Физико-химические изменения молока при его хранении и обработке

Содержание

    1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ МОЛОКА  ПРИ ЕГО ХРАНЕНИИ И ОБРАБОТКЕ________________________________________ 3

1. Охлаждение, хранение и транспортирование молока_______ 3
2. Механическая обработка молока________________________ 5
3. Замораживание молока________________________________9

ЛИТЕРАТУРА_______________________________________________ 11 
 
 
 

    1. Физико-химические  изменения молока  при его хранении

    и обработке

    1.1 Охлаждение, хранение  и транспортирование  молока

    В процессе длительного хранения молока на фермах при температуре от 3 до 5 °С в течение от 2 до 5 суток и транспортировке на молочные заводы происходит в той или иной степени изменение почти всех основных составных частей молока и его свойств. Более значительному изменению подвергаются жир и белки, менее значительному - витамины, соли. Нарушение структуры липидных и белковых компонентов часто сопровождается ухудшением органолептических и технологических свойств молока. Вследствие перехода жира из жидкого состояния в твердое при хранении несколько повышается вязкость и плотность молока, титруемая кислотность увеличивается на 0,5-2 °Т и т. д.

    Жир. В процессе хранения и транспортировки  молока нарушается структура оболочек шариков жира и происходит гидролиз жира под действием нативных и бактериальных липаз - липолиз. Гидролиз жира приводит к прогорканию молока.

    При хранении молока в условиях низких температур бактериальные липазы играют незначительную роль в липолизе.

    Нативные  липазы, вступая в контакт с жиром при определенных условиях, вызывают его гидролиз. При этом различают два вида липолиза: спонтанный (самопроизвольный) и индуцированный (наведенный).

    Спонтанный  липолиз происходит при охлаждении молока, склонного к прогорканию. В процессе охлаждения плазменная липаза связывается с оболочками шариков жира и вызывает его гидролиз. Чувствительность молока к липолизу обусловливается зоотехническими факторами - индивидуальными особенностями животных, их физиологическим состоянием-, стадией лактации, режимами кормления и др. Спонтанный липолиз характерен для стародойного молока и молока, полученного от больных маститом животных.

    Индуцированный  липолиз возникает при разрушении оболочек шариков жира в процессе получения и обработки молока с одновременным активированием липазы. Прогорканию молока способствуют многочисленные факторы. К ним следует отнести нарушение техники машинного доения - неправильную установку молокопроводов, завышение их диаметра, особенно на стыках, подсос воздуха в системе и пр. Установлено, что частота возникновения липолиза молока при доении коров вручную в 1,5-2 раза ниже, чем при машинном доении.

    Сильное разрушение оболочек шариков жира и  повышение активности липазы обусловлено интенсивным механическим воздействием на молоко при транспортировке, а также многократном перемешивании и переливании в процессе длительного хранения при низких температурах. Например, транспортировка молока на расстояние 100 км в цистернах со степенью заполнения 100, 75, 50 % способствует повышению количества СЖК соответственно на 5, 12 и 20 %. Содержание же СЖК в молоке к концу первых суток хранения при 3-5 °С увеличивается в среднем на 30 %, к концу вторых суток - на 50 %

    Белки. Распад белков (протеолиз) в сыром  охлажденном молоке при длительном хранении могут вызывать нативные протеазы (протеиназы) молока, а также протеолитические ферменты посторонней микрофлоры.

    Нативные  протеазы молока, обладающие специфичностью по отношению к β-казеину, связаны  главным образом с мицеллами  казеина, и лишь небольшое их количество находится в плазме. При низких температурах (от 3 до 5 °С) происходит переход β-казеина и протеаз из мицелл казеина в плазму молока, в результате чего под действием ферментов β-казеин распадается на γ-казеины и компоненты протеозо-пептонной фракции.

    Повышение содержания γ-казеина и протеозо-пептонной  фракции может отрицательно влиять на сычужную свертываемость, синеретические свойства белковых сгустков, термоустойчивость молока и другие его технологические свойства.

    Витамины  и соли. При хранении и транспортировке  молока не наблюдается заметного снижения количества витаминов. Исключение составляет витамин С. Так, при хранении молока в течение 2 суток он разрушается на 18 %, а в течение 3 суток - на 67 %. Общие потери витамина С при хранении и транспортировке молока могут составлять 50 % и более.

    В процессе хранения может происходить  перераспределение форм минеральных  веществ (солей).

    1.2 Механическая обработка  молока

    Механические  воздействия при центробежной очистке  молока, сепарировании, перекачивании, перемешивании и гомогенизации  в основном сопровождаются 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 обработке возможно дробление крупных шариков жира или, наоборот, агрегирование, скопление шариков и даже их слияние вследствие дестабилизации жировой 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 степень обезжиривания, так как при механической и тепловой обработке может происходить 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 жировую 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 переливание молока в процессе длительного хранения до поступления на молочные заводы снижают стабильность жировой эмульсии. Так, содержание дестабилизованного 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 (β-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 слияние отдельных шариков с образованием вторичных шариков большего диаметра.

    Белки, соли и ферменты. Общие потери азотистых  веществ при центробежной очистке  не превышают 2,5 %. Также незначительны потери белков 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 отражается на способности молока к сычужному свертыванию.

    В процессе гомогенизации изменяются структура и свойства белков.

    Диаметр мицелл казеина уменьшается, часть  их распадается на субмицеллы, которые адсорбируются поверхностью шариков жира. С повышением давления гомогенизации в молоке и особенно в сливках наблюдается агрегация частиц казеина. Меняются и структурно-механические, а также синеретические свойства кислотного и сычужного сгустков: повышается прочность сгустков 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, повышением 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 отличается от исходной, а вязкость в результате диспергирования  жира несколько возрастает. В результате гомогенизации понижается поверхностное натяжение и увеличивается вязкость молока.