Особенности оценки качества молока коровьего питьевого в условиях действия Технического регламента на молоко и молочную продукцию

Поверхностное натяжение зависит от:

t среды

химического состава молока

режимов технологической обработки

продолжителности  хранения молока

содержания  кислорода

агрегатного состояния белков и жира

активности  фермента липаза

В прямой зависимости от поверхностного натяжения  находится пенообразование молока.

Осмос — односторонняя диффузия растворителя в раствор. Сила, обуславливающая осмос, отнесенная к единице поверхности полупроницаемой мембраны — осмотическое давление. Осмотическое давление молока нормального состава — относительно постоянная величина = 0,66 МПа. Оно обусловлено содержанием в молоке минеральных солей и лактозы. Чем выше осмотическое давление, тем меньше вероятность развития микроорганизмов в молочных продуктах. Этот принцип используется в технологии консервов, а также в производстве, где используется сироп (сахар).

Осмотическое  давление рассчитывают по t замерзания молока, так как t замерзания тоже зависит  от массовой доли лактозы и минеральных  веществ. t замерзания — постоянная величина, в среднем составляет - 0,555 °C (по ГОСТ 52054 не выше — 0,520 °C). Разбавление  молока водой приводит к повышению t замерзания. По её величине судят о  натуральности молока. t замерзания определяют криоскопическим методом.

Электропроводность  молока — величина обратная электрическому сопротивлению. Она характеризуется способностью раствора проводить электричество, электропроводность измеряют Сименс/м. Молоко — плохой проводник электричества, но электропроводность может увеличиваться в маститном молоке за счет изменения состава минеральных веществ. Электропроводность обусловлена наличием в молоке ионов водорода, калия, натрия, кальция, магния и хлора. Для молока = 0,46 Сименс/м. 

1.4   Тепловая и вакуумная обработка молока питьевого

Назначение  и виды тепловой обработки. Свежевыдоенное молоко имеет температуру тела животного - около 37°С, которая затем снижается  до температуры помещения, т.е. около 20-25°С. Этот диапазон температур оптимален  для развития микроорганизмов, находящихся  в сыром молоке. Для сохранения качества молока необходимо предотвратить  размножение микроорганизмов. Этого  можно достичь тепловой обработкой молока, при которой в условиях повышенной температуры уменьшается  количество микроорганизмов или  происходит их полное уничтожение (термизация, пастеризация, стерилизация), либо снижением  температуры (охлаждение и замораживание). Цель тепловой обработки - исключение передачи через молоко инфекционных заболеваний и повышение стойкости  молока при хранении. Для усиления эффекта при производстве молочных продуктов сочетают нагрев молочного сырья до 100°С или выше с последующим немедленным охлаждением до температур, требуемых стандартом. Эффективность тепловой обработки зависит от резистентности микроорганизмов, устойчивости его составных частей и интенсивности тепловой обработки. Интенсивность тепловой обработки зависит от применяемой температуры, длительности ее воздействия и движения продукта в процессе переработки.

1.Охлаждение  молочного сырья  и молочных продуктов. В целях торможения развития микроорганизмов, ферментных и физико-химических процессов при охлаждении молочного сырья и молочных продуктов температуру понижают до 2-10°С и хранят при этой температуре до переработки. В зависимости от конечной температуры охлаждения в продуктах в большей или меньшей степени могут протекать физико=химические процессы. обусловленные действием ферментов и микробиологическими процессами. Понижение температуры приводит к подавлению жизнедеятельности микроорганизмов. Эффект воздействия низких температур на микробную клетку основан на нарушении сложной взаимосвязи метаболических реакций и повреждении механизма переноса растворимых веществ через клеточную мембрану. Наряду с этим имеет место изменение качественного состава микрофлоры. Некоторые группы микроорганизмов (психрофилы) способны достаточно быстро размножаться при температуре 0-5°С. Таким образом, охлаждение продуктов до низких температур не исключает возможности его микробиологической порчи, так как возбудителями порчи белковосодержащих продуктов являются преимущественно гнилостные бактерии. При отведении теплоты замедляется тепловое молекулярное движение и изменяется состояние компонентов молока, прежде всего преобладающим числом гидрофобных связей обладает казеин. При температуре около 60°С прочность гидрофобных связей самая высокая. По мере понижения температуры сила гидрофобных связей ослабевает, агломераты распадаются на более мелкие образования. Дезагрегация обратима, но только частично, причем обратный процесс протекает с меньшей скоростью. Поэтому после хранения молока длительное время при температуре 2-6°С способность его к свертываю сычужным ферментом заметно ухудшается. Полученный сгусток характеризуется способностью к синерезису и меньшей прочностью. Неустойчивость гидрофоных связей приводит к усилению активсноти ферментов. в первую очередь ксантиноксидазы и каталазы, связанных с казеином и белковыми компонентами жировых шариков в оболочке. Ксантиноксидаза катализирует окисление многих альдегидов до кислот, а каталаза - окисление пероксидами ненасыщенных жирных кислот и спиртов. При охлаждении молочного сырья происходят частичное отвердевание и кристаллизация молочного жира в жировых шариках, что и приводит к ослаблению связей в оболочках, так как глицеридный слой теряет эластичность и становится более подверженным механическим воздействиям. Охлаждение и хранение охлажденного молочного сырья приводит к разрушению витаминов. Например, витамин С разрушается на 18% при хранении охлажденного молока 2 сут и на 67% при хранении охлажденного молока 3 сут. При охлаждении молока происходит изменение состава микрофлоры сырого молока - замедляется рост мезофильной и термофильной микрофлоры и начинают преобладать психрофильные бактерии, развивающиеся в молоке от 5 до 15°С.

