Известны следующие способы стерилизации: химический, механический, радиоактивный, электрический и тепловой. Наиболее надежным и экономически выгодным является тепловой. Сущность его заключается в тепловой обработке молока в целях уничтожения в нем не только вегетативных форм микроорганизмов, но и их спор, инактивации ферментов при минимальном изменении его вкуса, цвета и питательной ценности.
В молочной промышленности в зависимости от особенностей производства различают периодическую и непрерывную стерилизацию молока и молочных продуктов в таре и в потоке с асептическим розливом.
Периодическая стерилизация в таре может осуществляться одноступенчатым способом - после розлива в тару и ее герметической укупорки при 110-120 °C с выдержкой 15-30 минут. Для одноступенчатой стерилизации в таре служат стерилизаторы периодического действия - автоклавы.
Данный способ стерилизации обеспечивает высокую стойкость продукта при хранении, однако он мало производителен и вызывает физико-химические изменения составных частей молока.
Непрерывная стерилизация при двухступенчатом способе осуществляется следующим образом: первоначально продукт стерилизуют в потоке при 130-150 °C с выдержкой несколько секунд, затем после розлива и герметической укупорки вторично стерилизуют продукт в таре при температуре 110-118 °C в течение 15-20 минут. Двухступенчатый режим стерилизации позволяет инактивировать не только микроорганизмы, имеющиеся в сырье, но и попавшие в продукт при его расфасовке. Готовый продукт можно хранить и употреблять в течение года.
В настоящее время применяют системы прямого и косвенного нагрева. Прямая подача пара применяется реже из-за больших энергозатрат при удалении конденсата. Качество продукта, стерилизованного пароконтактным способом, во многом зависит от качества пара, используемого для нагрева продукта. Он должен быть сухим, насыщенным, без посторонних примесей и запахов. Однако имеется преимущество прямого нагрева - практически мгновенное нагревание всей массы продукта, что позволяет использовать молоко более низкой термоустойчивости. Кроме этого, мгновенное тепловое воздействие вызывает наименьшие физико-химические изменения составных частей молока.
Для стерилизации продукта способом косвенного нагрева используют трубчатые, пластинчатые и для вязких продуктов скребковые теплообменники, которые характеризуются надежностью в работе, простотой обслуживания, высокой степенью использования тепла. Основная трудность, возникающая при использовании косвенных систем, особенно с пластинчатыми теплообменниками, заключается в пригарообразовании. Степень разрушения компонентов молока при стерилизации различна и зависит от режима стерилизации.
Однако обычные режимы стерилизации являются более жесткими по сравнению с режимами пастеризации. Высокие температуры нагревания молока и особенно продолжительное действие этих температур, когда оно стерилизуется в таре, вызывают в нем реакции, в результате которых молоко приобретает коричневый оттенок и ярко выраженный кипяченый привкус.
При нагревании молока до температур стерилизации происходит изменение свойств и структуры белка. Эти изменения определяют одну из специфических особенностей молока, которую принято называть термостабильностью. При стерилизации изменение белка проявляется в наиболее выраженной форме, чем при пастеризации, и зависит от режима стерилизации. Наибольшим изменениям при стерилизации подвержены сывороточные белки. Денатурация сывороточных белков при стерилизации молока при обычных режимах выше, чем при пастеризации; к действию тепла более чувствительным является b-лактоглобулин, чем a-лактоальбумин. При повышенной кислотности молока процессы денатурации и образования осадка интенсифицируются.
При стерилизации очень сильно разрушаются витамины. Стерилизация в таре сопровождается разрушением как жирорастворимых, так и водорастворимых витаминов.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э.Баумана»
РЕФЕРАТ
по биотехнологиии
на тему: «Стерилизация молока»
Выполнила:
Студентка 4 курса 441 группы
Специальность – технология
производства и переработки
сельскохозяйственной продукции
№ зачетной книжки 2270
Федорова Валентина Владимировна
Проверил: ст. преп. каф. ТППСХП к. х. н
Хабибрахманова В. Р
Казань 2014 г
Введение 3
1 Источники обсеменения молока микроорганизмами 4
2 Споровая форма микроорганизмов 6
3 Споровые микроорганизмы, погибающие при стерилизации молока 9
3.1 Ботулизм 9
3.2Клостридии перфрингенс 11
4 способы стерилизации молока 14
5 Оценка качества молока 16
Заключение 18
Список использованной литературы19
Введение
Стерилизация – это процесс тепловой обработки, при котором в результате воздействия высоких температур (выше 100 °С) погибают все микроорганизмы, а также увеличивается длительность хранения молока. Разрушаются как вегетативные, так и споровые формы микробов. Чем выше температура тепловой обработки, тем больше стерилизующий эффект и более заметны изменения цвета и вкуса молока. С увеличением температуры споры разрушаются намного быстрее, чем происходит изменение цвета и вкуса молока. Изменение его цвета зависит от различных методов стерилизации. По сравнению с пастеризованным, стерилизованное молоко обладает более высокой стойкостью и выдерживает длительное хранение и транспортируется даже без охлаждения. Стерилизованное молоко удобно и экономически выгодно использовать для снабжения населения отдалённых районов, не имеющих достаточно сырьевой базы, а также крупных промышленных центров и новостоек.После стерилизации молоко сохраняет ценные питательные качества и хорошо усваивается организмом. В молочной промышленности в основном применяют одноступенчатую стерилизацию с однократным нагревом молока в потоке до 135 – 140 °С с последующим охлаждением и розливом. .
Целью данного реферата является изучение видов микроорганизмов, которые погибают при стерилизации молока.
1 Источники обсеменения молока микроорганизмами
Известны два пути обсеменения молока микроорганизмами: эндогенный и экзогенный.
