) в белке молока содержится в количествах, значительно превышающих их содержание в белках растительных продуктов.
Средняя массовая доля белков в молоке составляет 3,2% (с колебаниями от 2 до 4,5%). В состав белков входят казеин (в среднем 2,5...2, б %) и сывороточные белки (0,6%).
Казеин молока является гетерогенным белком. Он состоит из as1-, aS2-, β - и к-фракций (преобладают as1 - и β - казеин, а к-казеин выполняет защитную функцию при образовании частиц (мицелл).
В молоке белок находится в виде коллоидных частиц размером 50...300 нм и характеризуется высокой термоустойчивостью.
Сывороточные белки представлены β - лактоглобулином (0,4%), a -лактальбумином (0,1%), а также иммуноглобулинами и альбумином сыворотки крови, в сумме составляющими около 0,1%. Глобулины и альбумины молока находятся в коллоидно-дисперсном состоянии, имеют размер частиц 15...50 нм и выше, не свертываются под действием сычужного фермента, являются термолабильными белками (при нагревании молока частично выпадают в осадок и вместе с солями образуют "молочный камень").
|
|
|
Биологическая ценность сывороточных белков выше, чем казеина, поэтому они широко используются при производстве детских и диетических продуктов (альбуминного творога, различных паст и др.).
От содержания белков в заготовляемом молоке зависит выход продукции при выработке творога, сычужных сыров, казеина и молочно-белковых концентратов.
Углеводы
В молоке углеводы представлены в основном лактозой - углеводом, характерным только для молока, а также глюкозой и галактозой. Лактоза - дисахарид, находящийся в молоке в виде молекулярной дисперсии. Лактоза присутствует практически во всех молочных продуктах, участвует в формировании их свойств, обусловливает пищевую и энергетическую ценность молока. В организме человека под действием лактазы и микроорганизмов желудочно-кишечного тракта лактоза сбраживается до молочной кислоты, создавая среду, препятствующую развитию гнилостных микроорганизмов. В молоке средняя массовая доля его - 4,7% (колебания от 4,5 до 5,3% ).
Молочный сахар - углевод, необходимый для питания новорожденных в первые дни жизни; он нужен для нормального обмена веществ, работы сердца, почек и печени. Калорийность 1 г лактозы составляет 3,8 ккал (15,909 кДж). В чистом виде молочный сахар представляет собой кристаллический порошок белого цвета. На предприятиях вырабатывается молочный сахар-сырец и рафинированный, которые используются для получения лактулозы и в фармацевтической промышленности. Лактоза является источником углерода для молочнокислых бактерий, которые подвергают ее сбраживанию под действием ферментов - на этом свойстве основано производство кисломолочных продуктов, сыра, кислосливочного масла.
Минеральные вещества
Молоко служит постоянным источником поступления в организм минеральных веществ, наибольшее значение из которых имеют макроэлементы - кальций, фосфор, калий, натрий и магний. Больше половины всех минеральных веществ составляют соли кальция и фосфора. Кальций в молоке находится в растворимом состоянии, и значительная часть его связана с казеином в виде казеинаткальцийфосфатного комплекса (ККФК), что делает его практически полностью усвояемым. Фосфор входит в состав белка всех клеток организма, является компонентом нервной ткани и клеток мозга. Микроэлементы молока (железо, медь, иод, марганец, цинк, кобальт и др.) имеют большое значение для нормального обмена веществ в организме, синтеза витаминов, ферментов, гормонов.
В настоящее время начался выпуск молочных продуктов, обогащенных кальцием, железом и йодом.
