какие способы консервирования молока вы знаете
Молоко для консервирования
По биологическому воздействию на микрофлору и ферменты в основу систематизации способов консервирования пищевых продуктов положены следующие физиологические процессы: биоз (наличие жизни), анабиоз (подавление жизни) и абиоз (отсутствие жизни).Консервирование молока основано на абиозе и анабиозе.
Для уничтожения микроорганизмов и инактивации ферментов (абиоз) отдельно или совместно могут быть использованы ультразвуковые колебания, ионизирующее излучение, антибиотики, химические вещества и тепловое воздействие. В результате применения этих способов происходит стерилизация пищевых продуктов, т. е. обеспложивание или гибель микроорганизмов. Стерилизация считается эффективной, если отмирают микроорганизмы как в вегетативной, так и споровой формах.
Впервые возможность разрушения клеточной структуры с помощью ультразвуковых колебаний была установлена в 1904 г. С 1927 г. ведутся систематические исследования по использованию этого явления для уничтожения микроорганизмов в пищевых продуктах, однако природа действия ультразвука до конца еще не раскрыта.
Ультразвуковые колебания воздействуют на микрофлору, составные части молока и в том числе на ферменты. Поэтому применять ультразвуковую обработку при консервировании молока следует при обязательном соблюдении оптимальных параметров, не вызывающих существенных химических, питательных и вкусовых изменений продукта.
В молочной промышленности осваиваются гидродинамические генераторы звуковых и ультразвуковых колебаний.
Гидродинамические вибраторы, работающие в бескавитационном режиме (при давлении не более 0,3 МПа), разрушают оболочки микроорганизмов, вызывают физиологические изменения в клетках, «расшатывают» компоненты клеточных структур.
Микробиологическая обсемененность молока уменьшается в 2-3 раза при незначительных энергетических затратах на его обработку.
При обработке молока ультразвуком следует иметь в виду, что чувствительность бактерий к звуковым волнам колеблется в больших пределах. Этим объясняется различная эффективность воздействия ультразвука на микрофлору, что обусловливает ограниченность практического использования его.
В производстве молочных консервов обработку молока ультразвуковыми колебаниями следует рассматривать как дополнительную меру воздействия на микрофлору, способствующую повышению эффективности основного приема консервирования.
Способ стерилизации ионизирующим излучением достаточно прост, не требует больших затрат электроэнергии. В зависимости от длины волн применяют коротковолновое, ультрафиолетовое и лазерное излучения.
Для инактивации ферментов требуются большие дозы излучения. При этом наиболее существенно воздействие на белковый комплекс, сопровождающееся отщеплением от него кальция, магния и фосфора.
Следствием этого является значительное повышение вязкости молока и снижение его растворимости. Ионизирующее излучение можно применять только в сочетании с другими видами стерилизации, так как в результате его использования происходят изменения составных частей молока. При стерилизации молока УФ-лучами микроорганизмы также уничтожаются, но вкусовые и питательные достоинства продукта ухудшаются.
Тепловой эффект электромагнитного излучения высокой частоты также вызывает отмирание микроорганизмов.
Стерилизация возможна и с помощью антибиотиков. Однако не существует единого мнения о целесообразности промышленного использования антибиотиков для консервирования молока. Общими являются только рекомендации в отношении выбора антибиотиков.
Например, рекомендуется использовать те антибиотики, которые не применяют в терапии, а также только как дополнительное средство при одном из основных способов консервирования.
Из числа таких антибиотиков наибольшее распространение в пищевой промышленности получил низин. Низин небактерициден для плесеней и дрожжей, антибиотически активен в зависимости от рН среды и лишь по отношению к бактериям, хотя на многие грамотрицательные бактерии он не действует. В органах пищеварения разрушается ферментами пищеварительного тракта.
Усвоение продукта, содержащего низин, не снижается. Действие его заключается в расшатывании спор микроорганизмов, благодаря чему они становятся более доступными для теплового воздействия, менее термоустойчивыми, что позволяет несколько смягчать режимы стерилизации в производстве сгущенного стерилизованного молока. Законодательством применение низина разрешается не для всех продуктов и не во всех странах.
