Гомогенизация

В производстве молока пастеризованного для повышения однородности и улучшения его стойкости при хранении применяется процесс гомогенизации.

Количество и размер жировых шариков в молоке непостоянны и зависят от породы, условий кормления и содержания, стадии лактации, возраста животного и целого ряда других факторов. В среднем в 1 см3 молока цельного находится около 3 млрд жировых шариков. Размеры жировых шариков колеблются в широких пределах ‑ от 0,1 до 20 мкм.

В процессе производства молока пастеризованного молочный жир в основном сохраняет свои исходные состав и свойства. Тепловое и механическое воздействия не вызывают существенных изменений жировой фазы молока.

Нормализованное по массовой доле жира и очищенное молоко гомогенизируют при давлении (12,5 ± 2,5) МПа и температуре       45–70 оС. Гомогенизацию нормализованного молока можно проводить раздельно. Для этого нормализованное молоко, подогретое до температуры 55–65 °С, сепарируют. Полученные сливки с массовой долей жира 16–20% гомогенизируют на двухступенчатом гомогенизаторе при давлении на первой ступени 8–10 МПа и на второй – 2–2,5 МПа. Гомогенизированные сливки смешиваются в потоке с обезжиренным молоком, выходящим из сепаратора-сливкоотделителя, и направляются в секцию пастеризации пастеризационно-охладителыюй установки. Сливки можно гомогенизировать также перед их смешиванием с обезжиренным молоком при составлении нормализованного молока.

Наибольшее применение в молочной отрасли получили гомогенизаторы клапанного типа, представляющие собой многоплунжерные насосы высокого давления с гомогенизирующей головкой. Жир нормализованного молока при продавливании его через кольцевую клапанную щель гомогенизирующей головки, диспергируется. Необходимое давление создается насосом. При производстве цельного молока размер жировых шариков с 3–4 мкм уменьшается до 0,7–0,8 мкм.

Пастеризация молока – одна из основных операций технологического процесса при производстве молока пастеризованного, применяемая для предохранения его от порчи и повышения стойкости при хранении.

Выбор режимов тепловой обработки молока проводят, соблюдая два основных положения:

• снижение микробиологической обсемененности продукта для повышения его стойкости;
• сохранение питательной ценности продукта.

Согласно теории пастеризации, эффективность ее определяется зависимостью температуры пастеризации от продолжительности тепловой обработки:

ln tд
= a – bt,

где tд – достаточная продолжительность пастеризации, с; a,b – коэффициенты, зависящие от устойчивости микрофлоры и среды; t – температура пастеризации, оС.

Г.А. Кук установил, что практически полное уничтожение патогенной и максимально возможное – всей другой микрофлоры при сохранении исходного качества молока обеспечивается, если a = 36,84 и b = 0,48.

Для предостережения от стремления увеличить продолжительность теплового воздействия в целях повышения эффективности пастеризации был предложен критерий завершенности процесса – критерий Пастера. Это безразмерная величина, представляющая собой отношение фактической продолжительности пастеризации tф
к достаточной tд:

Ра = tф/
tд.

Процесс пастеризации считается оптимальным и завершенным, если tф
= tд.

На основании кривых гибели патогенных микроорганизмов и инактивации фосфатазы был определен режим пастеризации в производстве молока пастеризованного: 72 оС с выдержкой 15 с. Дальнейшими исследованиями было установлено, что при наличии в сыром молоке большого количества микроорганизмов (десятки и сотни миллионов бактерий в 1 см3) такой режим не обеспечивает необходимую эффективность пастеризации. Было предложено повысить температуру пастеризации до 74–76 оС, а выдержку увеличить до 20 с. В этом случае общее количество бактерий снижается до десятков или немногих сотен тысяч клеток.

При тепловой обработке изменяются физико-химические и органолептические свойства молока.

Степень денатурации сывороточных белков при принятых в промышленности режимах пастеризации молока составляет 9–30%.

Увеличение размера частиц казеина, комплексообразование фракций сывороточных белков и казеина при повышенных температурах тепловой обработки молока (115, 130 оС ) обусловливают снижение вязкости молока цельного, так как исключается возможность дальнейшего комплексообразования белков продукта.

Влияние тепловой обработки на молоко питьевое