При эндогенном пути молоко обсеменяется микроорганизмами непосредственно в вымени животного.
Экзогенное обсеменение происходит из внешних источников: кожи животного, подстилочных материалов, кормов, воздуха, воды, доильной аппаратуры и посуды, рук и одежды работников молочной фермы.
Эндогенное обсеменение. В молоке вымени всегда содержится определённое количество микроорганизмов. В железистой части вымени микроорганизмы могут находиться непостоянно и в единичном количестве клеток. В выводных протоках и молочной цистерне количество бактерий может достигать нескольких десятков или сотен клеток в 1 см. Это микроорганизмы – комменсалы вымени. К ним относятся энтерококки, микрококки, иногда маститные стрептококки, коринебактерии (Рисунок 1).
Рисунок 1 – коринебактерии и энтерококки
Эндогенное обсеменение молока вымени может происходить при маститах, септических инфекционных болезнях, травмах и воспалительных процессах соскового канала и вымени.
Экзогенное обсеменение. Важнейшим источником бактерий сырого молока является кожа животного и особенно кожа вымени и сосков, на которые надевают доильные стаканы.
Молочная плёнка, образующаяся в процессе доения между кожей сосков и доильными стаканами, наличие на коже грубых и мелких складок, а также относительно высокая температура создают благоприятные условия для развития микрофлоры.
Подстилочные материалы из соломы и сена являются существенным источником загрязнения кожного покрова животного, а затем и молока кишечными палочками, маслянокислыми бактериями, энтерококками, гнилостными спорообразующими дрожжами, плесенями, молочнокислыми бактериями.
В кормах также содержится много разнообразных микроорганизмов. В свежескошенной траве больше молочнокислых бактерий, в грубых кормах – гнилостных спорообразующих аэробных бацилл.
Поскольку молоко в настоящее время получают и хранят преимущественно в замкнутых системах, сырое молоко загрязняется в основном при ручном доении. Однако при смене молокопроводов всегда подсасывается наружный воздух.
2 Споровая форма микроорганизмов
Споры бактерий являются покоящейся, не размножающейся их формой. Они формируются внутри клетки, представляют собой образования круглой или овальной формы. Спорообразование – это генетически обусловленный признак, зашифрованный в генетическом коде микроорганизма. Бактерии, преимущественно грамположительные, палочковидной формы с аэробным и анаэробным типом дыхания в старых культурах, а также в неблагоприятных условиях внешней среды (недостаток питательных веществ и влаги, накопление продуктов обмена в среде, изменение рH и температуры культивирования, наличие или отсутствие кислорода воздуха и др.) могут переключаться на альтернативную программу развития, в результате чего образуется одна спора. Это свидетельствует о том, что спорообразование у бактерий является приспособлением для сохранения вида (индивидуума) и не является способом их размножения.
Процесс спорообразования происходит, как правило, во внешней среде в течение 18-24 ч. Внешне он начинается с концентрации и уплотнения цитоплазмы и ядерного вещества в какой-то части клетки. Одновременно вокруг этого участка дифференцируется зона цитоплазмы, которая, уплотняясь, превращается в оболочку споры. Клетка в этой стадии называется проспорой. Проспора, как и вегетативная (размножающаяся) клетка, легко окрашивается анилиновыми красителями.
В процессе образования проспоры ДНК делится на два нуклеоида, цитоплазматическая мембрана врастает внутрь клетки, отгораживая один нуклеоид и небольшое количество цитоплазмы. Вокруг образовавшейся проспоры начинает разрастаться клеточная цитоплазматическая мембрана материнской клетки, развивая два лепестка, из которых в дальнейшем будут формироваться две оболочки: наружная и внутренняя. В промежутке между лепестками мембраны накапливаются мукопептиды, кальциевые соли дипиколиновой кислоты, что обеспечивает споре высокую термоустойчивость.
По мере созревания проспора уменьшается в размерах, становится более плотной. Из лепестков цитоплазматической мембраны формируется две оболочки – наружная (экзина) и внутренняя (интина). В дальнейшем сформировавшаяся спора покрывается толстым слоем из нескольких белков, сходных с кератином, входящих в состав перьев, ногтей, кожи. Происходит обезвоживание споры, вегетативная часть клетки разрушается. Наружная оболочка становится труднопроницаемой для воды и различных веществ. Поэтому зрелая спора утрачивает способность окрашиваться обычными методами. Из внутреннего слоя при прорастании споры формируется клеточная стенка бактерий.
Зрелая спора составляет примерно 0,1 объёма материнской клетки. Споры у разных бактерий различаются по форме, размеру, расположению в клетке.
Микроорганизмы, у которых диаметр споры не превышает ширины вегетативной клетки, называют бациллами, бактерии. Имеющие споры, диаметр которых больше поперечника клетки в 1.5-2 раза, называют клостридиями.
Внутри микробной клетки спора может располагаться в середине – центральное положение, на конце-терминальное и между центром и концом клетки – субтерминальное расположение. Клостридии с терминально расположенными спорами называют плектридиями .
По химическому составу и наличию ферментов споры и вегетативные клетки, из которых они образуются, не отличаются друг от друга. Различие состоит в количественных соотношениях химических соединений. В споре в отличие от вегетативной клетки содержится в два раза меньше воды, которая находится в основном в связанном состоянии. В споре заметно увеличивается концентрация кальция, магния, а также липидов и пиколиновой кислоты, что в значительной степени обусловливает устойчивость спор к воздействию неблагоприятных физических и химических факторов. В результате этого споры могут десятки лет сохраняться в почве, выдерживать кипячение в течение 60 мин и даже нескольких часов, а также действие высоких концентраций дезинфицирующих веществ. Устойчивость спор затрудняет борьбу со спорообразующими гнилостными, маслянокислыми и другими микроорганизмами, попадающими в молоко и молочные продукты, выдерживающими режимы пастеризации молока.
