Лекции для студентов

Характеристика и методы обработки молочного белково-углеводного сырья — Консервирование

Консервирование

Для сохранения первоначальных свойств сыворотки и некоторых полуфабрикатов помимо пастеризации и охлаждения могут применяться различные способы консервирования.

В основе консервирования лежит прекращение жизнедеятельности микроорганизмов, которые могут вызвать порчу продуктов, или прекращение биохимических процессов, происходящих в продуктах под влиянием ферментов, а также торможение окислительно-восстановительных реакций.

Методы консервирования ВМС: пастеризация, охлаждение, введение консервантов, сгущение, сушка или сочетание различных способов (введение консервантов + сгущение, сгущение + охлаждение, введение консервантов + сгущение + охлаждение, пастеризация + сгущение + охлаждение и др. ). Применение того или иного способа консервирования или их сочетания определяется назначением продукта, возможностями предприятия и экономическими соображениями.

Введение консервантов

Доступными и недорогими консервантами, являются: аскорбиновая кислота, свекловичный сахар, формалин (формальдегид), перекись водорода, поваренная соль, сорбиновая кислота.

Формалин и перекись водорода используют для консервирования натурального молочного белково-углеводного сырья. 40 % формалин вводят в количестве 0,025 %; 30 % перекись водорода — 0,03 %. Перекись водорода и формалин как консерванты для продуктов питания не используют, за исключением молочного сахара. При производстве молочного сахара перекись водорода инактивируется на стадии очистки сыворотки, а формалин отходит с межкристальной жидкостью (мелассой). Готовый продукт не содержит консервантов. Перекись водорода разлагается после 45 — 50 ч хранения сырья. Формалин сохраняется в сырье более 3 суток.

Сорбиновую кислоту применяют для консервирования как натурального, так и сгущенного молочного белково-углеводного сырья. При этом консервированное сырье можно использовать в производстве различных пищевых продуктов (хлебобулочных, макаронных, кондитерских, мясных и др.). Оптимальная доза сорбиновой кислоты 0,05 % от массы концентрированного сырья с массовой долей сухих веществ (СВ) 13 и 20 %, и 0,1 % от массы концентрированного сырья до 30 % СВ и сгущенного сырья до 40 % СВ. Раствор консерванта готовят при температуре 55 — 65 °С за 30 мин до внесения в основную массу сыворотки. Сорбиновая кислота оптимальной дозой до 0,1 % может быть рекомендована и для консервирования натуральной подсырной и творожной сыворотки. Срок хранения увеличивается до 5 суток при температуре не более 20 °С.

Свекловичный сахар в продукте значительно замедляет процесс порчи. Поэтому предложен способ производства консервированной сыворотки с сахаром с массовой долей СВ 52,5 и 65 % («Сыворотка молочная концентрированная»). Свекловичный сахар вносят в сгущенную молочную сыворотку сразу после сгущения. Далее после перемешивания концентрат быстро охлаждают до температуры 28 — 30 °С и в него вносят затравку (измельченный рафинированный молочный сахар) в количестве 0,03 % с целью получения мелких кристаллов лактозы и затем вновь охлаждают до 8 — 10 °С.

Поваренная соль является неплохим консервантом для многих пищевых, в том числе молочных продуктов. Однако для консервирования молочного сырья ее применяют редко, так как получаемая соленая молочная сыворотка имеет ряд отрицательных технологических и органолептических свойств: не поддается сушке, ухудшает кристаллизацию молочного сахара в процессе технологии его производства и органолептические показатели, приводит к преждевременному износу вакуум-выпарных аппаратов вследствие коррозии греющих стенок и др.

Сгущение

Консервирующее воздействие в процессе сгущения молочного сырья достигается за счет повышения осмотического давления и накопления молочной кислоты. Так в натуральной сыворотке осмотическое давление составляет 0,74 МПа. Следовательно, находящиеся в молочном белково-углеводном сырье микроорганизмы с внутриклеточным давлением 0,6 МПа имеют оптимальные условия для своего развития не только по температуре, но и давлению окружающей среды. Этим объясняется быстрая порча сырья.

