Оценка качества и приемка молока
Молочные продукты высокого качества можно выработать только из доброкачественного сырого молока. На качество молока решающее влияние оказывают следующие факторы:
-нормальное кормление молочного скота (особенно нежелательно обильное кормление силосом, жомом, бардой и т.д.);
-качество воды на ферме, которая должна быть чистой, без запахов и привкусов;
-состояние здоровья коров и содержание животных в нормальных условиях;
-уход за животными и гигиена получения молока;
-квалификация, здоровье и аккуратность обслуживающего персонала;
-быстрая первичная обработка молока (охлаждение) и чистота оборудования.
Доброкачественное молоко характеризуется нормальным химическим составом, оптимальными физико-химическими и микробиологическими показателями, определяющими его пригодность к переработке. С этой целью на молокоперерабатывающих предприятиях существует определенный порядок приемки и оценки качества молока. Молоко принимается согласно ГОСТ 52054-2003 и требованиям Технического Регламента.
· Условия получения от сельскохозяйственных животных молока, перевозки, реализации и утилизации сырого молока должны соответствовать требованиям законодательства Российской Федерации о ветеринарии.
· Сырое молоко должно быть получено от здоровых сельскохозяйственных животных на территории, благополучной в отношении инфекционных и других общих для человека и животных заболеваний.
· Не допускается использование в пищу сырого молока, полученного в течение первых семи дней после дня отела животных и в течение пяти дней до дня их запуска (перед их отелом) и (или) от больных животных и находящихся на карантине животных.
· Изготовитель должен обеспечивать безопасность сырого молока в целях отсутствия в нем остаточных количеств ингибирующих, моющих, дезинфицирующих и нейтрализующих веществ, стимуляторов роста животных (в том числе гормональных препаратов), лекарственных средств (в том числе антибиотиков), применяемых в животноводстве в целях откорма, лечения скота и (или) профилактики его заболеваний.
· Массовая доля сухих обезжиренных веществ в коровьем сыром молоке должна составлять не менее чем 8,2 процента. Плотность коровьего молока, массовая доля жира в котором составляет 3,5 процента, должна быть не менее чем 1027 кг/м3 при температуре 20˚С.
Требования к молоку по сортности изложены в таблице 1.9.
Таблица 1.9 - Показатели, предъявляемые к молоку по сортам (ТР)
 Показатели
| Нормы для сортов
  высший 1 2
| ||
| Цвет | От белого до светло-кремового | ||
| Кислотность, ° Т | 16-18 | 16-18 | 16-21 |
| Степень чистоты по эталону | |||
| Бактериальная обсемененность тыс. кл/см³ | до 300 | 300-500 | 500-1000 |
| Соматические клетки тыс. кл/см³ | не >500 | ||
| Плотность не <, кг/см³ | |||
| Температура замерзания, °С | не выше минус 0,52 |
Помимо стандартных требований к молоку при производстве масла выдвигают особые требования: содержание жира в молоке, степень дисперсности жировых шариков, химический состав молочного жира. С повышением жирности молока увеличивается выход масла и увеличивается степень использования жира, т.е. относительно меньшее количество жира остается в обезжиренном молоке и пахте.
В целях повышения качества масла необходимо исключить длительное хранение молока с момента выдаивания до его переработки. Немедленное охлаждение молока после выдаивания способствует сохранению бактерицидных свойств в течение длительного времени, доставка его на завод с температурой не выше 8ºС, сепарирование и быстрая переработка сливок являются залогом получения масла, сохраняющего свои вкусовые достоинства длительное время /30,31/.
Очистка молока
Проектируется холодная центробежная очистка молока на сепараторе ОХЦП. Температура очистки молока (4±2) °C. Цель очистки – удаление из молока не только крупных механических примесей, но и частично микроорганизмов.
Охлаждение и резервирование молока
Принятое молоко охлаждается в потоке до температуры (4±2)ºС и направляется в емкости промежуточного хранения. Временное резервирование молока осуществляется с целью создания поточности производства. Резервирование производится при температуре 2-4 °C не более 24 часа, при 6˚С не более 12 часов, при этом каждые три часа поверяют кислотность и температуру.
Длительное хранение, особенно после предварительной обработки (центробежной очистки, перекачивания насосами и др.), может изменить физико-химические, органолептические и технологические свойства молока.
