Технологии

Процессы, происходящие при выработке сгущенного молока с сахаром и сгущенного стерилизованного молока

Кафиятуллова А.А.
Технологический институт –филиал ФГБОУ ВПО «Ульяновская ГСХА им. П.А.Столыпина»
Производство  сгущенного  молока  с  сахаром  основано  на  увеличении концентрации сухих веществ молока путем сгущения и добавления сахарозы
17.07.2020

По ГОСТ 2903—78 сгущенное молоко с сахаром должно иметь следующий состав (в %) и свойства: содержание влаги не более 26,5, сахарозы не менее 43,5, сухих веществ молока не менее 28, в том числе жира не менее 8,5; кислотность не более 48°Т; вязкость 3—10 Па*с. Основным показателем, определяющим качество сгущенного молока с сахаром, является консистенция (наиболее часто встречающийся порок продукта — изменение его консистенции — загустевание). Консистенция сгущенного молока с сахаром обусловливается составом и свойствами сырья и физико-химическими изменениями составных частей молока во время технологических операций производства продукта — пастеризации, сгущения молочной смеси и охлаждения продукта (кристаллизации молочного сахара).

Один из важнейших факторов, влияющих на консистенцию сгущенного молока с сахаром, — химический состав молока, главным образом, его белково-солевой состав. Для производства продукта наиболее пригодно молоко с низкой величиной соотношения между жиром и СОМО (около 0,425), с мелкими жировыми шариками и казеиновыми мицеллами и оптимальным содержанием кальция (не более 125 мг %). Эти показатели зависят от времени года, стадии лактации, породы, состояния здоровья животных и других факторов. Вязкость готового продукта зависит от кислотности молока. Повышение кислотности сырого молока (в результате сбраживания бактериями молочного сахара) нарушает солевой баланс молока, снижает тепловую устойчивость казеина.

При физико-химическом изменении сгущенного молока происходит: При пастеризации денатурируют сывороточные белки, концентрация которых при сгущении увеличивается. Изменяется структура казеина: он приобретает способность к агрегации. Часть солей молока переходит в нерастворимое состояние — изменяется соотношение между катионами кальция, анионами фосфорной и лимонной кислот. Таким образом, режим пастеризации влияет на белково-солевой состав молока и, следовательно, на вязкость сгущенного молока с сахаром и его стойкость к загустеванию при хранении. Так, температура пастеризации молока 85—95°С способствует повышению вязкости сгущенного молока с сахаром, а температура выше 100°С — получению продукта сравнительно жидкой консистенции. Режим пастеризации следует выбирать с учетом сезонных изменений состава и свойств молока. Например, для весенне-летнего периода, когда наблюдается увеличение кислотности, содержания в молоке сухих веществ и повышение склонности продукта к загустеванию, рекомендуется пастеризация при температуре 105—112°С. При данной температуре не происходит резкого увеличения размеров частиц белка, и в дальнейшем получается продукт с низкой вязкостью. В осенне-зимний период при пониженном содержании в молоке сухих веществ следует применять температуру 95—96°С. Она способствует увеличению размера частиц казеина и некоторому повышению вязкости готового продукта. Более высокая температура пастеризации в данный период приводит к получению сгущенного молока слишком низкой вязкости.

Во время сгущения возрастает концентрация солей кальция, в результате чего казеиновые мицеллы укрупняются и соединяются с денатурированными сывороточными белками. Изменению подвергается жировая фаза молока. При пастеризации дробятся жировые шарики, комочки слипшихся шариков разъединяются, снижается скорость отстаивания сливок. Во время сгущения, наряду с дроблением жировых шариков (при увеличении числа мелких шариков размером менее 2 мкм), наблюдается их укрупнение и частичная дестабилизация жировой эмульсии. Кроме того, частично гидролизуются триглицериды молочного жира. При этом выделяются летучие жирные кислоты и лактоны, которые вместе с продуктами распада молочного сахара участвуют в
формировании свойственных пастеризованному молоку вкуса и запаха.