Теоретически возможная стерилизация молока химическими веществами практического использования не получила.
Химические вещества, токсически воздействующие на бактерии, обычно вызывают порчу молока. Среди них только сорбиновая кислота и ее соли, оказывающие сильное бактерицидное действие на дрожжи и плесени, нашли применение в молочной промышленности. Они нетоксичны для человека, не имеют вкуса и запаха. В организме сорбиновая кислота окисляется с образованием безвредных веществ.
Совместное применение сорбиновой кислоты и низина позволяет воздействовать на более широкий спектр микрофлоры, подлежащей уничтожению. Однако и такую комбинацию следует использовать как вспомогательное средство.
Из всех видов стерилизации наибольшее распространение в производстве молочных консервов получила тепловая обработка инжекцией пара в молоко или нагреванием его через стенку при температуре выше 100 °С и соответствующей ей выдержке.
Биохимические основы отмирания микроорганизмов при тепловой стерилизации еще недостаточно изучены. Высказываются предположения, что оно наступает из-за инактивации ферментов.
Наряду с тепловой стерилизацией в производстве сгущенных молочных консервов нашло также применение консервирование, основанное на анабиозе. Из известных приемов такой обработки при консервировании молока используют замораживание свободной воды и повышение осмотического давления в продукте, основанное на понижении активности воды до уровня, при котором развитие микроорганизмов становится невозможным или в значительной степени подавляется.
Термин «активность воды» был введен Скоттом в 1952 г. и в настоящее время является важнейшим параметром технологии консервирования пищевых продуктов. Активность воды ав характеризуется как способность ее к улетучиванию из раствора по сравнению со способностью к улетучиванию чистой воды при той же температуре.
Величина активности воды считается основным фактором, регулирующим взаимоотношения микроорганизмов с водой. Так, минимум влаги, доступный для жизнедеятельности микроорганизмов, и соответствующая ему активность воды составляют для бактерий 20-30 % при ав не ниже 0,94-0,9; дрожжей и плесеней 11-13% при ав не ниже 0,88-0,8.
В производстве молочных консервов как вторичное обсеменение продуктов наиболее опасны осмофильные дрожжи. Они могут размножаться при активности воды, близкой к 0,73. Следовательно, только при активности воды меньше 0,7 пищевые продукты сохраняются без порчи в течение длительного времени.
Эффективность воздействия температуры замораживания на микроорганизмы можно оценить по снижению активности воды.
Консервирование молока и молочных продуктов
Существует два способа получения сливок из молока: отстаивание и сепарирование.
Получить сливки путем отстаивания можно следующим образом. Свежевыдоенное молоко наливают в эмалированные кастрюли или глиняные (покрытые глазурью) горшки и ставят в прохладное место, лучше всего в погреб. Через сутки жир поднимается на поверхность и образует слой сливок, которые затем снимают и сливают в отдельную посуду. Это старый, крестьянский способ, но он имеет тот недостаток, что в снятом молоке остается еще около одного процента жира.
Более выгодно сепарирование молока на сепараторах, которые есть во многих домах на селе. При сепарировании молока надо обязательно соблюдать определенный порядок работы на сепараторе. Так, перед началом работы через барабан сепаратора следует пропустить некоторое количество горячей воды (65-70°С) для его подогрева. Пуская в ход сепаратор, вращают ручку медленно и ровно и, постепенно ускоряя вращение, через несколько минут доводят количество оборотов до нормальной величины, после чего пускают молоко в барабан. Перед началом сепарирования молоко подогревают до 35-45°С: при этой температуре оно лучше обезжиривается. Если сепаратор работает длительное время, то через каждые час-полтора его останавливают для чистки и мойки барабана. Необходимо знать, что все сепараторы имеют регулировочное устройство, с помощью которого можно получать сливки жирностью от 15 до 50%. Для приготовления сметаны и масла в домашних условиях сливки должны содержать 28-32% жира. Предприятия пищевой промышленности выпускают сливки для розничной продажи в магазинах 10 и 20%-ной жирности.
