Сгущение и сушка молочного сырья

Получение молока носит сезонный и региональный характер, что не позволяет обеспечить им в свежем виде потребителей, живущих в регионах с неразвитым молочным скотоводством. Из-за сезонности производства усложняется равномерное в течение года снабжение молоком в свежем виде населения крупных городов.

Для удовлетворения потребностей в молоке некоторую часть его необходимо консервировать.

Молочные консервы – это продукты, выработанные из натурального молока с применением сгущения (с последующей стерилизацией или добавлением сахара) и сушки. Они имеют высокую энергетическую ценность благодаря концентрации в них составных частей молока. Кроме того, молочные консервы характеризуются хорошей транспортабельностью и значительной стойкостью при хранении.

Консервирование – это обработка продуктов особыми способами в целях предохранения их от порчи.

Главная причина изменения качества продуктов при хранении – действие м/о. Поэтому в основе всех способов консервирования лежат приемы, направленные либо на уничтожение самих м/о, либо на подавление их жизнедеятельности. В результате консервирования продукт приобретает способность храниться длительное время.

Из всех известных принципов консервирования для производства молочных консервов используют два: абиоз (отсутствие жизни) и анабиоз (подавление жизни). В свежевыдоенном молоке лизоцимы как факторы естественного иммунитета лишь на непродолжительное время задерживают развитие бактерий. Поэтому этот принцип используется только для сокращения времени резервирования молока в целях последующего консервирования его на основе абиоза и анабиоза.

Промышленное консервирование молока по принципу абиоза основано на полном уничтожении находящихся в продукте м/о. При производстве молочных консервов используют тепловую стерилизацию, которую осуществляют под действием высоких температур. В дополнение к тепловой стерилизации допускается использовать антибиотик низин. Из химических веществ допускаются сорбиновая кислота и ее соли, которые безвредны для человека и оказывают сильное бактерицидное действие на дрожжи и плесени. Тепловая стерилизация в комплексе с низинном и сорбиновой кислотой обеспечивает получение стойкого в хранении продукта.

Консервирование по принципу анабиоза заключается в подавлении микробиологических процессов химическими или физическими средствами. В производстве молочных консервов используют только физические средства: повышение осмотического давления (осмоанабиоз) и высушивание (ксероанабиоз).

Консервирование повышением осмотического давления основано на нарушении естественного обмена веществ между живой клеткой и средой. Когда концентрация веществ, растворенных во внешней среде, больше концентрации веществ внутри клетки, осмотический перенос раствора направлен из клетки наружу. При этом протоплазма клетки обезвоживается, создаются условия, неблагоприятные для жизнедеятельности микробной клетки. Повысить осмотическое давление в молоке можно путем увеличения содержания сухого молочного остатка сгущением молока и растворением в нем сахара.

Консервирование высушиванием основано на удалении из продукта влаги и создании физиологической сухости, обуславливающей увеличение разности между осмотическим давлением в бактериальной клетке и давлением окружающей среды. Для нормального протекания процессов, связанных с жизнедеятельностью м/о, необходимо, чтобы массовая доля воды в продукте составляла около 25-30%, поэтому, если количество влаги в продукте будет ниже минимума, требуемого для жизнедеятельности м/о, стойкость при хранении повысится.

Технология выпаривания при производстве молочных консервов заключается в подборе температур испарения воды из молока в корпусах вакуум-выпарной установки. В процессе выпаривания увеличивается содержание сухих веществ молока, а количество воды в продукте уменьшается. В основе сгущения исходных смесей выпариванием лежит парообразование.

В зависимости от числа ступеней температуры выпаривания колеблются от 83 до 45 ⁰С. По мере перехода сгущаемого продукта из одного корпуса в другой массовая доля сухих веществ в нем увеличивается, а температуры выпаривания уменьшаются. Этим обеспечивается наиболее полное сохранение исходных свойств молока.

Продолжительность теплового воздействия при выпаривании зависит от вида вакуум-выпарной установки. В однокорпусной циркуляционной она колеблется от 21 ч – при сгущении партии молока на одну варку от 11,8 до 25,5% сухих веществ в производстве сгущенного стерилизованного молока – до 10 ч – при сгущении партии сыворотки на одну варку от 6 до 60% сухих веществ в производстве сгущенной сыворотки.

Продолжительность теплового воздействия на сгущаемый продукт в пленочных вакумм-выпарных установках колеблется от 3 до 15 мин и зависит от числа ступеней выпаривания и заданной конечной массовой доли сухих веществ.

Основным требованием к сгущенным продуктам является сохранение их в текучем состоянии при заданной температуре. Поэтому для любого способа сгущения устанавливают показатели массовых долей составных частей сухого вещества продукта, при которых он не утрачивает текучести, хотя физико-химические свойства его в той или иной степени изменяются.

Сгущение молока приводит к увеличению титруемой кислотности, т.к. повышается концентрация солей и других компонентов, обладающих кислыми свойствами. Частицы казеина при сгущении сближаются. Это создает условия для более легкой коагуляции казеина, и продукт становится менее термоустойчивым.

Для сушки молока применяют распылительные, вальцовые, пленочные и сублимационные установки. При распылительной сушке молоко диспергируется и высушивается в атмосфере горячего воздуха. Сушку сгущенного молока в распылительных сушилках рекомендуют проводить при следующих режимах: температура горячего воздуха, поступающего в сушильную башню, 165-180 С. Высушенные продукты выгружают из сушильной башни, просеивают на сите и охлаждают до 15-20 С. Охлажденные сухие молочные продукты упаковывают и хранят до отгрузки потребителю. Срок хранения сухого цельного молока – 10 мес, влажность продукта должна быть не выше 4%.

Пленочную сушку осуществляют на вальцовых и ленточных сушилках. Вальцы прогревают паром, продукт предварительно подогревают до 55-60 С. продукт наносится тонким слоем на поверхность вальцов наливом или распылением. Температура поверхности вальцов 130 С. При контакте с горячей поверхностью продукт высыхает в виде тонкой пленки в течение 2-3 с.