В неохлажденном сгущенном молоке с сахаром содержится 11—12 % лактозы, которая растворена в 25—26 % влаги, образуя при 50—60°С насыщенный раствор. В растворе лактоза присутствует в структурно-изомерных α- и в- формах, находящихся в равновесии. При охлаждении продукта после сгущения (до 20°С) раствор лактозы становится пересыщенным, и часть ее выпадает в виде кристаллов. Быстрое охлаждение сгущенного молока с сахаром до температуры усиленной кристаллизации (18—20°С) способствует образованию большого количества мелких кристаллов лактозы. Длительное охлаждение может привести не только к выпадению крупных кристаллов лактозы, но и к другим порокам продукта.

Сгущенное стерилизованное молоко, согласно требованиям ГОСТ 1923-78, должно содержать не менее 25,5% сухих веществ, в том числе не менее 7,8% жира (молоко концентрированное стерилизованное — сухих веществ не менее 27,5%, в том числе жира не менее 8,6%). Качество сгущенного стерилизованного молока и его стойкость при хранении во многом зависят от качества исходного молока и режимов тепловой обработки. Термоустойчивость исходного молока Термоустойчивость является важным технологическим свойством молока, определяющим способность сохранять при высоких температурах свои первоначальные свойства. К факторам, обусловливающим термоустойчивость молока, в первую очередь относят состав казеина, солей и рН. При увеличении в молоке концентрации фосфатов и цитратов уменьшается количество ионов кальция, что приводит к нарушению структуры казеинового комплекса и снижению его устойчивости.

Кроме перечисленных факторов термоустойчивость молока может зависеть от размера казеиновых мицелл — чем они мельче, тем более термоустойчиво молоко, и наоборот. Мелкие мицеллы содержат, как правило, больше казеина и меньше коллоидного фосфата кальция по сравнению с крупными, и поэтому они в меньшей степени склонны к агрегации. Снижению термоустойчивости молока способствует повышенное количество термолабильных сывороточных белков, содержащееся в молоке коров, больных маститом, и в молозиве. Термоустойчивость молока имеет сезонный характер — в феврале-марте и октябре-ноябре она снижается в 2—2,5 раза по сравнению с летними месяцами.

Особенности пастеризации, сгущения и стерилизации молока
При выборе режимов тепловой обработки должна преследоваться цель — минимальное тепловое воздействие на белки и другие составные части молока, т. е. сохранение или даже повышение термоустойчивости исходного молока. Для полного уничтожения микроорганизмов молоко обычно стерилизуют при 116—118°С в течение 15—17 мин. Такой режим может выдержать только термоустойчивое молоко. При производстве сгущенного стерилизованного молока применяют антибиотик низин. Он снижает терморезистентность споровых бактерий — возбудителей микробиологической порчи сгущенного стерилизованного молока (бомбаж, свертывание). Добавление низина позволяет проводить стерилизацию при более низкой температуре и с меньшей выдержкой.

Сухие молочные продукты и зцм
Сухие молочные продукты обладают высокой пищевой ценностью, хорошо сохраняются в обычных условиях. Сухие З М успешно используют для выпойки молодняка сельскохозяйственных животных, что позволяет решить проблему недостатка молока на заводах в зимний период, а также снизить риск падежа телят. Производство сухих молочных продуктов и З М основано на удалении из молока в процессе сушки влаги (до содержания 4—7%). При таком содержании влаги подавляется развитие микроорганизмов, так как развитие бактерий возможно только при наличии в среде не менее 25—30% влаги, плесеней — не менее 15%. Качество свежевыработанных сухих молочных продуктов и З М (растворимость, консистенция, цвет, вкус) зависит от состава и свойств исходного молока (молочной смеси), а также физико-химических изменений белков, жиров, углеводов, солей во время пастеризации, сгущения, гомогенизации и сушки.

Загустевание относится к основным порокам сгущенного молока с сахаром. Оно появляется во время хранения продукта. В результате самопроизвольного загустевания продукт приобретает излишне вязкую консистенцию и становится нестандартным (продукт, хранившийся от 2 до 12 мес, должен иметь вязкость не более 15 Па • с. Реже порок наблюдается при хранении сгущенного стерилизованного молока, Основные причины порока — изменение физико-химических свойств белков и нарушение устойчивости коллоидной системы молока. Комковатая и хлопьевидная консистенция сгущенного молока с сахаром характеризуется наличием мелких хлопьев и комочков казеина, образующихся при частичной коагуляции белка. Появляется в продукте, выработанном из молока повышенной кислотности (например, из молока с примесью молозива и т. д.)