Поступившее на предприятие молоко хранится до переработки в охлажденном состоянии. Цель охлаждения молока заключается в создании условий, значительно замедляющих развитие в нем микроорганизмов. Молоко охлаждают до температуры (4±2)ºС, что способствует увеличению продолжительности бактерицидной фазы (промежутка времени в течение которого размножение бактерий приостанавливается). Бактерицидные свойства молока обуславливаются наличием в нем антибактериальных веществ. Антибактериальными свойствами в молоке обладают иммуноглобулины, лизоцим, некоторые ферменты (пероксидаза и др.) и лейкоциты. При (13-15)ºC начинается быстрое размножение психротрофной микрофлоры, могут накапливаться бактериальные токсины, вызывающие в последствии сильные пищевые отравления, появляется окисленный и прогорклый привкусы, повышается титруемая кислотность. К тому же при этой температуре активно развиваются психротрофные микроорганизмы, хотя оптимальная температура для них находится между 20 и 25ºC. При 17ºC по истечении 24 часов из менее 100 психротрофных микробов образуется 106 в 1 см³. При температуре 4ºC содержание мезофильных и психротрофных микробов, а также дрожжей и плесневых грибов не меняется в течение 19 часов. Значительный рост микроорганизмов, особенно грамотрицательных, начинается лишь по прошествии (3-5) дней. Псевдомонады при температуре ниже 4ºC уже не размножаются /39/.
Таким образом, охлаждение до (4±2)ºC – это хорошо, с точки зрения торможения развития микроорганизмов. Но с другой стороны, охлаждение ниже 6ºC приводит к изменению составных частей молока. При этой температуре жир в молоке переходит из жидкого в твердое состояние, в результате чего повышается его вязкость и плотность. Вследствие кристаллизации высокоплавких триглицеридов жировых шариков, изменяется состав и свойства их защитных белковых оболочек. Дальнейшее механическое воздействие (перекачивание, перемешивание) может привести к повреждению оболочек и повышению степени дестабилизации жировой фазы. В таком молоке активнее происходит липолиз и окисление липидов - следовательно, чем ниже температура охлаждения, тем интенсивнее протекают вышеперечисленные процессы. Исходя из вышеизложенного, в проекте режим охлаждения необходимо принимать 4ºC /1/.
Подогрев молока
Температура подогрева составляет 40 - 45°C, что обеспечивает хорошее обезжиривание. Повышение температуры молока до 35 - 45°C способствует снижению его вязкости и переходу жира в жидкое состояние, что улучшает эффект сепарирования /40/.
Сепарирование молока, получение сливок
Сущность сепарирования заключается в разделении молока под действием центробежной силы на сливки и обезжиренное молоко. Показатели качества процесса сепарирования является степень обезжиривания молока. Жирность сливок для метода преобразования высокожирных сливок в масло должна составлять 32...37%, а содержание жира в обезжиренном молоке не должно превышать 0,05%. Увеличить степень обезжиривания молока можно, повысив температуру сепарирования
или частоту вращения барабана сепаратора, либо уменьшив производительность сепаратора.
В свою очередь, вязкость молока зависит от температуры: чем выше температура (в рациональном диапазоне), тем лучше условия сепарирования и степень обезжиривания, поскольку снижается вязкость молока. Оптимальная температура сепарирования 40-45°С вязкость молока при этом снижается, разность давлений возрастает, поскольку плотность жира при нагревании понижается быстрее, чем плотность плазмы, и несколько увеличивается размер жировых шариков. По закону Стокса скорость сепарирования обратно пропорциональна вязкости. При температуре 50 0С молоко имеет такую вязкость, которая обеспечивает оптимальную скорость сепарирования. При более высокой температуре молока возрастает степень раздробленности жировых шариков и может произойти коагуляция сывороточных белков. Также с повышением температуры сепарирования происходит вспенивание сливок, образование пены способствует частичной стабилизации жировых шариков свободного жира, происходит их слипание и образование комочков жира. Процесс холодного сепарирования молока характеризуется меньшими энергозатратами, но производительность сепаратора снижается в 2-3 раза.
Положительно влияет на отделение сливок увеличение частоты вращения барабана сепаратора и среднего радиуса рабочей части тарелки, чем больше внутренний диаметр барабана, тем интенсивнее обезжиривание.
Кроме перечисленных факторов, на качество обезжиривания влияют содержание жира в исходном молоке, получаемых сливках.
При сепарировании загрязнённого молока загрязнения начинают отлагаться на тарелках сепаратора. Это ухудшает движение молока между тарелками, изменяет скорость движения и продолжительность пребывания частиц в центробежном поле, и, как следствие, ухудшается обезжиривание. В этом случае затрудняется движение обезжиренного молока к периферии, оно, поднимаясь между тарелками, частично выходит через выходное отверстие для сливок, снижая их жирность /40/.
