Тепловая обработка

ХЕРСОНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ТЕХНОЛОГІЙ ПЕРЕРОБКИ ТА ЗБЕРІГАННЯ С.-Г. ПРОДУКЦІЇ

тема: Інактивація мікрофлори молока

Виконала: кандидат с.-г. наук, доцент

Балабанова І.О.

ЗМІСТ

ИНАКТИВАЦИЯ ПОСТОРОННЕЙ МИКРОФЛОРЫ.. 2

ТЕПЛОВАЯ ОБРАБОТКА.. 2

ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ИНАКТИВАЦИИ МИКРОФЛОРЫ 8

ВОЗДЕЙСТВИЕ ИНАКТИВИРУЮЩИХ ФАКТОРОВ НА КОМПОНЕНТЫ МОЛОКА.. 10

ИНАКТИВАЦИЯ ПОСТОРОННЕЙ МИКРОФЛОРЫ

ТЕПЛОВАЯ ОБРАБОТКА

Экономичность, надежность, удобность делают метод снижения или повышения температуры молока и молочных продуктов самым распространенным способом инактивация нежелатель­ной микрофлоры. Среднее значение оптимальной температуры жизнедеятель­ности микрофлоры, встречающейся в молоке, в основном совпа­дает с температурой тела млекопитающих. Понижение темпера­туры приводит сначала к замедлению, а затем и к прекраще­нию обменных процессов. Охлаждения молока и молочных про­дуктов до 4—10°С в большинстве технологических процессов оказывается достаточно для требующейся задержки развития микроорганизмов.

Первый раз охлаждению подвергают молоко на ферме. Что­бы сохранить бактерицидные и бактериостатические свойства молока на несколько суток, создать условия для нормального протекания всех технологических процессов его последующей переработки на молочном предприятии, необходимо в течение нескольких минут после выдаивания снизить температуру мо­лока до 18—20 °С, а затем за 1—3 ч--до 4—10 °С. Такое охлаждение--самый надежный способ защиты от развития до опасных пределов вредной стафилококковой и другой инфек­ции в молоке.

Во время изготовления молочных продуктов технолог дол­жен обеспечить условия, при которых молоко и молочные про­дукты, как правило, имеют температуру в интервале от 15 до 45°С не более нескольких минут. Исключение составляет тех­нология ферментированных молочных продуктов, при производ­стве которых в этом диапазоне температур производится куль­тивирование молочнокислых бактерий.

Чаще всего для охлаждения молока, пахты и сыворотки ис­пользуют пластинчатые аппараты. Для охлаждения молочных продуктов с высокой вязкостью (творожный сгусток, высоко-жирные сливки и т. д.) применяют цилиндрические аппараты, с теплообменной поверхности которых продукт непрерывно уда­ляется с помощью специальных скребков или шнеков.

В тех случаях, когда по требованиям технологии необходи­мо жесткое подавление жизнедеятельности микрофлоры, прибе­гают к повышению температуры молока. Процесс этот назван по имени французского ученого Луи Пастера пастеризацией. Использование процесса в применении к молоку предложено на основании результатов исследований И. И. Мечникова. В основе бактерицидного действия высоких температур на микробные клетки лежит повреждение рибосом, денатурация ферментных и мембранных белков.

Для того чтобы влияние нагрева молока привело к гибели микробных клеток, необходимо определенное время т, которое тем меньше, чем выше температура. Это время затрачивается как на прогрев самой бактериальной клетки, так и на протекание сложной цепи биохимических реакций, приводящих в ко­нечном счете к прекращению жизнедеятельности микроорганизма. Суммарный эффект фактического температурного воз­действия, который может быть обозначен dt, должен превышать т. Их безразмерное отношение предложено рассматривать как критерий Пастера:

Пастеризацию можно считать завершенной при условии Ра .

Помимо температуры инактивация микроорганизмов зави­сит от активности воды В цельном и обезжиренном молоке, пахте и сыворотке активность воды находится на высоком уровне. Но в этих же продуктах после их сгущения, в смеси для мороженого, в чеддеризованной сырной массе, плавленом сыре, в сгущенном молоке с сахаром значительная часть влаги находится в связанном состоянии и активность воды ниже. Это повышает сопротивляемость микроорганизмов к действию вы­сокой температуры!

Перевод рН молочной плазмы из оптимального для бактерий интервала в экстремальные диапазоны усиливает ингибирующее воздействие на микробы.

Кроме перечисленных выше, факторов на эффективность пас­теризации в сильной мере влияет степень механической загряз­ненности молока. Чем крупнее посторонние частицы в молоке и Чем больше их количество, тем выше защищенность микроорга­низмов от теплового воздействия, а следовательно, и ниже эффективность пастеризации.

Наличие или отсутствие этих факторов нужно учитывать при установлении режимов пастеризации и в первую очередь при выборе необходимой продолжительности выдерживания продукта после достижения температуры тепловой обработки.

Исходя из принципов системного подхода, при тепловой обработке молока и молочных продуктов, целью должно быть не только соблюдение установленных режимов пастеризации, но и достижение конечного результата - снижение численности популяции микроорганизмов до необходимого уровня. Это условие определяется выражением:

Необходимый минимум численности бактерий обеспечивает­ся регулированием времени выдержки, а в допустимых случаях и температурой пастеризации,

При выборе производственных режимов пастеризации наряду с необходимостью подавления микрофлоры учитывают и особенности технологии того или иного молочного продукта. Так, при изготовлении сычужных сыров температура пастеризации устанавливается в пределах 72—76 °С, чтобы не вызывать денатурации и перехода в сырную массу сывороточных белков. В производстве же кисломолочных продуктов, наоборот, повышают температуру пастеризации до 95 °С, чтобы оказать тепловое воздействие на белковую систему молока. Конкретные режимы пастеризации молока для каждого вида продукции указывают в соответствующих технологических инструкциях. 0 После того как процесс пастеризации проведен и микрофлора в нужной степени инактивирована, молоко чаще всего подвергают немедленному охлаждению. Причин того несколько.