В молоке находятся все жизненно необходимые витамины. Витамины делятся на две группы: жирорастворимые (A, D, Е, К) и водорастворимые (С, группы В, биотин и др.). Между этими группами витаминов существуют функциональные различия. Так, жирорастворимые витамины участвуют в окислительно-восстановительных реакциях, транспорте кальция и фосфора, обладают антиоксидантными свойствами; водорастворимые комплексы витаминов входят в состав ферментов, в том числе ферментов молока. Многие витамины отличаются большой чувствительностью к высоким температурам, свету, действию кислот, оснований, кислорода. Учитывая большое значение витаминов для жизнедеятельности организма, в промышленности налажено производство различных продуктов, обогащенных витаминами.
|
|
|
Ферменты и гормоны
В молоке обнаружено большое количество ферментов различного происхождения. Различают ферменты нативные и бактериального происхождения. В зависимости от специфического действия на различные субстраты ферменты подразделяются на окислительно-восстановительные, трансферазы, гидролазы, ферменты расщепления и др.
Для молочной промышленности имеют важное значение ферменты молока, относящиеся к группам оксидоредуктаз и гидролаз.
Так, оксидоредуктазы играют исключительно важную роль во многих технологических процессах в сыроделии, при производстве кисломолочных продуктов и т.д. Количество некоторых ферментов, например каталазы, служит ценным показателем качества молока. Концентрация лактопероксидазы обусловливает антибактериальную активность молока, а результаты пероксидазной (и фосфатазной) пробы дают представление об эффективности пастеризации молока.
Липаза, относящаяся к гидролазам, образуется в организме животного (нативная) и с кровью поступает в молочную железу, а затем - в молоко. Бактериальная липаза вырабатывается посторонней микрофлорой - плесенями, микрококками, псевдомонадами, попадающими в молоко. Липаза может адсорбироваться на поверхности жировых шариков. При гидролизе она расщепляет эфирные связи в триацилглицеринах, в результате чего образуются жирные кислоты и глицерин.
Воздействию липазы в первую очередь подвергаются глицериды низкомолекулярных кислот. Она может быть причиной ярко выраженных пороков вкуса и запаха молока и молочных продуктов. Максимальное действие липазы (нативной) проявляется при рН 8,8 и температуре 37°С, бактериальной - при рН 7. В свежем молоке молочный жир обычно не подвергается самопроизвольному воздействию липазы. Однако при сильном перемешивании молока с образованием пены, при гомогенизации, перекачивании его насосами, быстрой смене температур липаза активируется при низких температурах (65...75°С), а бактериальная - полностью разрушается при температуре выше 80°С.
Другая гидролаза - фосфатаза попадает в молоко из секреторных клеток вымени, а также вырабатывается некоторыми бактериями молока. Она катализирует гидролиз сложных эфиров фосфорной кислоты. В молоке присутствуют кислая и - в большем количестве - щелочная фосфатаза.
К гидролазам также относятся протеазы, лизоцим и некоторые другие ферменты. Нативная протеаза - плазмин переходит в молоко из сыворотки крови, бактериальные протеазы вырабатываются посторонней микрофлорой. Плазмин проявляет специфичность по отношению к фракциям казеина - наиболее чувствителен к нему р-казеин. В результате его действия образуются γ-казеины, при этом снижается выход творога и сыра (γ - казеин мы "теряем" с сывороткой) и могут образовываться горькие пептиды. Лизоцим обладает антибактериальными свойствами - разрушает клеточные стенки стафилококков и других возбудителей мастита коров.
К гормонам молока относятся пролактин, окситоцин, соматотропин, половые гормоны, тироксин и др.
Микрофлора сырого молока
В молоко микроорганизмы попадают непосредственно из вымени или внешней среды, из воздуха, воды, с рук обслуживающего персонала, с посуды, кожи животного и т.д. На любом этапе производства, переработки, транспортирования и хранения молока возможно попадание в него микроорганизмов. В молоке обнаружены бактерии, дрожжи и плесени. Молоко, содержащее только микрофлору, поступившую в него из вымени здоровой коровы, условно называют асептическим. В 1 см3 такого молока насчитывается от нескольких сотен до нескольких тысяч микроорганизмов.
Бактерии. В молоке обычно встречаются молочнокислые, колиформные, маслянокислые, пропионовокислые и гнилостные бактерии.
