Молоко

Розділ 12. ТЕХНОЛОГІЯ МОЛОЧНИХ ВИРОБІВ

Промислове виробництво молочних продуктів поділяється на такі підгалузі:

• виробництво незбираномолочних продуктів (питні види молока, сметана, сир кисломолочний, кисломолочні напої, морозиво);
• маслоробство (масло вершкове та кисловершкове традиційного і нетрадиційного хімічного складу);
• сироробство (сири натуральні — тверді, м’які, напівтверді, перероблені тощо);
• виробництво молочних консервів (згущені стерилізовані, згущені з цукром та сухі молочні консерви);
• виробництво дитячих молочних продуктів (рідкі, пастоподібні продукти, сухі суміші);
• перероблення вторинної молочної сировини (суха вторинна сировина, казеїн та інші білкові концентрати, замінники незбираного молока, знежирені молочні продукти тощо).

Відповідно до вищеозначених галузей у молочній промисловості функціонують підприємства різної спеціалізації: молочні заводи та молочні комбінати, маслозаводи, сирзаводи, молочноконсервні комбінати, підприємства дитячого харчування, заводи сухого знежиреного молока, підприємства-виробники морозива та ін.

Молочні продукти одержують шляхом оброблення сировини, під час якого відбуваються хімічні, фізичні, мікробіологічні та біохімічні процеси, що підпорядковуються основним законам фундаментальних наук. Наприклад, основними засобами оброблення сировини у виробництві питних видів молока є термічні процеси, а механічне оброблення відіграє підлеглу роль; у виробництві' кисломолочних продуктів переважають мікробіологічні процеси; у виробництві молочних консервів — фізичні процеси; у маслоробстві основні процеси підлягають дії законів фізичної та колоїдної хімії.

У молочній промисловості метою застосування основних процесів є отримання молочних продуктів, що містять або всі компоненти молока, або їх частину. У виробництві питного незбираного молока, пастеризованого та стерилізованого молока, а також кисломолочних напоїв використовують усі складові компоненти молока. Виготовлення питних вершків, сметани, сиру кисломолочного, масла, сиру твердого та інших продуктів передбачає роздільне перероблення жирових і білкових компонентів молока. Виробництво молочних консервів пов’язано зі збереженням усіх сухих речовин у молоді після видалення із нього вологи.

Молочна сировина має високу харчову та біологічну цінність, відносно високу вартість, тому перероблення її повинно бути комплексним з максимальним виходом та мінімальними втратами, зі збереженням її природних властивостей.

§ 12.1. Склад і властивості  молока

Молоко — це повноцінний природний харчовий продукт, до складу якого входить близько 100 поживних речовин у збалансованому співвідношенні, зокрема незамінні амінокислоти та жирні кислоти, мінеральні солі, вітаміни, молочний цукор тощо.

Хімічний склад коров’ячого молока суттєво змінюється залежно від породи тварин, стадії їх лактації, віку, умов годування й утримання, стану здоров’я, пори року та інших чинників (табл. 12.1).

Таблиця 12.1 — Хімічний склад коров’ячого молока

Складові компоненти молока	Уміст, %
	Середнє значення	Межі коливань
Вода	87,5	86-89
Молочний жир	3,4	2,8-5,0
Білки	3,25	2,5-4,0
Молочний цукор (лактоза)	4,5	4,0-5,0
Мінеральні речовини	0,7	0,6-0,8

 

Білки молока. Найціннішою складовою частиною молока є білки, що вміщують усі необхідні людині амінокислоти, зокрема й незамінні.

За ступенем засвоювання та збалансованістю амінокислотного складу білки молока відносять до найбільш біологічно цінних, їх засвоюваність становить 96-98% , показник чистої утилізації — 82% .

Білки молока — це казеїн (близько 80% загального вмісту білків), сироваткові білки — альбумін та глобулін (близько 16%), низькомолекулярні білки та білки оболонок жирових кульок і ферментів (решта).