Споры при попадании в питательный субстрат и благоприятные условия существования могут прорастать в исходную вегетативную форму. При этом спора набухает, размеры значительно возрастают, активизируются биохимические процессы. Прорастание споры заканчивается образованием отверстия в оболочке и появлением ростка, вытягивающегося затем в палочку. Прорастающая спора способна окрашиваться обычными анилиновыми красителями.
Росток споры может возникать полярно, экваториально и между полюсом и центром клетки. В первом случае росток появляется на одном из концов споры, во втором он выходит в средней части, препендикулярно длинной оси споры. Процесс прорастания споры осуществляется значительно быстрее, чем её формирование, и заканчивается через 4-5 ч.
Спорообразование постоянный признак, который имеет важное значение при идентификации, т.е. определения вида бактерий.Отличие бактериальной клетки от споровой приведена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Образованиеспор
3 Споровые микроорганизмы, погибающие при стерилизации молока
При температуре, превышающую оптимальную, наблюдается замедление размножения микроорганизмов, а при температуре выше максимальной из развитие полностью прекращается и микробные клетки погибают. Стойкость микроорганизмов к высоким температурам называют термоустойчивостью или терморезистентностью. Она неодинакова для различных групп микроорганизмов. Наибольшей термоустойчивостью обладают споры бацилл и клостридий. Они выдерживают кипячение от нескольких минут (Bac.subtilis) до 6 ч (Cl.Botulinum) и более. Споры не обезвреживаются при режимах пастеризации молока (65-90 ºС). Вегетативные формы и бесспоровые бактерии являются термолабильными, они погибают при 65 ºС в течение 5-30 мин.
Спорообразующие. К гнилостным аэробам тносятся Bac. Subtilis – сенная палочка, Bac. Mesentericuc – картофелҗная палочка, Bac.megatherium – капустная палочка,Bac. Mysoides – грибовидная палочка и др .
К спорообразующим гнилостным аэробам относятся бактерии рода Clostridium. Все спорообразующие гнилостные представляют собой довольно крупные толстые палочки, достигающие размеров 0,5-2,5*10 (у клостридий – до 20) мкм, по Граму красятся положительно, подвижные до момента спорообразования, капсул не образуют.
3.1 Ботулизм
Ботулизм – это пищевое отравление, относящейся к числу самых тяжелых заболеваний, связанных с употреблением пищи, инфицированный бактериями Cl. Botulinum и содержащей ботулинический нейротоксин.
Возбудитель ботулизма относится к роду клостридий (Clostridium). Известны такие серовары возбудителя как: A, В, С, D, E, F, G, различающиеся по антигенной структуре, образуемыми токсинами и рядом других признаков.
Клостридии представляют собой крупные палочки длиной 3,4-8,6 мкм и шириной до 1,3 мкм. Возбудитель подвижен до момента спорообразования, перитрих, по Граму красится положительно, капсул не образует. Споры располагаются в клетке субтерминально. Палочка со спорой по виду напоминает теннисную ракетку, ложку, лодочку (Рисунок 3).
Рисунок 3 – ClostridiumBotulinum
Клостридии сбраживают глюкозу, фруктозу и некоторые другие углеводы, но сахаролитические свойства непостоянны. По протеолитическим свойствам серовары неоднородны. Протеолитические штаммы способны расплавлять кусочки печени или мясного фарша на средах типа Китта-Тароцци.
Возбудитель ботулизма образует два основных типа токсинов: нейротоксин и гемолизин.
Нейротоксин(ботулинический токсин) продуцирует все серовары, он определяет клиническую картину интоксикации при ботулизме .
Споры возбудителя устойчивы к воздействию внешней среды. Они сохраняют жизнеспособность при таких условиях, когда погибают все другие живые организмы. Споры выдерживают кипячение в течение 5-6 ч, сохраняют жизнеспособность в спирте в течение 2 мес., противостоят действию кислот и формалина, устойчивы к замораживанию .
В отличие от доброкачественной пищи продукты, содержащие возбудителя ботулизма, могут иметь специфический запах прогорклого масла, «щиплющий» вкус, становятся бледными на вид, рыхлой консистенции. Человек заражается при употреблении пиши, содержащей токсин и живых микробов, с размножением которых количество токсина увеличивается.
3.2 Клостридии перфрингенс (Cl.perfringens)
Токсикоинфекции, вызываемые Cl.perfringens, занимают третье место после пищевых отравлений сальмонелленого и стафилококкового происхождения.Название возбудителя связано со способностью образовать большое количество газа, который разрывает окружающую плотную питательную среду. Термин «перфрингенс» в переводе с латинского языка означает «проламывающий», «прорывающий». Клостридии представляют собой крупные неподвижные грамположительные палочки. В организме людей и животных образуют капсулу. Медленно образуют споры (Рисунок 4).
Рисунок 4 – Cl.perfringens
Cl.perfringens развивается при температуре от 15 до 50 ºС. Оптимальная температура для наиболее быстрого роста составляет 37 ºС. Особенностью Cl.perfringens является способность к быстрому размножению. Возбудитель сбраживает глюкозу с образованием солей молочной, уксусной и масляной кислот, этилового спирта, углекислого газа и водорода, может ферментировать фруктозу, галактозу, маннозу, лактозу, сахарозу, рибозу, крахмал, декстрин и гликоген.