2. Замораживание молочного  сырья и молочных  продуктов. При замораживании происходят более заметные физико-химические и биохимические изменения,чем при охлаждении, причем их глубина зависит от скорости замораживания и температуры хранения замороженных продуктов. Изменения обусловлены процессами кристаллизации воды, перераспределением влаги между структурными образованиями компонентов молока, повышением концентрации растворенных в жидкой фазе веществ. Влага, содержащаяся в молоке, обусловливает консистенцию и структуру продукта, определяя его устойчивость при хранении. Связанная влага имеет отличные от свободной влаги свойства. Она замерзает при более низких температурах, обладает меньшей способностью растворения, меньшей теплоемкостью, повышенной плотностью. Количество связанной влаги помимо его физико-химических свойств определяется его дисперсностью. С увеличением дисперсности продукта увеличивается количество связанной влаги. При медленном замораживании (-10°С) с образованием крупных кристаллов вне клеток изменяется первоначальное соотношение объемов межклеточного и внутриклеточного пространства за счет перераспределения влаги и фазового перехода воды. Быстрое замораживание (-22°С) предотвращает значительное диффузионное перераспределение влаги и растворенных веществ и способствует образованию мелких, равномерно распределенных кристаллов льда. Наиболее мелкие кристаллы образуются в поверхностных слоях продукта. При замораживании воды образуются кристаллы различной формы, имеющие острые вершины и кромки, вследствие чего они могут отрицательно воздействовать на грубодисперсные составные части. Максимальное кристаллообразование происходит при температуре от -2 до -8°С, поэтому, чтобы предотвратить образование крупных кристаллов льда при замораживании, необходимо обеспечить быстрое понижение температур в этом интервале. Кроме того, в этом интервале температур повышается содержание в невымороженной влаге растворенных веществ, увеличивается скорость некоторых реакций, высвобождаются ферменты и окисляются липиды. При медленном замораживании невымороженной остается около 4% свободной и 3,5% связанной влаги. В свободной влаге повышена концентрация белков, минеральных солей и лактозы. Это приводит к агрегации и дезагрегации казеиновых мицелл и потеря ими стабильности. Этому способствует кристаллизация лактозы при охлаждении и сильном перемешивании молока перед замораживанием. При медленном замораживании происходит частичная или полная денатурация белков. Такие изменения белков приводят к снижению способности свертываться под действием сычужного фермента.При медленном замораживании молочное сырье расслаивается. Замораживание сопровождается уменьшением количества и активности микроорганизмов без их полного уничтожения. Из-за изменения состояния белковолипидных комплексов и механического разрушения микробной клетки кристаллами льда возможны повреждения мембранных структур клетки. Наиболее высокая степень гибели микроорганизмов приходится при температурах -10...-12°С. Хранение при таких температурах позволяет сохранить продукты без микробиологической порчи.

3.Пастеризация  молочного сырья. Основная цель пастеризации - уничтожение патогенной токсинообразующей микрофлоры и инактивация ферментов. В результате исключается передача через молоко и молочные продукты инфекционных заболеваний и обеспечивается более длительный срок хранения. В молоко от больной коровы, с рук переболевшего персонала, загрязненного корма, питьевой воды, посуды и т.д. могут попасть такие патогенные микроорганизмы, как возбудители туберкулеза, бруцеллеза, чумы, сибирской язвы, кишечная палочка и т.д. Эти заболевания могут через молоко передаваться человеку. Стойкость различных патогенных микроорганизмов к температуре неодинакова. Как правило, патогенные микроорганизмы погибают при относительно невысоких температурах. Наиболее стойкой к нагреванию из неспорообразующих микроорганизмов является туберкулезная палочка. Возбудтель туберкулеза погибает при температурах 60-65°С в течение 30 минут. Однако есть сведения, что для уничтожения туберкулезной палочки необходима более высокая температура (75°С с выдержкой 30 минут.) Это объясняется тем, что стойкость к температурным режимам в зависимости от многочисленных факторов у разных штаммов может быть не одинакова. Поэтому при использовании молока коров с подозрением на туберкулез необходимо нагревать его до температуры 80°С в течение 30 минут или кипятить. Молоко от заболевших животных необходимо уничтожать. Остальная неспорообразующая патогенная микрофлора погибает при более низких температурах, чем туберкулезная палочка. В связи с этим при обосновании режимов пастеризации молока за основу принимают темпловую обработку туберкулезной палочки. Одним из санитарно-показательных микроорганизмов, которые могут привести в различного рода токсикозам и кишечным отравлениям, являются бактерии группы кишечной палочки (БГКП). Наличие этих бактерий в молоке говорит о нарушении требуемых санитарно-гигиенических условий производства молока. Они не выдерживают нагрева молока до 60°С в течение 30 минут. С помощью пастеризации в молоке можно уничтожить лишь вегетативные формы микрофлоры, так как наличие спор повышает тепловую устойчивость микроорганизмов на 10-15, а иногда и на 50°С. Нагревание молочного сырья до температур пастеризации приводит к инактивации ферментов, тепловая устойчивость которых также индивидуальна, как и тепловая устойчивость микроорганизмов. Температурные режимы пастеризации, принятые в молочной промышленности, полностью инактивируют щелочную фосфатазу. Известно, что после нагревания молока до 65°С в течение 30 минут фосфатаза в нем не обнаруживается. Тепловая обработка фосфатазы используется в молочной промышленности для оперделения эффективности пастеризации молока при производстве питьевого пастеризованного молока. При производстве кисломолочных напитков или масла эффективность пастеризации определяется пробой на ксантиноксидазу, которая инактивируется при температурах около 80°С. Протеазы инактивируются при температурах выше 75°С, нативные липазы - при температуре 80°С, а бактериальные липазы - при температуре 90°С. Сущность теплового разрушения микроорганизмов и ферментов состоит в тепловой денатурации белковых компонентов клеток, при которой происходит развертывание их полипептидных цепей с потерей биологических свойств. Теоретические основы пастеризации описываются уравнением Дальберга - Кука применительно к туберкулезной палочке:

lnz=α  - βt

где z- время  воздействия температуры, (c); α,β - коэффициенты, равные 36,84 и 0,48 соответственно; t - температура  пастеризации,(°C). Уравнение показывает взаимозависимость температуры  и времени для разрушения микроорганизмов  и ферментов. На производстве фактическое время выдержки Q при тепловой обработке молочного сырья не должно быть меньше теоретических значений z. При Q=z процесс пастеризации считается проведенным правильно; при Q<z - процесс пастеризации не обеспечивает безопасность продукта; при Q>z - процесс пастеризации излишне длителен.Средний эффект пастеризации равен отношению Q/z. По предложению Кука эта величина была названа критерием Пастера и стала обозначаться символом Pa. Для любого бесконечно малого отрезка времени dQ элементарный эффект пастеризации равен dQ/z, а суммарный эффект за время z обозначается Pa=logdQ / z. Для завершения процесса пастеризации и обеспечения безопасности молочных продуктов критерий Пастера должен быть равен единице или больше ее. На основании теоретических выводов для производства молочных продуктов были разработаны три вида режимов пастеризации молочного сырья, обеспечивающие уничтожение туберкулезной палочки, бактерий группы кишечной палочки и других патогенных микроорганизмов и инактивацию ферментов:

Длительная  пастеризация t=65°C, z=30 минут

Кратковременная пастеризация t=71-74°C, z=40 с

Мгновенная  пастеризация t=85°C, z=8-10 с

Эффективность пастеризации молочного сырья при  производстве различных молочных продуктов  зависит от температуры и времени  проведения процесса. Большое значение имеет первоначальное бактериальное  обсеменение и механическая загрязненность сырого молока. Эффективность пастеризации выражают отношением количества бактерий, уничтоженных пастеризацией, к количеству бактерий, содержавшихся в исходном молоке. Эффективность пастеризации должна достигать 99,5-99,98%. Для обеспечения  такого значения сьрье должно содержать  не более 3·106 KOE в 1 см³ общего количества бактерий (мезофильных аэробных и  факультативно-анаэробных микроорганизмов  КМАФАнМ), причем термостойких бактерий должно быть не более 3·104 в 1 см³, а бактерии группы кишечной палочки не должны обнаруживаться в 0,001 см³ сырья. Эффективность пастеризации по трем показателям после секции охлаждения пастеризационной установки контролируют на производстве не реже 1 раза в декаду. БГКП не должны обнаруживаться в 10 см³ молока, проба на фосфатазу должна быть отрицательной, а общее количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов не должно быть выше 104 в 1 см³.