У молоці казеїн міститься у вигляді кальцієвої солі (казеїни ту кальцію) у трьох формах: а-, р-, у-, які відрізняються різним умістом фосфору і кальцію, а також реакційною здатністю до дії сичужного ферменту. Казеїн спроможний витримувати до сить жорстке теплове оброблення та зсідається під дією кислот та сичужного ферменту. При значеннях активної кислотності молока рН = 4,6-4,7 (ізоелектрична точка) казеїн утворює ге леподібну структуру, що й зумовлює специфічну консистенцію кисломолочних напоїв та сметани. Здатність казеїну до зсідання дає змогу отримувати білкове сирне зерно у технологіях сиру кисломолочного та сичужних сирів. При визріванні сирів казеїн під дією протеолітичних ферментів спроможний розщеплюватися на легкозасвоювані складові частини.

Альбумін (переважно а-лактоальбумін) та глобулін (В-лактотоглобулін), які відповідно становлять майже 0,6 і 0,1%, наложать до простих білків. Вони утворюють осад за температури від 75° С та вище (табл. 12.2). У виробництві сиру альбумін і глобулін залишаються у сироватці, тому їх називають сироватковими білками.

Таблиця 12.2 — Вплив температури на денатурацію альбуміна

Тривалість нагрівання, хв	Кількість денатурованого альбуміну (%) за температури, °С
	60	65	70	75	80	85	95
1	-	-	5	38	45	60	100
5	-	2	10	49	90	100	-
10	3	10	10	55	98	100	-
30	5	15	30	85	100	-	-
60	8	20	40	93	100	-	-

 

Альбумін легко засвоюють новонароджені діти завдяки утворенню більш ніжного згустку під впливом кислого шлункового соку, чим і пояснюється його підвищена кількість у материнському молоці. Глобулін відіграє надзвичайно важливу біологічну роль, бо він входить до складу імунних тіл і зумовлює бактерицидні властивості свіжонадоєного молока.

Молочний жир. Молочний жир разом із жироподібними речовинами (фосфатидами, стеринами) рівномірно диспергований у водній частині молока у вигляді емульсії. Жирові кульки емульсії оточені білково-лецитиновими оболонками, що перешкоджає їх агрегуванню та коалесценції. 1 см³ молока містить до 4 млрд жирових кульок.

Молочний жир краще за інші тваринні жири засвоюються організмом ЛЮДИНИ, ЩО пов’язано З НИЗЬКОЮ температурою його плавлення (25-30° С) та дрібнодиспергованим станом (розміри кульок — 0,5-1,0 мкм). За рахунок часткової кристалізації молочного жиру за температури зберігання більшім и молочних продуктів (4±2° С) формується досить густа консистенція сметани та жиромістких напоїв.

До біологічно активних речовин, що перебувають у безперервній фазі молочного жиру, відносять лецитин, уміст якого у молоці сягає 0,1%, і кефалін (до 0,05%). Із стеринів молока найважливішим є холестерин.

Молочний цукор (лактоза). Лактоза — це редукуючий дисахарид, що складається з молекул моноцукрів — глюкози і галактози.

 

Молочний цукор приблизно в 5 разів менш солодкий за сахарозу, але поживна цінність лактози та сахарози однакова. М організмі людини лактоза всмоктується повільніше за інші цукри, тому й доходить до товстого кишковика, де під дією молочнокислих бактерій перетворюється в молочну кислоту. Мінні гальмує шкідливі гнійні процеси і нормалізує кишкову мікрофлору.

Лактоза міститься в молоці в а- та В-формах. В-форма має меншу піну розчинність, ніж а-форма. Обидві форми можуть переходити одна в одну. Із підвищенням температури розчинність ти юзи зростає. Довготривале нагрівання молока за температури близькій до 100° С призводить до взаємодії альдегідних і рун лактози з аміногрупами амінокислот, унаслідок чого утворюються темнозабарвлені меланоїдинові сполуки.

       Цю здатність молочного цукру використовують у технологіях пряженого молока та ряжанки. За вищих температур поряд із реакцією меланоїдиноутворення відбувається також карамелізація лактози, \ наслідок чого забарвлення молока стає більш інтенсивним.

Молочний цукор відіграє надзвичайно важливу роль у виробництві молочнокислих продуктів і сирів. Під впливом мікрофлори молочний цукор зброджується до молочної кислоти, яка викликає коагуляцію казеїну з утворенням характерних для кисломолочних продуктів органолептичних властивостей.