4 Способы стерилизации молока
Стерилизация молока проводится в целях получения безопасного в санитарно-гигиеническом отношении продукта и обеспечении его длительного хранения при температуре окружающей среды без изменения качества. Существует множество способов стерилизации молока (химический, механический, радиоактивный, электрический, тепловой).
Например, стерилизация молока посредством радиационной обработки полностью исключает энергозатраты, поскольку стерилизация на гамма-установке происходит за счёт радиоактивного распада источников излучения. Кроме того, молоко не подвергается нагреву, что исключает изменение вкусовых качеств и основных физико-механических свойств, отпадает необходимость охлаждения.
Тем не менее, наиболее надёжным, экономически выгодным и нашедшим широкое применение в промышленности является тепловой способ.
В молочной промышленности молочное сырье стерилизуют по трём принципиальным схемам:
Одноступенчатая в упаковке – после розлива молока в упаковку и её герметичной укупорки при температуре 115-120°С с выдержкой 15-30 мин;
Двухступенчатая – предварительная стерилизация молочного сырья в потоке при температуре 130-150 °С в течение нескольких секунд, а затемвторичная стерилизация после розлива молока или молочных продуктов в упаковку и её герметичной укупорки при температуре 115-120 о С в течение 15-20 мин;
Одноступенчатая с асептическим розливом – косвенная или прямая стерилизация молочного сырья при температуре 135-150 о С в течение нескольких секунд с последующим фасованием в асептических условиях в стерильную тару .
В зависимости от особенностей производства и фасования готового продукта молочное сырье стерилизуют периодическим и непрерывным способами.
Стерилизацию периодическим способом проводят, помещая продукт в упаковке (стеклянных или пластмассовых бутылках) в автоклав и создавая в нем разрежение 0,08 МПа, что соответствует температуре 121 о С. При этой температуре продукт выдерживается 15-30 мин. Затем температуру снижают до 20 о С. На стерилизацию молоко поступает нормализованным, гомогенизированным, прошедшим предварительный нагрев.
Стерилизация непрерывным способом в упаковке осуществляется в гидростатических башенных стерилизаторах. Фасованный в бутылки продукт подастся в первую башню стерилизатора, где нагревается до (86 ± 1) о С. Во второй башне продукт в бутылках нагревается до температуры 115-125 о С и выдерживается в зависимости от объёма бутылки 20-30 мин. В третьей башне стерилизатора бутылки охлаждаются до температуры (65 ± 5) о С, в четвертой – до (40 ± 5) о С. Дальнейшее охлаждение идёт в камере хранения продукта. Весь цикл обработки в башенном стерилизаторе составляет приблизительно 1 ч. Такое молоко хранится при температуре 1-20 о С не более 2 мес. со времени выработки.
В молочной промышленности стерилизация молока и молочных продуктов осуществляется в таре и в потоке.
При стерилизации молочною продукта в таре изменяется вкус и снижается его питательная ценность вследствие того, что при довольно длительном тепловом воздействии разрушаются компоненты продукта, определяющие его вкусовые и питательные свойства.
Стерилизация в потоке. Наиболее прогрессивной является стерилизация продукта в потоке при ультравысокотемпературном режиме (135-150 о С с выдержкой несколько секунд) с последующим фасованием его в асептических условиях в стерильную тару.
Ультравысокотемпературная (УВТ) обработка позволяет увеличить продолжительность хранения продуктов до 6 мес. При фасовании молочных продуктов в асептических условиях применяют пакет из комбинированною материала, пластмассовые бутылки, пакеты из полимерного материала, а также металлические банки и стеклянные бутылки.
Молоко, стерилизованное в потоке при ультравысокотемпературных режимах с кратковременной выдержкой, но своим качественным показателям приближается к пастеризованному молоку.
В процессе стерилизации в потоке продукт нагревается до температуры стерилизации, выдерживается при этой температуре в течение требуемого времени, охлаждается до температуры фасования в асептических условиях.
Соотношение температуры и времени обработки определяется требуемой эффективностью стерилизации и имеет большее значение для качества продукта. Верхним температурным пределом стерилизации молока в потоке является 150 о С, так как даже кратковременная выдержка при этой температуре может привести к нежелательным изменениям качества продукта. В то же время трудно осуществить технически очень быстрый нагрев до этой температуры и последующее быстрое охлаждение. Нижним температурным пределом является температура 135 о С, так как при температуре менее 135 о С эффективность стерилизации недостаточна при кратковременной выдержке. Увеличение продолжительности выдержки также нежелательно во избежание ухудшения качества продукта .
Таким образом, стерилизация молока в потоке является наиболее эффективным способом тепловой обработки молока.
5 Оценка качества молока
Определение микробиологических показателей проводят методами, предусмотренными нормативными документами, и по методикам, утверждённым органами и учреждениями ГоссанэпидслужбыРоссии.
Продукт изготовляют в соответствии стребованиямнастоящего стандарта по технологическим инструкциям, утвержденнымв установленном порядке.По органолептическим характеристикам продукт долженсоответствовать требованиям таблицы 1.
Таблица 1 – органолептическая оценка молока
|
Наименование показателя |
Характеристика |
|
Внешний вид |
Непрозрачная жидкость. Для жирных и высокожирных продуктов допускается незначительный отстой жира, исчезающий при перемешивании |
|
консистенция |
Жидкая, однородная нетягучая, слегка вязкая. Без хлопьев белка и сбившихся комочков жира |
|
Вкус и запах |
Характерные для молока, без посторонних привкусов и запахов, с легким привкусом кипячения. Для топленого и стерилизованного молока – выраженный привкус кипячения. Для восстановленного и рекомбинированного допускается сладковатый привкус |
|
Белый, равномерный по всей массе, для топленого истерилизованного – с кремовым оттенком, для обезжиренного – со слегка синеватым оттенком |
Стерилизованное молоко должно отвечать требованиям промышленной стерильности. Требования промышленной стерильности к стерилизованному и ультрастирилизованному молоку:
1После термостатной выдержки при температуре 37 градусов Цельсия в течение 3-5 суток отсутствие видимых дефектов и признаков порчи (вздутие упаковки, изменение внешнего вида и другие) отсутствие изменений вкуса и консистенции.