Группа молочнокислых бактерий включает палочки и кокки, которые могут образовывать цепочки различной длины. Молочнокислые бактерии не образуют спор, они являются факультативными анаэробами. Большинство из них погибает при нагревании до 70°С. В качестве источника углерода молочнокислые бактерии используют лактозу, сбраживая ее до молочной кислоты, а также уксусной кислоты, углекислого газа, этанола. Многие из них используются при производстве молочных продуктов.
Колиформные бактерии ( бактерии группы кишечных палочек) - факультативные анаэробы, их оптимальная температура развития составляет 30...37°С. Они обнаружены в кишечнике, на поверхности рук, в нечистотах, в загрязненной воде и на растительности. Колиформные бактерии сбраживают лактозу до молочной кислоты и других органических кислот, углекислого газа и этанола. Кроме того, они разрушают белки молока, в результате чего появляется посторонний запах. Некоторые виды бактерий являются причиной мастита у коров.
Колиформные бактерии могут нанести существенный вред при производстве сыров. Помимо возникновения посторонних запахов в результате повышенного газообразования в процессе их жизнедеятельности, нарушается текстура сыра на ранней стадии его созревания. Развитие бактерий прекращается при рН ниже 6, поэтому их активность наблюдается именно на ранних стадиях созревания сыра, когда лактоза еще не полностью сброжена. Колиформные бактерии, как правило, погибают при пастеризации молока.
Маслянокислые бактерии - анаэробные спорообразующие микроорганизмы, оптимальная температура их развития - 37°С. Они плохо развиваются в молоке, однако прекрасно чувствуют себя в сырах, где соблюдаются анаэробные условия. По сути, данные бактерии являются "разрушителями" сыра. Маслянокислое брожение, сопровождающееся образованием в большом объеме углекислого газа, водорода и масляной кислоты, что приводит к образованию "рваной" текстуры сыра и прогорклого вкуса. Споры маслянокислых бактерий не обезвреживаются при режимах пастеризации. Для их удаления и подавления развития используют специальные операции: микрофильтрацию, бактофугирование, добавление селитры, поскольку сыров.
Пропионовокислые бактерии не образуют спор, оптимальная температура их развития - 30°С. Некоторые виды выдерживают пастеризацию. Сбраживают лактаты до пропионовой кислоты, углекислого газа и других продуктов. Чистые культуры пропионово-кислых бактерий используют при производстве некоторых видов кисломолочных продуктов и сыров.
Гнилостные бактерии включают очень большое число видов различных форм, образующих споры и бесспоровых, аэробных и анаэробных. Попадают в молоко с кормами, водой, с рук работников и т.п. Гнилостные бактерии продуцируют ферменты, расщепляющие белки; они могут разрушить их полностью до аммиака. Этот тип разложения известен как гниение, Многие из гнилостных бактерий продуцируют также фермент липазу, т.е. могут разлагать молочный жир.
Глава 2. Переработке молока предприятиями молочной промышленности
Переработка молока при производстве основных молочных продуктов включает обязательные для всех операции - приемку молока и его первичную обработку (очистку, нормализацию, охлаждение и тепловую обработку). Различие в выработке молочных продуктов заключается в проведении дополнительных операций - гомогенизации, заквашивания, сквашивания (или свертывания, сгущения, сушки), охлаждения и хранения.
Приемка молока
Требования к качеству заготовляемого молока. Поступающее на предприятия молочной промышленности молоко должно отвечать требованиям, предусмотренными ГОСТом1. Первое и важнейшее из них - молоко должно быть получено от здоровых животных в хозяйствах, благополучных по инфекционным заболеваниям. Это подтверждается справкой о ветеринарно-санитарном благополучии хозяйства - поставщика молока (сырья).
В настоящее время действующий ГОСТ 13264-88 "Молоко коровье. Требования при закупках" пересматривается.
После определения качественных показателей для приемки молока по весу используют весы для молока, а для контроля количества молока в потоке применяют разнообразные счетчики или расходомеры.
|
|
|
