Основы консервирования молока и виды молочных консервов. Консервирование — это процесс специальной обработки молочных продуктов, который позволяет сохранить эти продукты без изменения в течение длительного времени. Молочные консервы — это продукты, вырабатываемые из натурального молока с применением сгущения с последующей стерилизацией или добавлением сахара и сушки. Они обладают высокой энергетической ценностью за счет концентрации составных частей молока, а также высокой транспортабельностью и стойкостью при хранении.

Одной из причин изменения качества продукции при хранении является развитие нежелательной микрофлоры, которая при консервировании уничтожается или подавляется. Методы консервирования молочных продуктов основаны на биологических принципах: абиозе и анабиозе. Консервирование по принципу абиоза заключается в полном уничтожении находящихся в продукте микроорганизмов, а по принципу анабиоза — в подавлении развития микробов. В процессе консервирования уничтожение и подавление микроорганизмов осуществляются химическими (антибиотики) или физическими (ультразвуковые колебания, воздействие низких и высоких температур) средствами. В производстве молочных консервов используют физи­ческие средства: высокие температуры (стерилизация), повышение осмотического давления и высушивание. Высокотемпературную обработку с целью уничтожения вегетативных и споровых форм микроорганизмов применяют при производстве сгущенных стерилизованных консервов.

Консервирование путем повышения осмотического давления, вызывающего нарушение естественного обмена веществ между живой микробной клеткой и средой, применяют при производстве сгущенного молока с сахаром. Повышать осмотическое давление в молоке можно путем увеличения содержания сухого молочного остатка (сгущение молока и растворение в нем сахара). В сгущенном молоке осмотическое давление достигает 18 МПа (внутриклеточное давление микробов 0,4— 0,6 МПа), что создает неблагоприятные условия для развития микрофлоры.

Консервирование высушиванием используют при производстве сухих молочных консервов. При высушивании из продукта удаляется влага и создается физиологическая сухость, обусловливающая увеличение разницы между осмотическим давлением. Кроме того, для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов необходима массовая доля воды в продукте около 25—30%. При значительном снижении в продукте влаги (3—5%) и повышении концентрации растворенных в ней веществ создаются условия, подавляющие развитие микроорганизмов.

Итак, в зависимости от методов консервирования и соответствующих процессов обработки молочные консервы можно разделить на следующие виды: сгущенные стерилизованные и концентрированные консервы без сахара, сгущенные консервы с сахаром и сухие молочные продукты.

Требования, предъявляемые к сырью. К сырью, предназначенному для производства молочных консервов, предъявляют повышенные требования, так как пороки сырого молока в результате концентрации сухих веществ усиливаются. Для консервирования пригодно натуральное молоко, соответствующее требованиям ГОСТ 13264—88. Оно должно быть термоустойчивым, иметь кислотность 16—18°Т (для концентрированного молока), 19°Т (для стерилизованных консервов) и 20°Т (для других видов молочных консервов), а также иметь невысокую микробиологическую обсемененность. При подборе молока для консервов необходимо учитывать его химический состав и свойства. Массовая доля воды в молоке должна составлять 87,5%, жира — 4,0, СОМО — 8,75%. Причем отношение жира к СОМО должно колебаться в пределах от 0,4 до 0,69. Кроме того, следует учитывать содержание сывороточных белков, которые понижают термостойкость. По этой причине считается непригодным для выработки консервов молозиво и стародойное молоко. Более пригодно молоко с меньшими размерами жировых шариков и казеинаткальцийфосфатного комплекса, так как в таком молоке замедляется отстаивание белково-жирового слоя при хранении. Таким образом, пригодность сырья устанавливают по результатам физико-химических и бактериологических анализов, а также органолептической проверки.

Общие технологические процессы. Производство молочных консервов характеризуется рядом общих приемов подготовки и обработки сырья: приемка, очистка, охлаждение и резервиро^ вание, нормализация, тепловая обработка, гомогенизация, cryщение.

Приемка, очистка, охлаждение молока, осуществляемые аналогично выполнению этих операций при производстве молочных продуктов, были рассмотрены ранее.