2 После термостатной выдержки допускаются изменения:
а) титруемой кислотности не более чем на 2 градуса Тернера;
б) КМАФАнМ не более 10 КОЕ/см 3 (г).
Заключение
В молоке содержится более 200 веществ легкодоступных для микроорганизмов, поэтому они интенсивно размножаются в нем. В состав молока входят белки, пептоны, полипептиды, глобулины, альбумины, казеин, аминокислоты. Молоко содержит жирные кислоты, липиды, молочный сахар (лактоза), витамины, гормоны, ферменты и минеральные соли. И всегда в натуральном молоке существуют микроорганизмы.
При стерилизации молоко освобождается не только от вегетативной микрофлоры, но и от споровой. Такой продукт обладает абсолютной надёжностью с санитарно-гигиенической точки зрения, позволяет осуществлять перевозки на длительные расстояния без охлаждения, исключает необходимость ежедневной поставки в торговлю. Из года в год растёт потребительский спрос на молочные продукты длительного хранения во всех странах мира, расширяется их ассортимент, увеличиваются сроки хранения, совершенствуются пути повышения стойкости в хранении.
Список использованной литературы
1.Твердохлеб Г. В.Технология молока и молочных продуктов / Г.В. Твердохлеб,Г. Ю. Сажинов, Р.И. Раманаускас. – М.: ДеЛи принт, – 2006. – 616 с.
2.Степаненко П.П. Микробиология молока и молочных продуктов/ П.П. Степаненко. – М.: ООО «Все для Вас-Подмосковье», – 1999. – 415 с.
3. Соляник Т.В. Микробиология. Учебно-методическое пособие / Т.В. Соляник, А.А. Гласкович. – Горки: БГСХА, – 2014 . – 104 с.
4. Курсовая работа. Процесс стерилизации молока и аппараты для его реализации / АлтГАУ: инженерный факультет, – 2011 г., – 26 с.
5.Курсовая работа. Микрофлора молока и молочных продуктов /Павлодарский государственный университет им. С. Торайгыровa, –2012. –31 с.
6. ГОСТ Р 52090-2003. Молоко питьевое. Технические условия; Введ.01.07.04.-М.: Изд-во стандартов, 2008.-5 с.
7. Федеральный закон Российской Федерации от 12 июня 2008 г. N 88-ФЗ "Технический регламент на молоко и молочную продукцию".
Стерилизация молока проводится в целях получения безопасного, в санитарно-гигиеническом отношении, продукта и обеспечении его длительного хранения при температуре окружающей среды без изменения качества. Существует множество способов стерилизации молока (химический, механический, радиоактивный, электрический, тепловой).
Например, стерилизация молока посредством радиационной обработки полностью исключает энергозатраты, поскольку стерилизация на гамма-установке происходит за счет радиоактивного распада источников излучения. Кроме того, молоко не подвергается нагреву, что исключает изменение вкусовых качеств и основных физико-механических свойств, отпадает необходимость охлаждения .
Тем не менее, наиболее надежным, экономически выгодным и нашедшим широкое применение в промышленности является тепловой способ .
В молочной промышленности молочное сырье стерилизуют по трем принципиальным схемам:
одноступенчатая в упаковке - после розлива молока в упаковку и ее герметичной укупорки при температуре 115-120°С с выдержкой 15-30 мин;
двухступенчатая - предварительная стерилизация молочного сырья в потоке при температуре 130-150°С в течение нескольких секунд, а затем вторичная стерилизация после розлива молока или молочных продуктов в упаковку и ее герметичной укупорки при температуре 115-120 о С в течение 15-20 мин;
одноступенчатая с асептическим розливом - косвенная или прямая стерилизация молочного сырья при температуре 135-150 о С в течение нескольких секунд с последующим фасованием в асептических условиях в стерильную тару .
В зависимости от особенностей производства и фасования готового продукта молочное сырье стерилизуют периодическим и непрерывным способами.
Стерилизацию периодическим способом проводят, помещая продукт в упаковке (стеклянных или пластмассовых бутылках) в автоклав и создавая в нем разрежение 0,08 МПа, что соответствует температуре 121 о С. При этой температуре продукт выдерживается 15-30 мин. Затем температуру снижают до 20 о С. На стерилизацию молоко поступает нормализованным, гомогенизированным, прошедшим предварительный нагрев.
Стерилизация непрерывным способом в упаковке осуществляется в гидростатических башенных стерилизаторах. Фасованный в бутылки продукт подастся в первую башню стерилизатора, где нагревается до (86 ± 1) о С. Во второй башне продукт в бутылках нагревается до температуры 115-125 о С и выдерживается в зависимости от объема бутылки 20-30 мин. В третьей башне стерилизатора бутылки охлаждаются до температуры (65 ± 5) о С, в четвертой - до (40 ± 5) о С. Дальнейшее охлаждение идет в камере хранения продукта. Весь цикл обработки в башенном стерилизаторе составляет приблизительно 1 ч. Такое молоко хранится при температуре 1-20 о С не более 2 мес. со времени выработки .
В молочной промышленности стерилизация молока и молочных продуктов осуществляется в таре и в потоке.
