Реферат: Сокращение потерь компонентов молока в процессе переработки - файл n1.docx

Реферат: Сокращение потерь компонентов молока в процессе переработки
скачать (33.9 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.docx34kb.08.07.2012 15:53скачать

n1.docx

Термическая обработка молока

Термическую обработку (пастеризацию и стерилизацию) молока применяют для предохранения молочных продуктов от порчи и повышения стойкости при хранении.

Вместе с тем, в процессе тепловой обработки изменяются основные компоненты молока и свойства его: вязкость, кислотность, поверхностное натяжение, вкус, запах, цвет молока, его способность к отстою сливок, сычужному свертыванию и пр. При всех видах тепловой обработки стремятся максимально сохранить исходные данные молока, его пищевую и биологическую ценность, т. к. длительное воздействие высоких температур может вызвать необратимое изменение структуры и свойств белков и прочих составных частей молока. Разберем, как же изменяется каждый компонент молока и его влияние на свойства.

Лактоза. В процессе высокотемпературной пастеризации молока и особенно при стерилизации происходит изомеризация лактозы (образование лактулозы) и ее взаимодействие с аминокислотами (реакция меланоидинообразования).

Стерилизация молока также вызывает разложение лактозы с образованием углекислого газа и кислот — муравьиной, молочной, уксусной и др. При этом кислотность молока увеличивается на 2-3°Т.

В результате образования меланоидинов изменяется вкус и цвет молока. Механизм меланоидинообразования до сих пор окончательно не установлен. Выяснено, что реакция идет в две стадии. Первая стадия изучена подробно. Вначале лактоза взаимодействует со свободными аминогруппами. Аминокислоты, преимущественно NH2 с группой лизина, в результате образуется гликозид (лактозолизин), затем образуется лактулозилизин, который распадается на фруктозолизин и галактозу или ее изомер тагатозу.

Образование фруктозолизина снижает биологическую ценность молочных продуктов, так как он не расщепляется пищеварительными ферментами и не усваивается организмом человека. В результате тепловой обработки часть лизина белков «блокируется» и тем самым снижается количество «доступных» аминокислот. Лизин может образовывать комплексы и с другими соединениями. Например, при стерилизации молока в автоклавах возможно его взаимодействие с аланином, образующийся в результате лизиноаланин также плохо переваривается в организме человека и обладает токсичными свойствами. Следовательно, при выборе режимов тепловой обработки для сохранения пищевой ценности молочных продуктов следует контролировать содержание доступного лизина.

Часть образовавшегося фруктозолизина вовлекается в дальнейшие реакции. Из его сахарного компонента образуются разнообразные карбонильные и другие соединения. К промежуточным продуктам реакции Майара относятся альдегид, кетоны, паравиноградная кислота, уксусная, муравьиная, молочная, левулиновая, лактоны и др.

Большинство из них обнаружено в пастеризованном и стерилизованном молоке. Некоторые обладают выраженным вкусом и запахом и могут влиять (+ и -) на вкус молочных продуктов.

Вторая стадия — меланоидинообразование — до конца не изучена. Известно, что она включает реакции полимеризации и конденсации карбонильных соединений при участии аминокислт. В результате образуется смесь азатосодержащих циклических соединений типа производных пиразина, пиррола, пиридина и пр., которые имеют различную молекулярную массу, не растворимы в воде, окрашены в коричневый цвет. Альдегиды принимают участие в формировании аромата продукта.

Жиры. Молочный жир под действием высоких температур подвергается незначительному гидролизу. При этом увеличивается количество в молоке диглециридов и снижается на 2-3 % содержание в триглицеридах ненасыщенных жирных кислот. Более существенно изменяется состав оболочек жировых шариков: денатурируется их белковый компонент, и часть веществ оболочки переходит в плазму молока. В результате снижается механическая прочность оболочек и наступает частичная дестабилизация жировой эмульсии — происходит слияние некоторых жировых шариков и вытапливание жира.

Витамины и ферменты молока. Тепловая обработка молока приводит к разрушению части витаминов и потере активности почти всех ферментов. В большей степени разрушаются водорастворимые витамины (тиамин, В12, С1), количество жирорастворимых витаминов изменяется мало.

Из ферментов наиболее чувствительны к нагреванию амилаза, каталаза, фосфатаза, нативная липаза. Более устойчивы пероксидаза, бактериальная липаза и ксантиноксидаза. Фосфатаза и некоторые другие ферменты молока после потери своей активности в результате пастеризации могут вновь ее восстановить, т. е. обладают свойствами реактивации. Случай реактивации ферментов, например, фосфатазы, наблюдаются в основном после кратковременной высокотемпературной обработки высокожирного сырья.