Нормализация в потоке
При сепарировании - нормализации процесс разделения молока на сливки и нормализованную смесь происходит в следующей последовательности. Цельное молоко поступает в барабан и распределяется тонкими слоями между тарелками. В межтарелочном пространстве жировые шарики как наиболее лёгкая часть молока оттесняются к оси вращения; нормализованная смесь, как более тяжёлая часть молока, под действием центробежной силы перемещается к периферии. Распределяясь между тарелками в виде тонких слоев, молоко перемещается с небольшой скоростью.
На этот процесс существенное влияние оказывают кислотность и температура молока. Нарастание кислотности молока приводит к изменению химических и физических свойств молока, коллоидного состояния его белков, повышению вязкости. Изменение температуры молока также обусловливает изменение его вязкости. Оптимальная температура молока при сепарировании-нормализации (40–45) °С.
При более высоких температурах возрастает дробление жировых шариков, увеличивается пенообразование сливок (белок является стабилизатором пены), может произойти коагуляция сывороточных белков, что отрицательно сказывается на результатах сепарирования.
Нормализация молока проводится в целях регулирования массовой доли жира до значений, соответствующих стандартам и техническим условиям /40/.
Пастеризация молока.
Нормализованное молоко для выработки творога 8% и обезжиренное молоко для выработки творога нежирного направляют на пастеризацию при температуре 76 – 80 0С с выдержкой 20-30 секунд.
Цели пастеризации: уничтожение патогенной микрофлоры, получение продукта, безопасного для потребителя в санитарно-гигиеническом отношении; снижение общей бактериальной обсемененности, разрушение ферментов сырого молока, вызывающих порчу пастеризованного молока, снижение его стойкости в хранении; направленное изменение физико-химических свойств молока для получения заданных свойств готового продукта, в частности, органолептических и реологических свойств сгустка, создание благоприятных условий для развития заквасочной микрофлоры /42/.
Сывороточные белки денатурируют на 9% при пастеризации (степень денатурации незначительна). В этом случае основная масса сывороточных белков сохраняет высокую степень дисперсности и не коагулирует с казеином при кислотном свертывании молока, т.е полностью переходит в сыворотку. Наиболее термолабильны иммуноглобулины и сывороточный альбумин. В результате структурных изменений, вызванных денатурацией, в молекулах белка освобождаются ранее скрытые функциональные группы: SH-группы цистеина, ε-аминогруппы лизина, гидроксильные группы серина и др. Вследствие освобождения сульфгидрильных групп и выделения из них сероводорода молоко приобретает привкус пастеризации. В результате взаимодействия SH-групп и других реакционноспособных групп наступает агрегация денатурированных белков, т.е. степень их дисперсности уменьшается. В первую очередь агрегирует денатурированный β- лактоглобулин – его агрегация начинается при 70°C и сильно зависит от рН молока. Агрегированные частицы β- лактоглобулина имеют небольшую величину, сильно гидратированы, поэтому не коагулируют. Лишь небольшая часть агрегатов макроскопических размеров оседает вместе с другими термолабильными сывороточными белками на поверхности нагревательного аппарата в виде молочного камня /25,38/.
Заквашивание и сквашивание смеси
Выбор метода сквашивания и его сущность освещены в подразделе выбор и обоснование способов производства 2.1.2.
Температура сквашивания смеси имеет особо важное значение, так как оказывает значительное влияние на развитие микробиологического процесса, а следовательно, и на накопление молочной кислоты. При низких температурах сквашивания в сгустке образуется большое количество мелких белковых частиц размером до 20 мкм, с повышением температуры увеличивается количество крупных частиц /42/.
Массу закваски устанавливают в зависимости от активности и способа производства творога от 30-100 кг на 1т кг заквашиваемого молока. При использовании закваски прямого внесения их количество устанавливают по рекомендациям фирм производителей. Для восстановления нормального свертывания пастеризованного молока и улучшения свойств сычужного сгустка следует добавлять хлористый кальций. Дозу хлористого кальция устанавливают в каждом отдельном случае по показаниям специального прибора в соответствии со свойствами молока и качеством (прочностью) получаемого сгустка. Для выработки нежирного творога после внесения закваски добавляют хлористый кальций из расчета 400г порошка фермента на 1000кг заквашиваемой смеси. Хлористый кальций вносят в виде водного раствора с массовой долей хлористого кальция 30-40%. Для его приготовления берут 400гр соли, доливают горячую (95˚С) воду в количестве до 1л. Раствору дают отстоятся и сливают его в баки керамические или из нержавеющей стали. Концентрацию раствора хлористого кальция устанавливают при 20˚С, определяя плотность лактоденсиметром.