Стерилизация в таре . Стерилизация молочного продукта в таре может осуществляться одноступенчатым способом (после розлива в тару и ее герметичной укупорки при 110-120°С с выдержкой 15-30 мин) и двухступенчатым (первоначально в потоке - сначала до розлива в тару при 130-150 о С в течение нескольких секунд, затем вторично после розлива продукта в тару и ее герметичной укупорки при 110-118 о С в течение 10-20 мин) .
Готовый продукт можно хранить и употреблять в течение года. Для упаковывания продукта обычно используют стеклянные бутылки или жестяные банки.
При стерилизации молочною продукта в таре изменяется вкус и снижается его питательная ценность вследствие того, что при довольно длительном тепловом воздействии разрушаются компоненты продукта, определяющие его вкусовые и питательные свойства.
Стерилизация в потоке . Наиболее прогрессивной является стерилизация продукта в потоке при ультравысокотемпературном режиме (135-150 о С с выдержкой несколько секунд) с последующим фасованием его в асептических условиях в стерильную тару.
Ультравысокотемпературная (УВТ) обработка позволяет увеличить продолжительность хранения продуктов до 6 мес. При фасовании молочных продуктов в асептических условиях применяют пакет из комбинированною материала, пластмассовые бутылки, пакеты из полимерного материала, а также металлические банки и стеклянные бутылки.
Молоко, стерилизованное в потоке при ультравысокотемпературных режимах с кратковременной выдержкой, но своим качественным показателям приближается к пастеризованному молоку.
В процессе стерилизации в потоке продукт нагревается до температуры стерилизации, выдерживается при этой температуре в течение требуемого времени, охлаждается до температуры фасования в асептических условиях.
Соотношение температуры и времени обработки определяется требуемой эффективностью стерилизации и имеет большее значение для качества продукта. Верхним температурным пределом стерилизации молока в потоке является 150 о С, так как даже кратковременная выдержка при этой температуре может привести к нежелательным изменениям качества продукта. В то же время трудно осуществить технически очень быстрый нагрев до этой температуры и последующее быстрое охлаждение. Нижним температурным пределом является температура 135 о С, так как при температуре менее 135 о С эффективность стерилизации недостаточна при кратковременной выдержке. Увеличение продолжительности выдержки также нежелательно во избежание ухудшения качества продукта .
Таким образом, стерилизация молока в потоке является наиболее эффективным способом тепловой обработки молока.
Термизация –позволяет прежде всего инактивировать психротропную м/ф. Поэтому, как правило применяется на молочных предприятиях по мере поступления молока. Количество микробных клеток уменьшается на 3-4 порядка.
Термизация – является разновидностью пастеризации с более щадящими режимами: 1) 72°С, без выдержки; 2) 70°С, 15с; 3) 65-68°С, до40с. Цель – повысить стойкость сырого молока при хранении, применяется в сыроделии перед созреванием молока (10-12ч принятое молоко выдерживают). Применяется при производстве молочных консерв, для получения термоустойчивого молока, также для производства йогуртов. В нашей РБ термизацию применяют только с пастеризацией.
Стерилизация - это тепловая обработка молочного сырья при температуре выше 100°С. Цель- уничтожения всех вегетативных и споровых форм бактерий и инактивации ферментов. На молочной промышленности стерилизация проводится по 3 схемам:
1 одноступенчатая в упаковке (таре)
2 двухступенчатая в таре
3 одноступенчатая с асептическим розливам
1- молоко нормализуется по жиру, затем гомогенизация при t=70-75°С и разливается либо в стеклянные, либо в пластмассовые бутылки, затем в автоклав, где стерилизация с температурой 110-120°С, i=15-30 мин, затем охлаждают до 20°С и подают в камеру хранения;
2-стерилизация дважды. Первая перед розливом в потоке, и вторая после розлива в тару (упаковку) в автоклавах. Нормализованная гомогенизированная смесь стерилизуется в потоке 130-150°С в течении несколько секунд (до 20с), затем охлаждается до 35-40°С, резервируется, потом поступает на розлив, где разливается, затем укупленная поступает в таре в автоклавы (непрер. действия), с температурой 115-120°С в течении 15-20 мин. После этого продукт охлаждается и направляется на хранение;
3-сначала стерилизуют, а затем в асептических условиях разливают. Может осуществляться прямым и косвенным путем. Прямой, когда нагрев молока осуществляется непосредственно теплоагентом- паром; косвенный, когда теплообмен происходит через поверхность (теплопередающую), в установках. Наиболее прогрессивным является 3, т.к. его называют наименьшим изменением физ.-хим. в молоке.
Стерилизация также характеризуется параметрами температуры и выдержки, но и также зависит от качества сырья, учитывается термоустойчивость молока. Эффективность стерилизации определяется отношением споровых м.о. после стерилизации к количеству м.о. до стерилизации: Е с =lgС к /С н Самый оптимальный коэффициент эффективности стерилизации 9-10, но не менее 6. Оборудование стерилизаторы, или автоклавы периодического действия, полупериодического действия и непрерывного.
УВТ -обработка- применяется в области стерилизации. Получается продукт с улучшенным качеством и больше хранится. 130-150°С, 2-4с.
При нагревании поглощенная энергия достигает величины энергии активации для разрыва или образования связей. Вследствие этого при нагревании все составные части молока с незначительной энергией связи претерпевают изменение. Наиболее сильным изменениям подвергаются сывороточные белки, ферменты и часть витаминов.