Ферменты, сохранившие свою активность, могут вызывать в молоке и молочных продуктах нежелательные биохимические процессы, в результате которых снижаются качество, вкусовые свойства и пищевая ценность продуктов. Наибольшую опасность представляют липазы и протеиназы бактериального происхождения: липазы способствуют прогорканию молочных продуктов, протеиназы вызывают свертывание УВТ-молока.

Таким образом, мы рассмотрели, как изменяется состав молока в зависимости от термической обработки, насколько происходит потеря тех или иных компонентов. Это дает возможность регулировать режимы тепловой обработки с целью сохранения нативного состава и свойств молока. При непрерывном способе производства молоко подергается двукратной стерилизации, что вызывает значительные изменения его физических свойств: оно приобретает кремовый оттенок и привкус пастеризации.

Соли. В процессе тепловой обработки молока изменяется в первую очередь состав солей кальция. В плазме молока нарушается соотношение форм фосфатов Са; фосфорнокислые соли кальция, находящиеся в виде истинного раствора переходят в коллоидный фосфат кальция, который агрегирует и осаждается на мицеллах казеина. При этом происходит необратимая минерализация казеинат кальций фосфатного комплекса (ККФК), что приводит к нарушению структуры мицелл и снижению термоустойчивости молока. Часть фосфата кальция выпадает на поверхности теплообменных аппаратов, образуя вместе с денатурированными сывороточными белками отложения — так называемый молочный камень и молочный пригар.

Таким образом, в результате пастеризации и стерилизации в молоке снижается количество ионно-молекулярного кальция (на 11-50%), что ухудшает способность молока к сычужному свертыванию. Поэтому при выработке творога и сыра в пастеризованное молоко вносят для восстановления солевого равновесия растворимые соли в виде хлористого кальция.

Механическая обработка молока

Механические воздействия при центробежной очистке молока, сепари- ровании, перекачивании, перемешивании и гомогенизации в основном со-провождаются изменениями степени дисперсности и стабильности жировой фазы. В зависимости от конструкций аппаратов и условий работы на них, а также от температуры и кислотности молока при его механической обработ-ке возможно дробление крупных шариков жира или, наоборот, агрегирова-ние, скопление шариков и даже их слияние вследствие дестабилизации жи-ровой эмульсии. При механической обработке может образовываться пена,снижающая устойчивость низкодисперсных фаз молока (жира и белков). Количество пены зависит от свойств и температуры молока, конструкции аппаратов и т. д. Физико-химические свойства молока изменяются незначительно. Исключение составляет вязкость молока, которая после гомогенизации повышается.

Жир. Центробежная очистка не вызывает существенных изменений жира. Потери жира и изменение размеров шариков незначительны. Степень обезжиривания при сепарировании зависит от состава и физико-химических свойств молока, степени диспергирования жира, плотности, вязкости и кислотности молока. Перечисленные показатели молока определяются породой коров, стадией лактации и другими факторами. Длительное хранение молока при низких температурах (от 3 до 5 °С) перед сепарированием приводит к повышению вязкости и кислотности молока и тем самым снижает степень его обезжиривания.

Предварительное перекачивание, перемешивание и пастеризация молока также отрицательно влияют на степенью обезжиривания, так как при механической и тепловой обработке может про-исходить дробление шариков жира и частичное подсбивание жира. Степень обезжиривания повышается с увеличением температуры молока. Повышение температуры сепарирования обычно сопровождается дроблением шариков жира и вспениванием сливок Образование пены способствует частичной дестабилизации шариков жира и белков. Вследствие выделения на поверхности шариков свободного жира происходит их слипание и образование комочков жира. Степень дестабилизации жира повышается с увеличением жирности сливок.

Перекачивание молока вызывает изменение степени дисперсности жира - происходит диспергирование крупных шариков жира (диаметр от 4 до 6 мкм и более) с одновременным уменьшением количества мелких шариков (диаметром менее 2 мкм) и увеличением числа средних. Степень диспергирования жира увеличивается с возрастанием напора в линии нагнетания. Большее диспергирующее действие на жировую фазу молока оказывают центробежные насосы, меньшее - насосы диафрагменного типа. В результате механического воздействия на оболочки шариков жира в процессе перекачивания молока происходит частичная дестабилизация жира (при работе некоторых насосов молочный жир даже сбивается в комочки).