Для обеспечения бесперебойной работы оборудования (вакуум-выпарных установок) и подбора термостойкого молока возникает необходимость в охлаждении и резервировании молока. Режимы охлаждения выбирают в зависимости от продолжительности резервирования. Наиболее оптимальные условия— это охлаждение до 4—8°С и хранение не более 12 ч.

Нормализация, или стандартизация, исходной смеси осуществляется для получения в молочных консервах необходимого соотношения между составными частями сухого вещества. При этом соотношения массовых долей любых двух составных частей сухого вещества в нормализованной смеси и готовом продукте должны быть одинаковыми.

Нормализованную смесь перед сгущением пастеризуют при температуре (90±2) °С или (107±2) °С без выдержки. Сразу после пастеризации рекомендуется охладить молоко до 70— 75°С для предотвращения денатурации сывороточных белков и других нежелательных физико-химических изменений.

Способы и кратность концентрирования. После охлаждения молоко направляют на сгущение, т. е. концентрирование сухих веществ молока или его смеси с компонентами путем выпаривания влаги в вакуум-выпарных установках при давлении ниже атмосферного. Применение вакуума позволяет снизить температуру кипения молока и в наибольшей степени сохранить его свойства.

Вакуум-выпарные установки могут быть непрерывного и периодического действия. По способу заполнения выпариваемой жидкости различают циркуляционные (объемные) установки с циркуляцией определенного объема жидкости и пленочные, в которых выпаривание происходит из пленки толщиной 2—10 мм. При такой толщине пленки интенсифицируется теплообмен и сокращается продолжительность теплового воздействия. В целях экономии тепловой энергии на сгущение установки конструируют многокорпусными.

В периодически действующую вакуум-выпарную установку поступает определенный объем молока или смеси, и сгущение продолжается до достижения требуемой концентрации сухих веществ. Продукт быстро выгружают и направляют на охлаждение в вакуум-охладитель. После выгрузки продукта в вакуум-выпарные установки поступает новая партия подготовленной смеси и процесс сгущения повторяется.

При непрерывнопоточном способе по сравнению с периодическим проводится непрерывное выпаривание. Смесь, частично сгущаясь в первом корпусе, последовательно проходит остальные корпуса, где выпаривается до конечной концентрации сухих веществ, поступает в емкость для продукта и на охлаждение.

При непрерывнопоточном способе сгущения по сравнению с периодическим снижаются затраты времени в 1,36 раза на об­работку 1 т молока, расход пара в 1,55 раза и воды в 1,46 раза. Кроме того, непрерывнопоточный способ позволяет автоматизировать технологический процесс.

При выпаривании основными параметрами процесса являются температура, продолжительность воздействия и кратность концентрирования. Температура выпаривания в зависимости от числа корпусов установки и содержания сухих веществ в смеси колеблется от 45 до 82 °С. Продолжительность теплового воздействия зависит от вида вакуум-выпарных установок. В однокорпусной циркуляционной установке она колеблется от 1 (при сгущении от 11 до 25% сухих веществ) до 10 ч (при сгущении от 6,0 до 60%). В пленочной вакуум-выпарной установке продолжительность выпаривания колеблется от 3 до 15 мин.

При сгущении состав молочных консервов может определяться в соответствии с кратностью концентрирования или сгущения. Кратность концентрирования показывает, во сколько раз увеличиваются массовые доли всего сухого остатка и его составных частей или во сколько раз уменьшается масса готового сгущенного продукта по сравнению с массой исходного сырья. Кратность концентрирования рассчитывают из следующих отношений:

где n — кратность концентрирования (сгущения);
т_см, m_пр — масса исходной смеси и продукта;
с_пр, ж_пр, СОМО_пр — массовая доля сухих веществ, жира, сухого обезжиренного молочного остатка в продукте и соответственно в исходной смеси.

По кратности сгущения и массовой доле составных частей в смеси рассчитывают ожидаемые доли составных частей в продукте, т. е. становится возможным прогнозирование.