По составу:
1. Сывороточные белки . В зависимости от условий нагревания ведет к частичной или полной денатурации белков, а также к реакции между отдельными фракциями белков и между белками и др. составными частями. Денатурация начинается около 70°С и прогрессирует по мере увеличения длительности воздействия t-р и повышения t-р. При t-ре около 90°C сывороточные белки денатурируют практически полностью за короткое время. Денатурированные при нагревании сывороточные белки образуют с c-казеином комплексные соединения, которые изменяют поверхностные свойства казеина и приводит к резкому ухудшению способности молока к свертыванию под действием сычужного фермента. Это учитывается при производстве сыра и творога. Тепловой денатурацией сывороточных белков можно объяснить:
1)Возникновение привкуса кипячения.
2)Снижение способности к свертыванию под действием сычужного фермента и прочности сгустка, что отрицательно сказывается на отделение сыворотки при производстве сыра и творога.
3)Снижение окислительно-восстановительного потенциала при одновременном возникновении антиокислительных свойств.
2. Казеиновый комплекс . Казеин при нагревании до 100-140°С практически не изменяется, при температуре выше денатурирует и выпадает в осадок. Тепловая стабильность казеина всегда зависит от концентрации ионов Са, величины рН и от степени денатурации сывороточных белков. При нагревании происходит реакция между казеином и лактозой молока Þ изменение цвета продукта:
Казеин+ лактоза=меланоидиновое соединение
Последствия:
Повышение чувствительности казеина к осаждению кальцием.
Коагуляция казеина при низких t-рах
3. Ферменты. При нагревании инактивируются. Альдолаза, амилаза, липаза разрушаются при относительно низких t-рах. Инактивации фосфатазы и пероксидазы происходит при t-ре пастеризации (свыше 85°С).
4. Витамины. При пастеризации в пластинчатых пастеризационных установках витамины либо не разрушаются, либо разрушаются в малой степени. D, Е, биотин, никотин-я кислота, при промышленных t-рах не разрушаются. Наиболее чувствительны к нагреванию С и В12. При температуре свыше 100°С идет разрушение всех витаминов.
5. Соли. Под действием t-ры свыше 95°С фосфорнокислые и цитраты переходят в нерастворимую форму. Можно судить по образованию молочного камня на пластинах пастеризатора и снижению пищевой ценности продукта.
Последствия:
Ухудшение способности молока к сычужному свертыванию.
6. Жир. Глицериды молочного жира мало подвержены изменениям. Могут изменятся только оболочки жировых шариков. Она может денатурировать Þ дестабилизация жирового шарика. Если нагревать в открытом сосуде молоко, то начинает образовываться пленка при t=63°С. При более высокой t-ре пленка толще. Образование пленки связано с поверхностным натяжением молока.
7. Лактоза при нагревании до 100°С не изменяется, при более высокой температуре лактоза разл-ся до муравьиной и молочной кислот, что дает небольшое повышение кислотности, и меланоидиновое образование.
По свойствам: вязкость, поверхностное натяжение, способность молока к отстою жира, резко ухудшается способность к сычужному свертыванию, изменяется цвет и вкус, и вследствие потерь витаминов снижается пищевая ценность молока.
Стерилизация молока проводится в целях получения безопасного в санитарно-гигиеническом отношении продукта и обеспечении его длительного хранения при температуре окружающей среды без изменения качества. Существует множество способов стерилизации молока (химический, механический, радиоактивный, электрический, тепловой).
Например, стерилизация молока посредством радиационной обработки полностью исключает энергозатраты, поскольку стерилизация на гамма-установке происходит за счёт радиоактивного распада источников излучения. Кроме того, молоко не подвергается нагреву, что исключает изменение вкусовых качеств и основных физико-механических свойств, отпадает необходимость охлаждения.
Тем не менее, наиболее надёжным, экономически выгодным и нашедшим широкое применение в промышленности является тепловой способ.
В молочной промышленности молочное сырье стерилизуют по трём принципиальным схемам:
Одноступенчатая в упаковке – после розлива молока в упаковку и её герметичной укупорки при температуре 115-120°С с выдержкой 15-30 мин;
Двухступенчатая – предварительная стерилизация молочного сырья в потоке при температуре 130-150 °С в течение нескольких секунд, а затем вторичная стерилизация после розлива молока или молочных продуктов в упаковку и её герметичной укупорки при температуре 115-120 о С в течение 15-20 мин;
Одноступенчатая с асептическим розливом – косвенная или прямая стерилизация молочного сырья при температуре 135-150 о С в течение нескольких секунд с последующим фасованием в асептических условиях в стерильную тару .
В зависимости от особенностей производства и фасования готового продукта молочное сырье стерилизуют периодическим и непрерывным способами.
Стерилизацию периодическим способом проводят, помещая продукт в упаковке (стеклянных или пластмассовых бутылках) в автоклав и создавая в нем разрежение 0,08 МПа, что соответствует температуре 121 о С. При этой температуре продукт выдерживается 15-30 мин. Затем температуру снижают до 20 о С. На стерилизацию молоко поступает нормализованным, гомогенизированным, прошедшим предварительный нагрев.
Стерилизация непрерывным способом в упаковке осуществляется в гидростатических башенных стерилизаторах. Фасованный в бутылки продукт подастся в первую башню стерилизатора, где нагревается до (86 ± 1) о С. Во второй башне продукт в бутылках нагревается до температуры 115-125 о С и выдерживается в зависимости от объёма бутылки 20-30 мин. В третьей башне стерилизатора бутылки охлаждаются до температуры (65 ± 5) о С, в четвертой – до (40 ± 5) о С. Дальнейшее охлаждение идёт в камере хранения продукта. Весь цикл обработки в башенном стерилизаторе составляет приблизительно 1 ч. Такое молоко хранится при температуре 1-20 о С не более 2 мес. со времени выработки.
В молочной промышленности стерилизация молока и молочных продуктов осуществляется в таре и в потоке.