СУЩНОСТЬ И СПОСОБЫ КОНСЕРВИРОВАНИЯ МОЛОКА
Молочные консервы – это продукты, выработанные из натурального молока с применением сгущения с последующей стерилизацией или добавлением сахара и сушки. Они обладают высокой энергетической ценностью за счет концентрации составных частей молока, а также высокой транспортабельностью и стойкостью при хранении.
Консервирование – это обработка продуктов особыми способами в целях предохранения их от порчи.
Главной причиной изменения качества продуктов при хранении является действие микроорганизмов. Поэтому в основе всех способов консервирования лежат приемы, направленные либо на уничтожение самих микроорганизмов, либо на подавление их жизнедеятельности. В результате консервирования продукт приобретает способность храниться длительное время.
Из всех известных принципов консервирования для производства молочных консервов используются два: абиоз и анабиоз.
Абиоз. Консервирование по принципу абиоза основано на полном уничтожении находящихся в продукте микроорганизмов (стерилизация). При производстве молочных консервов используется тепловая стерилизация, которая осуществляется под действием высоких температур, в результате чего погибают не только вегетативные, но и споровые формы микроорганизмов. Полученное таким образом молоко выдерживает длительное хранение.
Анабиоз. Консервирование по принципу анабиоза заключается в подавлении микробиологических процессов химическими или физическими средствами. В производстве молочных консервов используют только физические средства: повышение осмотического давления (осмоанабиоз) и высушивание (ксероанабиоз).
Консервирование повышением осмотического давления основано на нарушении естественного обмена веществ между живой клеткой и средой.
Поступление питательных веществ в микробную клетку и удаление из нее продуктов обмена происходит за счет разности концентраций питательного раствора и вещества клетки. Когда концентрация веществ, растворенных во внешней среде, больше концентрации веществ внутри клетки, осмотический перенос раствора направлен из клетки наружу. При этом протоплазма клетки обезвоживается, что сопровождается плазмолизом и отделением ее от оболочки; создаются условия, неблагоприятные для жизнедеятельности микробной клетки.
Осмотическое давление в молоке составляет 0,74 МПа. Микроорганизмы, внутриклеточное давление которых составляет 0,4–0,6 МПа, попадая в молоко, ввиду незначительной разницы в давлениях при достаточном количестве влаги и питательных веществ хорошо в нем развиваются, что вызывает порчу продукта.
Повысить осмотическое давление в молоке можно путем увеличения содержания сухого молочного остатка сгущением молока и растворением в нем сахара. В сгущенном молоке осмотическое давление достигает 18 МПа.
Такое резкое по сравнению с исходным повышение осмотического давления создает условия, неблагоприятные для жизнедеятельности микроорганизмов. Однако некоторые микроорганизмы, попадающие в продукт, легко адаптируются к повышенному осмотическому давлению, поэтому молоко необходимо предохранять от попадания в него вторичной микрофлоры.
Консервирование высушиванием основано на удалении из продукта влаги и создании физиологической сухости, обусловливающей увеличение разности между осмотическим давлением в бактериальной клетке и окружающей средой.
Необходимыми условиями нормальной жизнедеятельности микроорганизмов являются достаточное содержание влаги во внешней среде и высокое содержание воды в клетках (80–85 %). Вода обеспечивает нормальное равновесие между микробной клеткой и средой, участвуя в обмене веществ. По принципу диффузии и осмоса в микробную клетку постоянно поступают растворимые питательные вещества из окружающей среды и вместе с водой из нее удаляются продукты обмена.
Для нормального протекания процессов, связанных с жизнедеятельностью микроорганизмов, необходимо, чтобы массовая доля воды в продукте составляла около 25–30 %. Поэтому, если количество влаги в продукте будет ниже минимума, требующегося для жизнедеятельности микроорганизмов, стойкость продукта при хранении повысится. Массовая доля влаги в сухом молоке составляет 3–4%, при этом сильно повышается концентрация растворенных в воде веществ и создаются условия, приводящие микроорганизмы в анабиотическое состояние. Чтобы воспрепятствовать развитию остаточной микрофлоры, высушенный продукт нужно предохранять от поглощения влаги. Продукт следует хранить в герметически укупоренной таре при относительно низких температурах (не выше 10°С), тормозящих протекание биохимических реакций.