При данном способе производства творога (кислотно-сычужный) в заквашенное молоко добавляют молокосвертывающий фермент в виде раствора. Доза фермента активностью 100000 МЕ на 1000кг заквашиваемого молока равна 1г. В зависимости от активности фермента, определенной лабораторией предприятия, делают пересчет массы фермента.
Необходимую массу фермента определяют по формуле:
Кф= 
,
где Кф- масса фермента,гр;
Аф- фактическая активность фермента, МЕ;
Дф- масса фермента нормальной активности 1 гр на 1 т;
Км-масса заквашиваемого молока, кг;
Ферментный препарат растворяют в питьевой воде, предварительно подогретой до температуры 36±3˚С. Объем воды определяют по формуле:
V=KФ*100,
где V-объем воды,см3
Закваску, растворы хлористого кальция и фермента вносят при непрерывном перемешивании смеси. Перемешивание после заквашивания продолжают в течение 10-15 минут, затем смесь оставляют в покое до образования сгустка. Время сквашивания составляет (рН = 4,5) (12÷14)часов.
Молоко сквашивается до получения сгустка кислотностью (60-90) 0Т – для творога 8 % /16/. Продолжительность сквашивания смеси активной бактериальной закваской при указанных выше температурах составляет от 12 до 14 часов с момента внесения закваски.
Разрезка и обработка сгустка
Готовый сгусток разрезают в творогоизготовителе при помощи мешалок и оставляют в покое на 30-60 минут для частичного выделения сыворотки и уплотнения кусочков сгустка. Затем сгусток подогревают до температуры (40±2)ºC. Подогрев сгустка производится для ускорения явления синерезиса, что вызывает более сильное стягивание белкового сгустка и более интенсивное выделение сыворотки из него. Для равномерного нагрева всей массы сгусток перемешивают. Не допускается интенсивное перемешивание, т.к. это вызывает раздробление кусочков сгустка с образование мелких белковых частиц, которые отойдут с сывороткой, уменьшив выход продукта. Температура нагрева сгустка выше 42ºC не желательна, т.к. творог получится сухой и грубой консистенции. Если температура нагрева сгустка будет ниже 38 ºC, то наблюдается отделение сыворотки, в результате чего творог будет иметь повышенную кислотность, мажущуюся консистенцию и увеличатся потери при его производстве. Нагретый сгусток выдерживают 2-4 минут в покое для лучшего обезвоживания /16/.
Обезвоживание
Отделение сгустка от выделившейся сыворотки происходит в закрытом отделителе сыворотки барабанного типа марки ОСБТ-1000. Процесс обезвоживания происходит путем самопрессования, сыворотка удаляется через фильтрующую ткань на поддон для сбора сыворотки и поступает в систему фильтрации для сбора белка, а затем в промежуточную емкость. Содержание влаги в твороге зависит от продолжительности обработки творожного сгустка в отделителе сыворотки и регулируется изменением угла наклона барабана /44/.
Стабилизация параметров по влаге
Творог под напором вновь поступающего сгустка выходит из отделителя сыворотки барабанного типа и поступает на устройство стабилизации параметров марки ОСЛТ-1000, которое представляет собой регулируемый по высоте транспортер подачи закрытого типа с приемным бункером, дренажной лентой, с регулируемой системой стабилизации по влаге, с устройством подачи обеззараженного воздуха. На производство творожной массы необходим творог с массовой долей влаги 75- 78%,а на творог с массовой долей жира 8% - влагу 73% /44/. Содержание влаги в готовом продукте должно соответствовать заданным параметрам.
Охлаждение творога
Творог охлаждают до 8ºC с целью замедления развития микрофлоры. Творог с транспортера поступает в премный бункер охладителя барабанного типа с системой локального холодообеспечения. Для охлаждения используют охладитель творога марки ОТ-1000-ПФ. В охладителе механическое воздействие на продукт сведено к минимуму, поскольку конструкцией охладителя не предусмотрены шнеки, которые перетирают творог. Творог охлаждается путём продвижения по охладителю за счёт вновь поступающего сгустка, поэтому готовый продукт имеет консистенцию, характерную для традиционного творога. В рабочей зоне используется обеззараженный воздух, что позволяет исключить дополнительное обсеменение продукта при охлаждении /44/.
Бактериальные закваски
Формирование определенного вкуса, запаха, органолептических показателей кисломолочных продуктов обуславливает качественный и количественный состав микрофлоры. Основным ее источником при выработке кисломолочных продуктов является закваска. Проектом предусматривается использовать закваски DVS /51/.