Степень дестабилизации жировой эмульсии увеличивается с повышением напора в линии нагнетания, жирности и кислотности молока, а также при подсасывании в молоко воздуха. Центробежные насосы оказывают на жиро-вую фазу большее разрушающее действие по сравнению с ротационными. Перемешивание парного молока мешалками (при охлаждении до 5 °С и хранении в резервуарах) существенно не влияет на диспергирование и стабильность жировой фазы. Однако неоднократное перемешивание и пере-ливание молока в процессе длительного хранения до поступления на молоч-ные заводы снижают стабильность жировой эмульсии. Так, содержание дес-табилизованного жира в сыром молоке, поступающем на переработку, как правило составляет от 1,1 до 2,5 % общего содержания жира, в то время как в парном молоке его лишь от 0,3 до 0,7 %. Гомогенизация молока и сливок, предназначенная для увеличения степени диспергирования жировой фазы, повышает стабильность жировой эмульсии молока и молочных продуктов, улучшает их консистенцию и вкус, а также способствует лучшей переваримости молочного жира организмом человека. В результате гомогенизации образуются однородные по величине (диаметром около 1 мкм) шарики жира.

Степень диспергирования жира зависит от температуры и давления гомогенизации. В молоке после гомогенизации не происходит скоплений шариков жира и практически не наблюдается отстоя сливок. Однако в гомогенизированных сливках могут образовываться агрегаты и скопления шариков жира, что можно объяснить следующим образом. В процессе гомогенизации резко увеличивается общая площадь поверхности шариков жира и происходит изменение состава оболочек. Нативных оболочечных компонентов недостаточно для того, чтобы покрыть возросшую поверхность шариков жира. Поэтому дефицит оболочечного вещества компенсируется за счет адсорбирования белков молочной плазмы - казеина и сывороточных белков ( ?-лактоглобулина и др.). Следовательно, в гомогенизированных молоке и сливках формируются новые оболочки шариков жира из нативных оболочечных компонентов, казеина и сывороточных белков. В молоке, характеризующемся низким содержанием жира, процесс адсорбции поверхностно-активных веществ плазмы происходит быстро, что приводит к восстановлению и даже повышению стабильности жировой эмульсии. Так, гомогенизация молока при давлении от 10 до 15 МПа снижает количество дестабилизованного жира в молоке по сравнению с исходным в 1,5-2 раза. При гомогенизации сливок, особенно с повышенным содержанием жира, формирование новых оболочек шариков идет медленнее, чем в молоке, и часть жира может остаться незащищенным. Для образования новых оболочек необходимо иметь в сливках отношение СОМО/жир выше 0,6-0,85. В сливках из дестабилизованных шариков жира выдавливается жидкий жир, с его помощью, а также при участии субмицелл казеина в процессе соударений шариков образуются агрегаты и скопления. Может происходить также слия-ние отдельных шариков с образованием вторичных шариков большего диа-метра.

Белки, соли и ферменты. Общие потери азотистых веществ при цен-тробежной очистке не превышают 2,5 %. Также незначительны потери бел-ков при бактофугировании и сепарировании. Попадание в молоко воздуха в процессе перекачивания может снизить стабильность частиц белка. Однако изменение степени диспергирования белков обычно незначительно и не от-ния гомогенизации в молоке и особенно в сливках наблюдается агрегация частиц казеина. Меняются и структурно-механические, а также синеретиче-ские свойства кислотного и сычужного сгустков: повышается прочность сгу-стков и замедляется синерезис. На соли и ферменты молока более значительное влияние оказывает гомогенизация. В процессе гомогенизации меняется солевой состав молока: в плазме молока увеличивается количество кальция в ионно-молекулярном состоянии, а часть коллоидного фосфата и цитрата кальция адсорбируется поверхностью шариков жира. После гомогенизации часто наблюдается активация ферментов молока - ксантиноксидазы, липазы и др. Активация липазы в гомогенизированном молоке может сопровождаться образованием свободных жирных кислот, по-вышением титруемой кислотности и прогорканием молока.

Физико-химические свойства молока. При механической обработке они меняются следующим образом. Титруемая кислотность молока в результате центробежной очистки снижается на 0,5-4 °Т, а при бактофугировании на 3-4 °Т. Плотность молока после перекачивания насосами незначительно отли-чается от исходной, а вязкость в результате диспергирования жира несколько возрастает. В результате гомогенизации понижается поверхностное натяже-ние и увеличивается вязкость молока. Повышение вязкости гомогенизированного молока и сливок обусловлено увеличением общей площади поверхности жировой фазы, образованием агрегатов шариков жира и адсорбцией белков на их оболочках.