Кроме перечисленных способов, на которых основано промышленное консервирование для уничтожения микроорганизмов и инактивации ферментов, самостоятельно или в комплексе с другими способами консервирования применяют облучение ультрафиолетовыми лучами, ионизирующие излучения, антибиотики и др. Например, в дополнение к тепловой стерилизации при консервировании молока допускается использовать антибиотик низин, который, активно воздействуя на бактерии, позволяет уменьшить продолжительность собственно стерилизации без снижения ее эффективности.
Обобщая сведения о способах консервирования, следует отметить, что молоко и молочные продукты можно сохранить в течение длительного срока, воздействуя на них всевозможными факторами. Однако любая обработка не должна сопровождаться необратимыми изменениями составных частей сухого вещества молока.
Классификация молочных консервов
в зависимости от способов консервирования
| Принцип консервирования | Способ консервирования | Молочные консервы |
| Абиоз | Тепловая стерилизация | Молоко сгущенное стерилизованное Молоко концентрированное стерилизованное Молоко нежирное стерилизованное Молоко сгущенное стерилизованное с кофе Молоко сгущенное стерилизованное с какао Сливки стерилизованные |
| Анабиоз: | ||
| осмоанабиоз | Сгущение | Молоко цельное сгущенноес сахаром Молоко нежирное сгущенное с сахаром Сливки сгущенные с сахаром Пахта сгущенная с сахаром Консервы со сгущенным молоком, сахаром и наполнителями (кофе, какао) |
| ксероанабиоз | Сушка | Молоко коровье цельное сухое Молоко сухое «Домашнее» Молоко коровье обезжиренное сухое Сливки сухие Продукты сухие кисломолочные Пахта сухая |
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Принципы консервирования молочных продуктов
Молочные консервы — это продукты из натурального молока или молока и пищевых наполнителей (компонентов), которые в результате специальной обработки могут длительное время сохранять свои свойства без изменений.
Изменение свойств и порча пищевых продуктов вызываются главным образом действием микроорганизмов, обусловливающих гниение, гликолиз, липолиз, изменение цвета, запаха, консистенции и другие пороки.
Для того чтобы надежно предохранить продукты от порчи, необходимо создать, такие условия хранения либо так видоизменить их свойства, чтобы попавшие в них микробы были уничтожены или не могли развиваться.
Используя биологические принципы, все методы консервирования можно разделить на три основные группы:
методы, основанные на принципе биоза, т. е. поддержания жизненных процессов в сырье (молоке) и использования его естественного иммунитета;
методы, основанные на принципе анабиоза, т. е. на подавлении (замедлении) жизнедеятельности микроорганизмов при помощи различных физических, химических и биологических факторов;
методы, основанные на принципе абиоза. т. е. на полном прекращении всех жизненных процессов, как в сырье, так и в микроорганизмах.
Ни один из принципов, положенных в основу этой классификации, не может быть осуществлен на практике в чистом виде. Однако каждый метод консервирования характеризуется преобладанием какого-либо одного принципа, и поэтому приведенная классификация помогает лучше уяснить сущность этих методов.
Биоз — поддержание в продукте или сырье жизненных процессов, препятствующих развитию микроорганизмов, а также использование естественного иммунитета сырья. Так, в свежевыдоенном молоке содержатся бактерицидные вещества, губительные для микроорганизмов, которые в течение определенного отрезка времени не могут размножаться (бактерицидная фаза молока).
Анабиоз— подавление биологических и физико-химических процессов, протекающих в сырье, пищевых продуктах и населяющей их микрофлоре. Различают несколько разновидностей анабиоза: термоанабиоз, ксероанабиоз, осмоанабиоз, наркоанабиоз и ценоанабиоз.
Ксероанабиоз — прекращение развития микробов путем удаления из продукта воды или доведения ее до минимального количества, при котором микробиологические и ферментные процессы максимально подавляются.
В молочной промышленности применяют сушку молока и молочных продуктов, в которых погибает часть вегетативных форм микробов, а жизнеспособность спор сохраняется. При увлажнении продукта микроорганизмы начинают развиваться, что приводит к его порче.
Осмоанабиоз — подавление развития микроорганизмов созданием высоких концентраций сухих осмотически деятельных веществ в продукте, в результате чего происходит плазмолиз клетки.