Преимущества культур DVS перед обычными заквасками, получаемые путем пересадок:
- прямое внесение в емкость, простота использования;
-наименьший риск заражения посторонней микрофлорой;
-высокая активность;
- отсутствие риска заражения бактериофагом;
- постоянство состава (не нарушается соотношение между штаммами), что позволяет получить продукт постоянно высокого качества за счёт правильного подбора соотношений между штаммами молочнокислых бактерий.;
-закваска работает на молоке с пониженными качественными характеристиками;
- потери закваски исключаются;
-наименьшее инвестирование средств в оборудование для улучшения качества продукции. Кроме того, нет необходимости в обслуживании персоналом, строительстве заквасочных помещений и приобретение заквасочного оборудования.
- при производстве творога и творога для производства творожных масс выход увеличивается на 2-5 %.
- применение DVS-культур увеличивает сроки хранения продукции.
Закваски, применяемые при производстве кисломолочных продуктов, можно классифицировать:
-по составу микрофлоры (моно- видовые; поли- видовые, симбиотические);
-по назначению (группы продуктов);
-по способу использования (прямое внесение, приготовление производственной закваски) /41/.
При подборе закваски учитываются следующие факторы: специфические свойства вырабатываемого продукта, температурные режимы производства, взаимоотношения между микроорганизмами, возможность развития бактериофага.
Группа энтерококков (молочнокислые стрептококки кишечного происхождения) достаточна широка, но при производстве кисломолочных напитков используются микроорганизмы вида Enterococcus.
Качество и специфические свойства кисломолочных продуктов во многом зависят от направленности и интенсивности протекающих при их выработке микробиологических процессов. В присутствии только молочной кислоты продукты характеризуются невыраженным вкусом, аромат сгустку придают продукты биохимической активности микроорганизмов при развитии последних в молоке.
Применение заквасок с известной биохимической активностью позволяет получить продукт с определёнными химическими и органолептическими свойствами, избежать развития случайных микроорганизмов, которые нарушают нормальное течение молочнокислого брожения, а также обеспечить высокое качество готовой продукции.
Таблица 1.11- Применение заквасок с различной активностью
| Количество рабочей закваски, % | Упаковка культуры DVS, ед. активности для массы заквашиваемого молока | |||
| 1000 л | 5000 л | 10000 л | 15000 л | |
| 0,5 | 50 ед | 250 ед | 500 ед | 750 ед |
| 1,0 | 100 ед | 500 ед | 1000 ед | 1500 ед |
| 1,5 | 150 ед | 750 ед | 1500 ед | 2250 ед |
| 2,0 | 200 ед | 1000 ед | 2000 ед | 3000 ед |
При нарушении оптимальных условий жизнедеятельности, неправильном подборе культур или соотношения между отдельными микроорганизмами могут замедлиться биохимические превращения некоторых составных частей молока, или, наоборот, может накопиться большое количество продуктов их распада. При этом меняется вкус и запах готовых продуктов.
Культуры прямого внесения (DVS) уверенно занимают лидирующую позицию и пользуются большой популярностью среди молочных предприятий. Фирма «Хр. Хансен» разработала новые виды мезофильных и замороженных культур /52/. На российский рынок рекомендуется мезофильная DVS-культура FLORA DANICA в лиофилизированном и замороженном виде. Её можно использовать для выработки творога. Закваска FLORA DANICA включает lactococcus lactis подвид cremoris, Lactococcus lactis подвид diacetilactis, Lactococcus lactis подвид lactis и Leuconostoc mesenteroides подвид cremoris. Ароматообразующие лактококки образуют сгусток с небольшим количеством пузырьков углекислого газа, кроме того, при расщеплении солей лимонной кислоты они образуют ароматические вещества – ацетоин и диацетил, улучшающие вкус и запах продукта.
Глубокозамороженные культуры упакованы в картонные коробки по 500 гр – доза для 5000 л молочной смеси, лиофилизированные активностью 50, 200 и 500 единиц соответственно на 500, 2000 и 5000 л молочной смеси – в пакеты из алюминиевой фольги. Использование DVS-культур компании «Хр. Хансен» позволяет получить творог хорошего качества, обладающий характерным вкусом и ароматом, плотной консистенции, не разрушающийся при хранении и транспортировке.
Перерабатываемое молоко заквашивается культурой непосредственно в резервуаре. Перед использованием пакет надрезают, предварительно обработав ножницы и край пакета спиртом, и содержимое высыпают непосредственно в ванну с молоком /51,52/.