При стерилизации молочною продукта в таре изменяется вкус и снижается его питательная ценность вследствие того, что при довольно длительном тепловом воздействии разрушаются компоненты продукта, определяющие его вкусовые и питательные свойства .
Стерилизация в потоке. Наиболее прогрессивной является стерилизация продукта в потоке при ультравысокотемпературном режиме (135-150 о С с выдержкой несколько секунд) с последующим фасованием его в асептических условиях в стерильную тару.
Ультравысокотемпературная (УВТ) обработка позволяет увеличить продолжительность хранения продуктов до 6 мес. При фасовании молочных продуктов в асептических условиях применяют пакет из комбинированною материала, пластмассовые бутылки, пакеты из полимерного материала, а также металлические банки и стеклянные бутылки.
Молоко, стерилизованное в потоке при ультравысокотемпературных режимах с кратковременной выдержкой, но своим качественным показателям приближается к пастеризованному молоку.
В процессе стерилизации в потоке продукт нагревается до температуры стерилизации, выдерживается при этой температуре в течение требуемого времени, охлаждается до температуры фасования в асептических условиях.
Соотношение температуры и времени обработки определяется требуемой эффективностью стерилизации и имеет большее значение для качества продукта. Верхним температурным пределом стерилизации молока в потоке является 150 о С, так как даже кратковременная выдержка при этой температуре может привести к нежелательным изменениям качества продукта. В то же время трудно осуществить технически очень быстрый нагрев до этой температуры и последующее быстрое охлаждение. Нижним температурным пределом является температура 135 о С, так как при температуре менее 135 о С эффективность стерилизации недостаточна при кратковременной выдержке. Увеличение продолжительности выдержки также нежелательно во избежание ухудшения качества продукта .
Таким образом, стерилизация молока в потоке является наиболее эффективным способом тепловой обработки молока.
5 Оценка качества молока
Определение микробиологических показателей проводят методами, предусмотренными нормативными документами, и по методикам, утверждённым органами и учреждениями Госсанэпидслужбы России.
Продукт изготовляют в соответствии с требованиям настоящего стандарта по технологическим инструкциям, утвержденным в установленном порядке. По органолептическим характеристикам продукт должен соответствовать требованиям таблицы 1.
Таблица 1 – органолептическая оценка молока
| Наименование показателя | Характеристика |
| Внешний вид | Непрозрачная жидкость. Для жирных и высокожирных продуктов допускается незначительный отстой жира, исчезающий при перемешивании |
| консистенция | Жидкая, однородная нетягучая, слегка вязкая. Без хлопьев белка и сбившихся комочков жира |
| Вкус и запах | Характерные для молока, без посторонних привкусов и запахов, с легким привкусом кипячения. Для топленого и стерилизованного молока - выраженный привкус кипячения. Для восстановленного и рекомбинированного допускается сладковатый привкус |
| Цвет | Белый, равномерный по всей массе, для топленого и стерилизованного - с кремовым оттенком, для обезжиренного - со слегка синеватым оттенком |
Стерилизованное молоко должно отвечать требованиям промышленной стерильности. Требования промышленной стерильности к стерилизованному и ультрастирилизованному молоку:
1После термостатной выдержки при температуре 37 градусов Цельсия в течение 3-5 суток отсутствие видимых дефектов и признаков порчи (вздутие упаковки, изменение внешнего вида и другие) отсутствие изменений вкуса и консистенции.
2 После термостатной выдержки допускаются изменения:
а) титруемой кислотности не более чем на 2 градуса Тернера;
б) КМАФАнМ не более 10 КОЕ/см 3 (г) .
Заключение
В молоке содержится более 200 веществ легкодоступных для микроорганизмов, поэтому они интенсивно размножаются в нем. В состав молока входят белки, пептоны, полипептиды, глобулины, альбумины, казеин, аминокислоты. Молоко содержит жирные кислоты, липиды, молочный сахар (лактоза), витамины, гормоны, ферменты и минеральные соли. И всегда в натуральном молоке существуют микроорганизмы.
При стерилизации молоко освобождается не только от вегетативной микрофлоры, но и от споровой. Такой продукт обладает абсолютной надёжностью с санитарно-гигиенической точки зрения, позволяет осуществлять перевозки на длительные расстояния без охлаждения, исключает необходимость ежедневной поставки в торговлю. Из года в год растёт потребительский спрос на молочные продукты длительного хранения во всех странах мира, расширяется их ассортимент, увеличиваются сроки хранения, совершенствуются пути повышения стойкости в хранении.
Список использованной литературы
1.Твердохлеб Г. В. Технология молока и молочных продуктов / Г.В. Твердохлеб, Г. Ю. Сажинов, Р.И. Раманаускас. – М.: ДеЛи принт, – 2006. – 616 с.
2.Степаненко П.П. Микробиология молока и молочных продуктов / П.П. Степаненко. – М.: ООО «Все для Вас-Подмосковье», – 1999. – 415 с.
3. Соляник Т.В. Микробиология. Учебно-методическое пособие / Т.В. Соляник, А.А. Гласкович. – Горки: БГСХА, – 2014 . – 104 с.
4. Курсовая работа. Процесс стерилизации молока и аппараты для его реализации / АлтГАУ: инженерный факультет, – 2011 г., – 26 с.
5.Курсовая работа. Микрофлора молока и молочных продуктов / Павлодарский государственный университет им. С. Торайгыровa, –2012. –31 с.
6. ГОСТ Р 52090-2003. Молоко питьевое. Технические условия; Введ.01.07.04.-М.: Изд-во стандартов, 2008.-5 с.
7. Федеральный закон Российской Федерации от 12 июня 2008 г. N 88-ФЗ "Технический регламент на молоко и молочную продукцию".