Используют консервирующее действие сахарозы, глюкофруктозных сиропов, галактозы в производстве сгущенных молочных консервов с сахаром. Требуемое для эффективного консервирования осмотическое давление 16-18 МПа обеспечивается при концентрации в сгущенном молоке сахарозы 62,5-63,3 % или глюкозы 35-36 %, поскольку молярность растворов глюкозы почти вдвое больше, чем сахарозы. Осмотическое давление 1%-ного раствора сахарозы около 0,07 МПа, глюкозы 0,12 МПа.
Некоторые микроорганизмы адаптируются к повышенному осмотическому давлению и могут развиваться в сгущенных молочных продуктах с сахаром. В связи с этим для предупреждения порчи их необходимо хранить при низких температурах.
Наркоанабиоз — ингибирующее воздействие на микроорганизмы кислорода, углекислого газа, азота. Молоко и сухие продукты хранят в среде азота или углекислого газа.
Ценоанабиоз — подавление жизнедеятельности вредной микрофлоры путем введения полезных микроорганизмов и создания благоприятных условий для их развития. Используется при производстве кисломолочных продуктов, сыра, кислосливочного масла, а также заменителей цельного молока с применением заквасок молочнокислых бактерий, подавляющих развитие гнилостных микробов.
Абиоз — полное прекращение жизненных процессов в сырье, продукте и микрофлоре. Наблюдается при стерилизации продуктов.
Тепловая стерилизация — действие высокой температуры, вызывающей гибель клеток микробов в результате денатурации белка и других необратимых изменений в цитоплазме.
Молоко стерилизуют при высокой температуре (105-107, 130-150 °С).
Лучевая стерилизация осуществляется под действием ультрафиолетовых лучей. Наибольшим бактерицидным свойством обладают лучи с длиной волны 200-295 нм. Применяют для обеззараживания тары, воздуха, поверхности стен, упаковочного материала, поверхности головок сыра и др.
Радиационная стерилизация (радаппертизация) — применение ионизирующих излучений для уменьшения количества микроорганизмов, инактивации ферментов, дезинсекции пищевых продуктов и сырья.
Облучение молока интенсивностью 1 кДж/кг способствует более продолжительному сохранению его при низких температурах. Однако при обработке молочных продуктов γ-лучами в них появляются посторонние запахи и привкусы, разлагается аскорбиновая кислота и быстро окисляется жир. Все это ограничивает применение ионизирующих излучений в молочной промышленности.
Химическая стерилизация — применение антисептиков и антибиотиков в целях подавления развития микроорганизмов в молочных продуктах.
Антисептики (сорбиновая кислота, сорбаты калия и натрия) добавляют в сгущенные молочные продукты с сахаром для подавления развития плесеней. Так, для подавления шоколадно-коричневой плесени сорбиновую кислоту в количестве 0,02 % массы продукта добавляют на стадии его охлаждения или в сахарный сироп.
Антибиотик низин используют при производстве стерилизованных молочных продуктов. Одновременно с тепловой обработкой он эффективно воздействует на спорообразующие бактерии при относительно мягких режимах. Стерилизацию проводят при 112 °С вместо 118 °С с выдержкой 10-12 мин вместо 18- 20 мин.
СУЩНОСТЬ И СПОСОБЫ КОНСЕРВИРОВАНИЯ МОЛОКА
Молочные консервы – это продукты, выработанные из натурального молока с применением сгущения с последующей стерилизацией или добавлением сахара и сушки. Они обладают высокой энергетической ценностью за счет концентрации составных частей молока, а также высокой транспортабельностью и стойкостью при хранении.
Консервирование – это обработка продуктов особыми способами в целях предохранения их от порчи.
Главной причиной изменения качества продуктов при хранении является действие микроорганизмов. Поэтому в основе всех способов консервирования лежат приемы, направленные либо на уничтожение самих микроорганизмов, либо на подавление их жизнедеятельности. В результате консервирования продукт приобретает способность храниться длительное время.
Из всех известных принципов консервирования для производства молочных консервов используются два: абиоз и анабиоз.