Мінеральні речовини молока. Молоко — важливе джерело мінеральних речовин, особливо кальцію та фосфору. Вони міститься в молоці у легкозасвоюваній формі у збалансованих співвідношеннях, що особливо важливо для дитячого харчування.

Наприклад, вміст деяких макроелементів молока такий, мг%і кальцію — 120, магнію — 12, калію — 143, фосфору 93, сірки 34, заліза — 0,2.

Солі кальцію містяться в молоці в колоїдному і зв’язаному] казеїном стані. Надмірний уміст солей кальцію і магнію бути причиною зсідання молока під час теплового оброблення.

Вітаміни. Молоко містить широкий спектр жиро- та води розчинних вітамінів — вітамінів А, Б, Е, групи В, РР, С та їм, Вітаміни дуже чутливі до теплового оброблення. Так, у результмі1 пастеризації вміст у молоці вітамінів А, Е, В, В₂ та РР зменшується на 5-10%. За миттєвої пастеризації кількість віти міну С знижується на 11-12%, а за тривалої — на 20% .

До основних ферментів молока, яких налічують близько двадцяти, відносять: ліпазу, пероксидазу, каталазу, фосфатазу, редуктазу тощо. На дії ферментів класу гідролаз, оксиредуктаз та ін. ґрунтуються технології кисломолочних продуктів і сирім, Але деякі з ферментів, наприклад, ліпаза протеаза, небажані у молочних продуктах, оскільки прискорюють процеси їх псування. Крім того, за активністю деяких нативних і бактеріальних ферментів можна стверджувати про певний санітарно-гігієнічний стан сиропу молока (редуктаза) або про ефективність йоги теплового оброблення (фосфатаза, пероксидаза).

Властивості молока. За смаком і запахом молоко повинно бути чистим, без сторонніх, невластивих йому присмаків і запахів; за зовнішнім виглядом — однорідною рідиною без осаду ш пластівців, білого кольору; із жовтуватим відтінком.

За фізико-хімічними показниками молоко повинно відпомі дати вимогам, наведеним у табл. 12.3.

Таблиця 12.3 — Фізико-хімічні показники молока коров’ячого

Показник	Норма
Титрована кислотність, °Т	16-20
Активна кислотність, рН	6,65-6,7
Густина, кг/м	1,"027-1,028
Ступінь чистоти за еталоном, група	І-ІІІ
Температура замерзання, °С	Не вище, ніж мінус 0,52
Температура кипіння, °С	100,2
В’язкість, Пас	1,75-10 3
Поверхневий натяг, Н/м	43,5-Ю3
Теплоємність, Дж/(кг-К)	3,89-103

 

За мікробіологічними показниками в сирому натуральному молоці кількість мезофільних аеробних і факультативно-анаеробних

мікроорганізмів (МАФАнМ) не повинна перевищувати 3-10

4- 10КОЕ/см (для молока вищого сорту); число соматичних клітин для молока повинно становити 5-10 — 1-10 в 1 см. Енергетична цінність 100 мл молока з масовою часткою жиру 1,2% становить 58 ккал.

12.2. Механічне та теплове оброблення молока

Щоб запобігти бактеріальному забрудненню та псуванню молочної сировини до перероблення, потрібно не тільки дотримуватися санітарних і ветеринарних правил її одержання, а й забезпечити стійкість молока під час зберігання та транспортування.

Молоко до перероблення очищують, піддають тепловому та механічному обробленню, резервують і зберігають.

Очищення проводять з метою видалення механічного забруднення мікроорганізмів. Означену технологічну операцію здійснюють шляхом фільтрування або сепарування.

Найефективніше молоко очищують за допомогою сепараторів-молокоочисників, у яких у полі відцентрових сил очищення відбувається за рахунок різниці між густиною плазми молока та сторонніх домішок. Сепарування молока бажано проводити за температурою 35-45° С з метою зменшення в’язкості рідкої системи, що сприяє підвищенню ефективності процесу. На підприємствах галузі застосовують також і так зване холодне очищення молока, яке здійснюють на сепараторах, призначених для роботи за низьких температур.

При відцентровому очищенні молока разом із механічними  забрудненнями вилучають значну частину мікроорганізмів. Для досягнення найбільшого ступеня видалення мікробних клітин застосовують бактофугування, що підвищує ефективність видалення мікроорганізмів до 98% .