Во-первых, в молоке одновременно с бактериями при нагреве разрушается естественная антибактериальная тиоцианат-пероксидазная система. В связи с этим обостряется потребность в применении искусственных приемов защиты от развития сохранивших свою жизнедеятельность микроорганизмов.

Во-вторых, молоко необходимо предохранить от поражения вторичной микрофлорой, которая с течением времени адаптируется к условиям, в которых эксплуатируются аппараты для пастеризации молока, и развивается в местах, затрудненных для механизированной мойки и дезинфекции (застойные зоны, поверхности под резиновыми прокладками и т. д.).

В-третьих, необходимо предохранить молоко от опасности размножения в нем патогенных форм микроорганизмов, которые могут попасть в него после пастеризации через воздух, руки обслуживающего персонала, плохо промытые части оборудования и т. п.

Наибольшее распространение получили пластинчатые пастеризаторы. Типовая пастеризационно-охладительная установка имеет в своем составе пластинчатый теплообменник с пятью секциями, выдерживатель, сепаратор-молокоочиститель, питательный насос, сосуд с регулируемым уровнем поступающего молока, систему приготовления и подачи горячей воды, систему автоматизированного контроля и управления.

В специальном выдерживателе молоко задерживается на определенное время для завершения инактивации микрофлоры, после чего начинается процесс охлаждения, сначала в секциях регенерации, затем в секциях водяного и рассольного охлаждения.

Важная роль отводится возвратному клапану, который направляет молоко в питательный бак для повторной пастеризации, если не был обеспечен нагрев молока до установленной температуры пастеризации.

В зависимости от технологического назначения пастеризаци-онно-охладительные установки имеют отличительные черты в конструктивном исполнении. Так, агрегаты предназначенные для тепловой обработки молока, при производстве кисломолочных продуктов имеют более развитую поверхность секции пастеризации, в которой температура поднимается до 90-95 °С. Выдерживание молока проводится в течение 5-6 мин, что вызывается необходимостью максимального снижения числа Мечникова, а также придания белковой системе молока определенных свойств, обеспечивающих хорошую консистенцию кисломолочных продуктов.

В некоторых случаях охлаждение молочных продуктов после пастеризации не проводится. Это имеет место, например, при нагреве сливок перед вторым сепарированием при производстве сливочного масла, при нагреве молочных продуктов перед сгущением в вакуум-выпарных установках при выпуске молочных консервов. В этих условиях для нагрева молока часто используют трубчатые теплообменники.

Удобны трубчатые теплообменники и для предприятий малой производственной мощности. Иногда они выполняют роль секции пастеризации, которая работает в наиболее жестких условиях. Остальные же секции, регенерации и охлаждения, остаются пластинчатого типа.

Режимы тепловой обработки, при которых температура не превышает 100 °С, принято называть пастеризационными. Инактивацию микрофлоры за счет нагрева выше 100 °С относят к стерилизации. В некоторых случаях выделяют промежуточную область, называя ее ультравысокотемпературной (УВТ) обработкой молока.

При стерилизации происходит уничтожение не только вегетативных форм микроорганизмов, но и их спор, которые при обычных режимах пастеризации не погибают. Стерилизация ингибирует микрофлору молока и молочных продуктов в такой степени, что последние могут храниться в течение длительного времени при комнатной температуре. Однако это становится возможным только при исключении вероятности повторного обсеменения продуктов посторонними микроорганизмами. Для этого принимают специальные меры.

В одних случаях молочные продукты стерилизуют непосред­ственно в таре: питьевое молоко в стеклянных или пластмассо­вых бутылках, молочные консервы и плавленый сыр в жестя­ных или полимерных банках. В других - фасование молока и молочных продуктов осуществляется в асептических условиях (молоко в многослойных полимерных пакетах).

Стерилизация требует ускоренного нагрева продукта до вы­соких температур. В одних установках сохраняется, как и для пастеризации, косвенный нагрев через стенки пластин теплооб­менника горячей водой, которая находится в этом случае под соответствующим давлением, предупреждающим вскипание.

В других установках используется также пароконтактный метод нагрева, когда молоко непосредственно смешивается со свободным от каких-либо примесей перегретым водяным паром. Недостатком способа является отсутствие рекуперации тепла, а следовательно, и повышенный расход тепловой энергии. Вакуумную обработку сочетают с нагревом молока не только в пароконтактных агрегатах. В некоторых случаях она включается в состав установок для пастеризации молока в сыроделии или сливок при производстве масла. При этом достигается дегазация молока, что имеет значение в производстве сыров, а также некоторое удаление летучих веществ, ответственных за посторонние запахи и привкусы.

Чем выше степень подавления микрофлоры молока и молочных продуктов, тем больше затраты энергии и труда, сложнее конструкция оборудования, значительнее неблагоприятные изменения "белков, углеводов и других компонентов молока. Поэтому для каждого случая использования тепловой обработки нужно проводить обоснованный выбор намечаемой степени инактивации микрофлоры. При этом в расчет должны быть приняты условия и сроки хранения молочных продуктов после тепловой обработки, затраты труда, энергии, материалов.