Абиоз. Консервирование по принципу абиоза основано на полном уничтожении находящихся в продукте микроорганизмов (стерилизация). При производстве молочных консервов используется тепловая стерилизация, которая осуществляется под действием высоких температур, в результате чего погибают не только вегетативные, но и споровые формы микроорганизмов. Полученное таким образом молоко выдерживает длительное хранение.
Анабиоз. Консервирование по принципу анабиоза заключается в подавлении микробиологических процессов химическими или физическими средствами. В производстве молочных консервов используют только физические средства: повышение осмотического давления (осмоанабиоз) и высушивание (ксероанабиоз).
Консервирование повышением осмотического давления основано на нарушении естественного обмена веществ между живой клеткой и средой.
Поступление питательных веществ в микробную клетку и удаление из нее продуктов обмена происходит за счет разности концентраций питательного раствора и вещества клетки. Когда концентрация веществ, растворенных во внешней среде, больше концентрации веществ внутри клетки, осмотический перенос раствора направлен из клетки наружу. При этом протоплазма клетки обезвоживается, что сопровождается плазмолизом и отделением ее от оболочки; создаются условия, неблагоприятные для жизнедеятельности микробной клетки.
Осмотическое давление в молоке составляет 0,74 МПа. Микроорганизмы, внутриклеточное давление которых составляет 0,4–0,6 МПа, попадая в молоко, ввиду незначительной разницы в давлениях при достаточном количестве влаги и питательных веществ хорошо в нем развиваются, что вызывает порчу продукта.
Повысить осмотическое давление в молоке можно путем увеличения содержания сухого молочного остатка сгущением молока и растворением в нем сахара. В сгущенном молоке осмотическое давление достигает 18 МПа.
Такое резкое по сравнению с исходным повышение осмотического давления создает условия, неблагоприятные для жизнедеятельности микроорганизмов. Однако некоторые микроорганизмы, попадающие в продукт, легко адаптируются к повышенному осмотическому давлению, поэтому молоко необходимо предохранять от попадания в него вторичной микрофлоры.
Консервирование высушиванием основано на удалении из продукта влаги и создании физиологической сухости, обусловливающей увеличение разности между осмотическим давлением в бактериальной клетке и окружающей средой.
Необходимыми условиями нормальной жизнедеятельности микроорганизмов являются достаточное содержание влаги во внешней среде и высокое содержание воды в клетках (80–85 %). Вода обеспечивает нормальное равновесие между микробной клеткой и средой, участвуя в обмене веществ. По принципу диффузии и осмоса в микробную клетку постоянно поступают растворимые питательные вещества из окружающей среды и вместе с водой из нее удаляются продукты обмена.
Для нормального протекания процессов, связанных с жизнедеятельностью микроорганизмов, необходимо, чтобы массовая доля воды в продукте составляла около 25–30 %. Поэтому, если количество влаги в продукте будет ниже минимума, требующегося для жизнедеятельности микроорганизмов, стойкость продукта при хранении повысится. Массовая доля влаги в сухом молоке составляет 3–4%, при этом сильно повышается концентрация растворенных в воде веществ и создаются условия, приводящие микроорганизмы в анабиотическое состояние. Чтобы воспрепятствовать развитию остаточной микрофлоры, высушенный продукт нужно предохранять от поглощения влаги. Продукт следует хранить в герметически укупоренной таре при относительно низких температурах (не выше 10°С), тормозящих протекание биохимических реакций.
Кроме перечисленных способов, на которых основано промышленное консервирование для уничтожения микроорганизмов и инактивации ферментов, самостоятельно или в комплексе с другими способами консервирования применяют облучение ультрафиолетовыми лучами, ионизирующие излучения, антибиотики и др. Например, в дополнение к тепловой стерилизации при консервировании молока допускается использовать антибиотик низин, который, активно воздействуя на бактерии, позволяет уменьшить продолжительность собственно стерилизации без снижения ее эффективности.
Обобщая сведения о способах консервирования, следует отметить, что молоко и молочные продукты можно сохранить в течение длительного срока, воздействуя на них всевозможными факторами. Однако любая обработка не должна сопровождаться необратимыми изменениями составных частей сухого вещества молока.