Так при сгущении молочной сыворотки в 5 раз (массовая доля сухих веществ — 25 %) осмотическое давление составляет 7,4 МПа, что создает неблагоприятные условия для развития микроорганизмов (осмотическое давление более чем в 10 раз выше по сравнению с внутриклеточным давлением микроорганизмов). Кроме того сгущают сыворотку при 60 — 65 °С, что обеспечивает пастеризацию продукта. При сгущении подсырной сыворотки в 8 — 10 раз, а творожной — в 3 — 5 раз повышается кислотность до 100 °Т и выше за счет концентрации молочной кислоты, что оказывает ингибирующее действие на микроорганизмы.

Таким образом, повышение концентрации сухих веществ в сыворотке до 40 и 60 % позволяет сохранить этот продукт в течение 5 — 30 суток при температуре 20 — 25 °С, а при температуре 2 — 5°С сроки хранения увеличиваются соответственно до 30 и 60 суток.

Концентрирование молочного сырья (удаление части воды) осуществляют различными способами: выпариванием, вымораживанием (криоконцентрирование) и путем обратного осмоса (гиперфильтрацией).

Степень сгущенияопределяется требованиями потребителей (текучая консистенции. пастообразная (тестообразная) и твердая (блок) и техническими возможностям вакуум-выпарных аппаратов.

Теоретически, с учетом растворимости лактозы, предельная концентрация сухих веществ в сгущенной сыворотке текучей консистенции (без кристаллизации лактозы) при 20 — 25 ^оТ составляет 30 — 35 %, а при температуре 5 — 10 ˚С — 20 — 25 %.

Для производства сухой сыворотки методом пленочной сушки необходимо сгущение молочной сыворотки в 3 — 5 раз (18 — 20 % СВ), методом распылительной в 7 — 9 раз (35 — 55 % СВ); молочного сахара — в 10 раз (60 — 65 % СВ).

Режимы сгущения. Технологическими параметрами, определяющими процесс сгущения сыворотки, являются температура и продолжительность сгущения.

Для максимального сохранения нативных свойств компонентов молочного сырья минимальная температура сгущения 50 — 60 °С, что можно достичь при создании разрежения 1,15 — 2 Па. С точки зрения продолжительности процесса наиболее желательным является непрерывный процесс с минимальной продолжительностью теплового воздействия. Так, в производстве молочного сахара оптимальная продолжительность сгущения составляет 4 ч.

Сушка

В процессе производства сухих молочных продуктов гибнет практически вся микрофлора и создаются неблагоприятные условия для ее дальнейшего развития в готовом продукте. При температуре 20 °С и относительной влажности не выше 80 % сухие молочные продукты не претерпевает существенных изменений в течение 6 месяцев.

Молочное сырье сушат на сушилках различной конструкции (распылительные, вальцовые, сублимационные, с виброкипящим слоем, с инертными носителями и др.) и разной производительности. В отечественной и зарубежной практике довольно широкое распространение получили сушилки распылительные, несколько меньшее — вальцовые. Сушилки других конструкций находят пока ограниченное применение.

Распылительные и вальцовые сушилки имеют положительные стороны и недостатки. Распылительный способ обеспечивает получение продукта высокого качества. Его применяют на крупных специализированных заводах и цехах переработки молочной сыворотки. Недостаток — распылительные сушилки громоздки, требуют значительных энергетических затрат.

Вальцовые — характеризуются простотой аппаратурного оформления, небольшими размерами, меньшими энергозатратами по сравнению с установками, применяемыми при распылительном способе сушки. Недостатки — готовый продукт имеет более низкую растворимость и худший вид (наличие комочков). Однако на практике это не имеет принципиального значения (за исключением особых случаев), а иногда играет даже положительную роль.

Технологические режимы сушки сыворотки:

Содержание сухих веществ в сгущенной сыворотке перед сушкой (в %):

Пленочная сушка	20
Распылительная сушка	40
Сублимационная сушка	50
Сушка на инертных носителях	50