Мучнистая и песчанистая консистенция сгущенных молочных консервов вызывается нарушением процесса кристаллизации лактозы в сгущенном молоке с сахаром. Допускаемые размеры кристаллов лактозы в продукте составляют не более 15 мкм. Медленное нерегулируемое охлаждение продукта может привести к образованию кристаллов размером 16—20 мкм или более (см. табл. 35) и, как следствие, появлению порока. Необходимо строго соблюдать режимы охлаждения сгущенного молока с сахаром. Пониженная растворимость сухих молочных продуктов наблюдается при сильной денатурации сывороточных белков в процессе сушки.

Потемнение молочных консервов возникает при образовании большого количества меланоидинов в результате реакции между аминогруппами белков и альдегидной группой лактозы и глюкозы. Прогорклый вкус обусловлен гидролизом жира под действием оставшейся после пастеризации липазы. Салистый и другие (рыбный, металлический и др.) привкусы возникают при
хранении сухих молочных продуктов и ЗЦМ.

Библиографический список
1. Уханов А.П., Уханов Д.А., Иванов В.А., Благодарина Л.М., Демидов Е.В., Сафаров Р.К. Влияние ультразвуковой обработки растительно-минерального топлива на показатели тракторного дизеля. // Тракторы и сельхозмашины. 2010. No 6. С. 5-8.
2. Уханов А.П., Уханов Д.А., Иванов В.А., Благодарина Л.М. Смеситель биоминерального топлива. Патент на изобретение RUS 2429057 16.02.2010
3. Благодарина Л.М., Демидов Е.В. Влияние ультразвука на теплотворные и физические свойства биотоплива. // Наука в современных условиях: от идеи до внедрения. 2010. No 1. С. 12-18.
4. Благодарина Л.М. Госпожа упаковка.// Современное развитие экономических и правовых отношений. Образование и образовательная деятельность. 2008. Т. 2008. С. 207-210.
5. Малахова Т.Н. Значение нетрадиционных форм обучения и организации практик в формировании профессионального интереса и подготовки современного специалиста товароведа. Научный вестник No11 // Димитровград: Технологический институт – филиал ФГБОУ ВПО «Ульяновская ГСХА им. П.А. Столыпина», 2013. 124 с.;
6. Малахова Т.Н., Курьянова Н.Х., Левина Н.Н. Качество продуктов питания - гарантия хорошего здоровья подрастающего поколения. Наука в современных условиях: от идеи до внедрения: материалы международной научно-практической конференции. No1, 2012 г. С.74-87;
7. Малахова Т.Н. Роль подготовки товароведа-специалиста торговли при вхождении в ВТО. Наука в современных условиях: от идеи до внедрения: материалы международной научно-практической конференции. No1, 2013 г. С. 40-44;
8. Малахова Т.Н. Качество рыбного филе, реализуемого торговым предприятиям г. Димитровграда. Наука в современных условиях: от идеи до внедрения: материалы международной научно-практической конференции. No1, 2013 г. С. 44-52.
9. Малахова Т.Н., Курьянова Н.Х., Левина Н.Н. Качество продуктов питания - гарантия хорошего здоровья подрастающего поколения.// Наука в современных условиях: от идеи до внедрения. 2012. No 1. С. 74-87.
10. Курьянова Н.Х., Феоктистова Н.А., Васильев Д.А. Воздействие теотропина на бактерии видов и родов.// Наука в современных условиях: от идеи до внедрения. 2010. No 1. С. 80-82.
11. Курьянова Н.Х. Безопасный дезинфектат нового поколения - препарат «Теотропин».// Наука в современных условиях: от идеи до внедрения. 2010. No 1. С. 77-80.
12. Курьянова Н.Х. Резервуар и распространение инфекции ОРТ.// Наука в современных условиях: от идеи до внедрения. 2012. No 1. С. 60-64.
13. Курьянова Н.Х. Изучение бактерицидного и бактериостатического действия теотропина на микроорганизмы различной морфологической структуры.// Наука в современных условиях: от идеи до внедрения. 2013. No 1. С. 35-39.
14. Курьянова Н.Х. Дезинфектология и ее проблемы.// Наука в современных условиях: от идеи до внедрения. 2009. No 1. С. 141-147.
15. Курьянова Н.Х. Основы полимеразной цепной реакции.// Наука в современных условиях: от идеи до внедрения. 2006. No 1. С. 170-174.