Сгущение и сушка молока

Физико-химические изменения липидов, белков, лактозы, солей и других компонентов молока, начавшиеся при пастеризации, продолжаются в процессе сгущения и сушки. Длительное воздействие высоких температур может привести к нарушению структуры белков, оболочек шариков жира, комплексованию аминокислот с углеводами и другим необратимым изменениям, в результате которых снижается пищевая и биологическая ценность, а также стойкость молочных консервов при хранении.

Липиды. Во время сгущения происходит диспергирование жировой фазы с увеличением количества мелких шариков жира (диаметром менее 2 мкм). В результате повышения дисперсности жира в сгущенном цельном молоке снижается количество дестабилизованного жира. Однако при увеличении продолжительности сгущения наблюдаются укрупнение шариков жира и частичная дестабилизация жировой эмульсии. В процессах распыления сгущенного цельного молока и сушки происходит, как правило, дробление шариков жира. Но изменение дисперсности жира во многом зависит от температуры воздуха, подаваемого в сушилку, -при температуре от 160 до 170 °С размер шариков жира уменьшается, при температуре от 190 до 195 °С - увеличивается. Вместе с тем при сушке может увеличиться количество свободного жира, который отрицательно влияет на физико-химические и органолептические показатели продукта. При сгущении и сушке происходит частичный гидролиз триглицеридов молочного жира и уменьшение в их составе количества ненасыщенных жирных кислот. При этом в продуктах может повышаться содержание летучих жирных кислот (уксусной, муравьиной и др.), лактонов, карбонильных соединений и др. Вследствие гидролиза уменьшается (на 10-16 %) количество фосфолипидов и появляются продукты их распада - лизофосфатиды и фосфатидные кислоты.

Белки и лактоза. В процессах сгущения и сушки изменяются структура и свойства белков молока. При сгущении вследствие увеличения концентрации солей кальция, изменения структуры ККФК и комплексования ?-казеина с сывороточными белками происходит укрупнение мицелл казеина. В процессе сушки наблюдается частичное перераспределение фракций ка-зеина, а также денатурация сывороточных белков, снижающая растворимость продукта. Во время сгущения и сушки часть белков и свободных аминокис-лот вступает во взаимодействие с лактозой, т. е. наблюдается реакция Майара. Это приводит к ухудшению органолептических свойств готовых продуктов. Свободные аминокислоты молока - цистеин, метионин и другие - могут подвергаться термическому расщеплению. При сгущении молока увеличивается концентрация лактозы, ее раствор переходит в состояние, близкое к насыщенному. Последующее охлаждение сгущенного молока приводит к выпадению части лактозы в виде кристаллов. В процессе сушки небольшая часть лактозы кристаллизуется, но основная масса переходит в аморфное состояние. В аморфной лактозе преобладает ?-форма, которая при дальнейшем процессе кристаллизации переходит в ?-гидратную форму. Аморфное состояние лактозы обусловливает высокую гигроскопичность сухих молочных продуктов. Кристаллизация лактозы во время хранения сухого молока ухудшает его свойства.

Соли и витамины. В процессе сгущения концентрируются минеральные вещества молока, изменяется соотношение между катионами и аниона-ми, часть фосфорнокислых солей кальция переходит в нерастворимое со-стояние. При сушке наблюдается дальнейшее выпадение фосфата кальция.

Это приводит к понижению в готовых продуктах содержания растворимого кальция и фосфора. При сгущении и сушке снижается количество витаминов. Так, при сгущении уменьшается содержание витамина А на 10-19 % (каротина - на 12-15), В2 - на 8-21, С - на 20, В6 и B]2 - на 40, Е - на 3-12 %. Во время распыли-тельной сушки витамин С разрушается на 20 %, витамины В1 и В2 - на 30, В12 - на 10-35, B6 - на 34 % (остальные витамины изменяются незначительно). При вальцовой сушке потери витаминов (С, В1 и др.) значительнее.

Содержание:

1) Термическая обработка молока

2) Механическая обработка молока

3) Сгущение и сушка молока
Список литературы:

  1. О.В. БОГАТОВА, Н.Г. ДОГАРЕВА: «ХИМИЯ И ФИЗИКА МОЛОКА»

  2. www.milkbranch.ru - cайт журнала «Переработка молока» (электронный ресурс)

  3. www.edka.ru - сайт «Здоровое питание» (электронный ресурс)


Термическая обработка молока
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации