XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

При перевозке, первичной обработке и хранении молока происходят структурные изменения составлющих его компонентов. Вследствие этого возникают изменения физико-химических, технологических и органолептических свойств молока.

При термической и механической обработке, а также в процессе длительного нахождения молока в низкотемпературном режиме или в замороженном виде, состав оболочек жировых шариков подвергается изменениям. Нарушается их целостность, образуются агрегаты шариков, появляется деэмульгированный жир в результате неполной дестабилизации жировой эмульсии. Эти процессы приводят к увеличению потерь жира при технологической переработке молока, а также снижению долговечности молочных продуктов при хранении.

В процессе хранения молока при условии низких температур возможна миграция β-казеина в плазму без заметного нарушения мицелл и его дальнейший гидролиз под действием молочного плазмина с образованием γ-казеинов и протеозопептонов. Термические и механические воздействия способны повлечь за собой нарушение структуры казеина и денатурацию сывороточных белков.

Пастеризация и стерилизация также способствуют изменению солевого баланса молока, получению соединений, которые влияют на вкус, запах, цвет и биологическую ценность молочного продукта.

В солевом балансе молока возникают изменения при нагревании и охлаждении молока. При механической обработке активируются некоторые ферменты, почти все разрушающиеся при нагревании молока. Термическая обработка также приводит к частичному разрушению витаминов.

Данные изменения связаны с энергетическими воздействиями, которые объясняют возможность разрыва разных типов связей в компонентах молока, разрыв различных межмолекулярных и внутримолекулярных связей под действием тепловой или механической энергии способен привести к следующим последствиям.

При воздействии энергии излучения начинается нарушение ковалентных связей. Происходит самоокислительный процесс молочного жира.

Под действием механической энергии нарушаются гидрофобные связи. Это приводит к десорбции белковых компонентов из оболочек жировых шариков и дезагрегации мицелл казеина.

Возможность разрыва связей и, впоследствии, изменение составных частей молока зависят от длительности энергетического воздействия, от значений рН, от наличия каталитически активных веществ и окислительно-восстановительного потенциала.

В процессе охлаждения компоненты молока, которые имеют гидрофобные связи, претерпевают значительные изменения, ослабляемые при охлаждении.

При охлаждении молока жир меняет свое агрегатное состояние. Из жидкого превращается в твердое. Это увеличивает его вязкость и плотность. В результате кристаллизации тугоплавких глицеридов изменяется состав и свойства белковых оболочек жировых шариков.

Механические воздействия могут привести к нарушению целостности оболочек, а также повышению степени дестабилизации жировой фазы.

При длительном низкотемпературном хранении молока уменьшается средний диаметр мицелл казеина. Увеличивается содержание гамма-казеина и Протеозо-пептонной фракции. Молоко медленнее свертывается сычужным ферментом, увеличивается степень вязкости, прочность сгустка. Уменьшается интенсивность синерезиса сычужных и кислых сгустков.

При хранении в плазме молока количественный состав ионов кальция увеличивается, поэтому с увеличением продолжительности хранения теплостойкость молока снижается. Для длительного хранения молоко перед стерилизацией необходимо пастеризировать, а затем охладить до 4-6 °С.

Хранение сырого молока при температуре 4 °С не влечет за собой видимого снижения содержания витаминов. Исключение составляет витамин С, который разрушается на 18 % при хранении в течение 2 дней и на 67 % при хранении в течение 3 дней.

Изменение состава и свойств молока под воздействием низкой температуры зависит от температуры и скорости замораживания.

Замораживание молока при различных температурных режимах происходит неравномерно. Сначала слой чистой воды замерзает на границе раздела фаз. В остальной жидкой части концентрируются молочные компоненты, а также электролиты, которые могут вызвать нежелательные изменения белков и жиров.

Ультрафильтрацию можно отнести к мембранным методам обработки -разделению смесей с использованием специализированных полупроницаемых мембран с порами менее 0,5 мкм.

В результате ультрафильтрации на мембране остаются только высокомолекулярные вещества: жировые шарики, казеин, сывороточные белки, коллоидный фосфат кальция, белковые витамины, металлы. Вода и низкомолекулярные соединения: лактоза, растворимые соли и др., выходят через поры мембраны в фильтрат.

Продолжительность сычужной коагуляции УФ-концентрата несколько больше, чем продолжительность коагуляции неконцентрированного молока. Образовавшиеся сычужные сгустки хуже отделяют сыворотку.

В больших жировых шарах силы притяжения больше, чем силы отталкивания. В результате столкновения при броуновском движении они образуют рыхлые скопления. И скорость отложения жира резко возрастает. Свойством склеивания жировых шариков обладают иммуноглобулины, содержащиеся в молоке.

Жировые шарики диаметром менее 1 мкм не образуют скоплений и не достигают поверхности молока, так как силы электрического отталкивания между ними преобладают над силами притяжения.

Чтобы предотвратить оседание жира, нужно уменьшить размер жировых шариков, то есть увеличить степень дисперсности жировой фазы молока. Для этого используется гомогенизация.

Механические воздействия при транспортировке, центробежной очистке молока, сепарации, перекачке, смешивании и гомогенизации обычно сопровождаются изменением степени дисперсности жира. В зависимости от конструкции устройств и условий работы на них, а также от температуры и кислотности молока при его механической обработке крупногабаритные жировые шарики могут быть измельчены или, наоборот, они способны перейти в агрегатное состояние или плавление.

Механическая обработка может привести к образованию пены, что снижает стабильное состояние жировой дисперсии молока и коллоидных белковых частиц.

Кроме того, мембранная обработка и процесс гомогенизации могут привести к изменению структуры и свойств казеина и сывороточных белков.

Очистка молока практически не вызывает изменений в его компонентах, общая потеря азотистых веществ не превышает 2,5 %, потеря жира и изменение размеров жировых шариков считаются незначительными. Титруемая кислотность молока становится меньше на 0,5 - 4 ° т.

Кислотность молока при бактофугировании снижается на 1-2 °т. При сочетании применения бактофугирования с термической обработкой – на 3-4 °т.

При температуре 8-10 °С это может привести к частичной потере жира и снижению жирности молока на 0,1-0,2 %.

Предварительная обработка молока отрицательно влияет на степень обезжиривания, потому что при обработке может происходить дробление жировых шариков, а также частичное подсбивание жира.

Длительное хранение молока при низких температурах перед разделением приводит к повышению кислотности, вязкости и плотности молока. Это снижает степень его обезжиривания.

Степень обезжиривания зависит от температуры молока. Оптимальной температурой разделения считается 35-45 °с. Более высокие температуры используются только при производстве высокожирных сливок.

Менее интенсивное дробление жировых шариков происходит при разделении холодного молока, температура которого составляет 1-5 °С. Однако сепарация при низких температурах приводит к снижению производительности сепаратора, потому что степень вязкости молока увеличивается.

Для уничтожения микроорганизмов и разрушения ферментов сырье в процессе производства пищевых продуктов подвергают термической обработке. Основная цель термической обработки - получение продукта, безопасного с точки зрения гигиены и увеличивающего срок его хранения при наименьшем изменении вкуса, цвета, пищевой и биологической ценности.

В результате тепловой обработки изменяются компоненты молока, в первую очередь белки. Инактивируются почти все ферменты. Избирательно разрушаются витамины. Кроме того, изменяются физико-химические и технологические свойства молока: вязкость, поверхностное натяжение, кислотность, способность казеина к сычужной коагуляции. Молоко приобретает специфический вкус, цвет и запах.

Сывороточные белки претерпевают самые глубокие изменения при нагревании молока. Сначала происходит их денатурация, сопровождающаяся развертыванием полипептидных цепей, при этом высвобождаются ранее "скрытые" группы-сульфгидрильные, гидроксильные и др.

Затем денатурированные белки при взаимодействии SH-групп создают дисульфидные связи, с помощью которых они агрегируются с частичной или полной потерей растворимости и снижением гидратации. Самые первые агрегаты денатурированного β-лактоглобулина.

Агрегированные частицы белков молочной сыворотки малы по размеру и сильно гидратированы. Они остаются в растворе. Лишь небольшая их часть в виде хлопьев оседает на поверхности нагревательных приборов.

Вязкость молока, которую можно измерить на реовискозиметре Гепплера , становится меньше при повышении температуры.

Это явление происходит до тех пор, пока температура молока не превысит предел, выше которого начинается процесс денатурации молочных белков, сопровождающийся реакцией образования меланоидина . В результате чего скорость увеличения вязкости молока увеличивается с повышением температуры.

Кроме того, сывороточные белки, благодаря своим высоким гидрофильным свойствам, повышают способность казеина удерживать влагу, а также замедляют процесс отделения сыворотки от сгустка.

Список используемой литературы:

1. Химия и физика молока / Остроумова Т. А. / Учебное пособие. -Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. - Кемерово, 2004.- 196 с.

2.Термодинамические свойства комбинированных пищевых систем на основе овощных пюре,крупяных хлопьев и творога / Шамкова Н.Т.,Яковлева Т.В.,Зайко Г.М., Боровская Л.В. / Известия высших учебных заведений. Пищевая технология.2008.№2-3.С.64-66;

3..Транспортировка и хранение скоропортящихся пищевых продуктов / Данилин В.Н., Петрашев В.А., Боровская Л.В. / Известия высших учебных заведений. Пищевая технология.1966. №1-2.С.74 .

Код для цитирования: Скопировать