Изменение состава и свойств молока при тепловой обработке

Во время тепловой обработки (пастеризации) изменяются все основные компоненты молока — белки, мо­лочный сахар, жир, соли, ферменты и витамины. Меняются так­же физико-химические, органолептические и технологические свойства молока. Длительное воздействие высоких температур может вызвать необратимые изменения структуры и свойств белков и других составных частей молока. В результате снижа­ются пищевая и биологическая ценность молока, ухудшается его вкус, запах и технологические свойства.

Белки. При нагревании молока свыше 60°С в первую очередь меняются структура и свойства сывороточных белков. Сначала в результате тепловой денатурации глобулы белков теряют ком­пактность и развертываются. Полипептидные цепи собираются в нитевидные и хлопьевидные агрегаты, которые частично выпа­дают на греющих поверхностях и частично остаются в растворе.

Степень денатурации сывороточных белков молока зависит от температуры (и продолжительности) тепловой обработки. Так, при 72—74°С она составляет около 10%, при 85—90°С — свыше 30 и при 110—145°С — 50—90%.

Менее устойчивыми белками при нагревании, т. е. термола­бильными, являются иммуноглобулины и альбумин сыворотки крови — они почти полностью денатурируются при температуре 65—70°С. Молочные глобулин и альбумин (β-лактоглобулин и ɑ-лактальбумин) более устойчивы. Для их полной денатурации необходима длительная выдержка молока при 85—95°С. β-Лактоглобулин при нагревании молока не только денатурируется и агрегирует, но и вступает во взаимодействие с казеиновыми мицеллами, с которыми затем осаждается при кислотной и сы­чужной коагуляции белков.

Казеин является весьма термоустойчивым белком — он вы­держивает нагревание молока до 130—150°С. Однако в некото­рых случаях он коагулирует даже при более низкой температуре (105°С и ниже). Это может быть вызвано нарушением солевого состава молока, повышением его кислотности и т. д.

Выяснено, что тепловая обработка молока при высоких тем­пературах все-таки вызывает изменение состава и структуры ка­зеиновых мицелл. Кроме того, на поверхности частиц казеина осаждаются денатурированный β-лактоглобулин и коллоидный фосфат кальция. Это приводит к увеличению размера частиц, изменению термоустойчивости казеина (молока) и его способно­сти свертываться сычужным ферментом.

Молочный сахар и жир. Значительные изменения молочного сахара и жира происходят лишь при высоких температурах и в процессе длительной тепловой обработки молока.

Молочный жир под действием высоких температур подвер­гается незначительному гидролизу. Более существенно изменя­ется состав оболочек жировых шариков: денатурируется их бел­ковый компонент, и часть веществ оболочки переходит в плазму молока. В результате снижается механическая прочность оболочек и наступает частичная дестабилизация жировой эмульсии — происходят слияние некоторых жировых шариков и вытапливание жира.

Соли, витамины и ферменты. В результате пастеризации в молоке снижается количество ионов кальция — фос­форнокислые соли кальция, находящиеся в виде истинного рас­твора, переходят в коллоидный фосфат кальция.

Тепловая обработка молока приводит к разрушению части ви­таминов и потере активности почти всех ферментов. В большей степени разрушаются водорастворимые витамины (тиамин, вита­мин В12, аскорбиновая кислота), количество жирорастворимых витаминов изменяется мало.

Из ферментов наиболее чувствительны к нагреванию амилаза, каталаза, фосфатаза, нативная липаза. Более устойчивы пероксидаза, бактериальные липазы. Фосфатаза и некоторые другие ферменты молока после потери своей активно­сти в результате пастеризации могут вновь ее восстановить, т. е. обладают свойствами реактивации.

Физико-химические, органолептические и технологические свойства. Тепловая обработка незначительно меняет физико-­химические свойства молока. Так, после пастеризации вследствие агрегации казеина несколько возрастает вязкость. После тепловой обработки также незначительно понижается поверх­ностное натяжение молока.

Органолептические и технологические свойства молока меня­ются в большей степени. При тепловой денатурации сывороточ­ных белков в результате развертывания полипептидных цепей освобождаются сульфгидрильные группы (SH-группы) и молоко приобретает «вкус кипяченого молока». Вследствие же образова­ния меланоидинов меняется цвет молока. Интенсивность бурой окраски молока зависит от температуры и продолжительности нагревания.

Меланоидины и промежуточные продукты взаимодействия аминокислот и молочного сахара (различные альдегиды и кетоны) также оказывают влияние на вкус и запах молока и молоч­ных продуктов. Кроме того, образование нерастворимых мела­ноидинов снижает биологическую ценность молока, так как в реакцию с молочным сахаром вступает наиболее дефицитная в пищевых продуктах незаменимая аминокислота лизин. Лизин при этом как бы блокируется и не усваивается организмом человека.

Задание 2. Изучив материал ответить на вопросы:

1. Цель пастеризации молочного сырья:

А) изменение химического состава молочного сырья

Б) уничтожение патогенной микрофлоры в вегетативной форме

В) направленное изменение физико-химических свойств продукта

1. Основной режим пастеризации:

А) температура 35-45°С с выдержкой 30 минут

Б) температура 76 ± 2°С с выдержкой 15-20 секунд

В) температура 45-75°С без выдержки

1. Что влияет на эффективность пастеризации?

А) температура нагревания и время её воздействия на молоко

Б) степень обсемененности и возраст бактериальной клетки

В) период получения молока и состав продукта

4. Что придает «ореховый» привкус пастеризованному молоку?

А) сульфгидрильные группы

Б) сывороточные белки

В) аминокислоты

5. В чем сущность тепловой обработки молока?

1. По какому принципу устанавливают режимы пастеризации?
2. Как определить эффективность тепловой обработки молока?
3. Почему кипяченое молоко имеет сладковатый привкус?
4. Прочему сырье, которое подвергали длительному кипячению, имеет кремовый оттенок?