16. Курьянова Н.Х. Изучение бактерицидного и бактериостатического действия теотропина на микроорганизмы различной морфологической структуры.// Научный вестник Технологического института - филиала ФГБОУ ВПО «Ульяновская ГСХА им. П.А. Столыпина». 2013. No 11. С. 56-60.
17. Курьянова Н.Х. Биологические свойства бактерий вида Ornithobacterium Rhinotracheale - возбудителей орнитобактериоза птиц.// Научный вестник Технологического института - филиала ФГБОУ ВПО «Ульяновская ГСХА им. П.А. Столыпина». 2013. No 11. С. 60-64.
18. Курьянова Н.Х. Совершенствование технологической линии производства молока на базе сельхозпроизводителей.// Научный вестник Технологического института - филиала ФГБОУ ВПО «Ульяновская ГСХА им. П.А. Столыпина». 2013. No 12. С. 243-245.
19. Курьянова Н.Х. Разработка биотехнологических параметров по получению протективного инактивированного антигена.// Наука в современных условиях: от идеи до внедрения. 2013. No 1. С. 24-29.
20. Исайчев В.А. Влияние макро- и микроэлементов в их взаимодействии на физиолого-биохимические процессы и продуктивность растений яровой пшеницы. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук / Казань, 1997.
21. Костин В.И., Костин О.В., Исайчев В.А. Результаты исследований по применению мелафена при возделывании сельскохозяйственных культур. В сборнике: Состояние исследований и перспективы применения регулятора роста растений нового поколения «Мелафен» в сельском хозяйстве и биотехнологии. Сборник материалов Всероссийского семинара-совещания. Казань, 2006. С. 27-34.
22. Дозоров А.В., Исайчев В.А., Андреев Н. Влияние предпосевной обработки семян пектином и микроэлементами на качество урожая озимой пшеницы, гороха и сои. Зерновое хозяйство. 2001. No 1. С. 31-33.
23. Исайчев В.А., Хованская Е.Л. Влияние стимуляторов роста на динамику площади листьев. Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2008. No 2. С. 47-48
24. Костин В.И., Офицеров Е.Н., Исайчев В.А. Использование пектина и микроэлементов как регуляторов роста и развития растений. Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2000. No1. С. 5-9.
25. Исайчев В.А., Мударисов Ф.А., Андреев Н.Н., Еремина Т.Н. Практикум по технологии хранения и переработки продукции растениеводства. Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия имени П.А. Столыпина. Ульяновск, 2005.
26. Исайчев В.А., Андреев Н.Н., Костин В.И. Стандартизация и сертификация продукции растениеводства и продуктов переработки ФГОУ ВПО "Ульяновская ГСХА". ульяновск, 2005.
27. Исайчев В.А., Андреев Н.Н., Наумов А.Ю. Технология производства, хранения и переработки продукции растениеводства. Допущено Министерством сельского хозяйства Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 080200.62 «Менеджмент» / Ульяновск, 2013.
28. Дозоров А.В., Исайчев В.А. Влияние предпосевной обработки семян микроэлементами на динамику азота в растениях яровой пшеницы и сои Международный сельскохозяйственный журнал. 1999. No 4. С. 53-54.
29. Исайчев В.А., Мударисов Ф.А. Фотосинтетическая деятельность растений озимой пшеницы в зависимости от предпосевной обработки семян пектином и микроэлементами. Зерновое хозяйство. 2003. No 7. С. 19-21.
30. Исайчев В.А., Андреев Н.Н., Мударисов Ф.А. Влияние регуляторов роста и хелатных микроудобрений на урожайность и показатели качества гороха и озимой пшеницы. Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2012. No 1. С. 12.
31. Исайчев В.А., Дозоров А.В. Влияние предпосевной обработки семян микроэлементами на фотосинтетическую деятельность посевов яровой пшеницы и сои. Зерновое хозяйство. 1999. No 6. С. 12-13.
32. Дозоров А.В., Исайчев В.А. Влияние хелатов и пектиновых веществ на посевные качества семян. Международный сельскохозяйственный журнал. 1998. No 5. С. 57-59.
33. Исайчев В.А., Хованская Е.Л. Влияние стимуляторов роста на динамику площади листьев. Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2008. No 2. С. 47-48.

Источник: журнал "Наука в современных условиях: от идеи до внедрения. 2014. № 1. С. 298-294.