При производстве каких молочных продуктов используют пастеризацию

Термическая обработка и пастеризация

Цель пастеризации:

1. Повысить безопасность молока для потребителя путем уничтожения болезнетворных микроорганизмов (патогенов), которые могут присутствовать в молоке.
2. Повысить сохранение качества молочных продуктов путем уничтожения порчи микроорганизмов и ферментов, которые способствуют снижению качества и срока годности молока.

УСЛОВИЯ ПАСТЕРИЗАЦИИ

Минимальные требования к пастеризации молочных продуктов приведены в Таблице 1 ниже. Эти условия были определены как минимальные условия обработки, необходимые для уничтожения Coxiella burnetii, организма, вызывающего Q-лихорадку у человека, который в настоящее время является наиболее устойчивым к нагреванию патогенном в молоке. Молоко можно пастеризовать, используя время обработки и температуры, превышающие требуемые минимумы.

Пастеризацию можно проводить как периодический или непрерывный процесс.  Пастеризатор состоит из температурно-регулируемой закрытой ванны. Молоко закачивают в ванну, молоко нагревают до соответствующей температуры и выдерживают при этой температуре в течение соответствующего времени, а затем охлаждают. Затем охлажденное молоко откачивается из ванны на остальную часть технологической линии, например, на станцию ​​розлива или в чан с сыром. Периодическая пастеризация до сих пор используется на некоторых небольших перерабатывающих заводах.

Наиболее распространенным процессом, используемым для жидкого молока, является непрерывный процесс. Молоко перекачивается из бункера с сырым молоком в резервуар-накопитель, который подается в систему непрерывной пастеризации. Молоко непрерывно течет из резервуара через ряд тонких пластин, которые нагревают молоко до соответствующей температуры. Система подачи молока настроена на то, чтобы молоко оставалось при температуре пастеризации в течение соответствующего времени, прежде чем оно пройдет через зону охлаждения пастеризатора. Затем охлажденное молоко поступает на остальную часть технологической линии, например, на станцию ​​розлива. Существует несколько вариантов температур и периодов времени для непрерывной переработки охлажденного жидкого молока. Хотя условия обработки определены для температур выше 200 ° F (93,3°С), они используются редко, поскольку могут придавать нежелательный перегретый вкус молоку.

Таблица 1. Условия пастеризации, используемые для молочных продуктов.

История пастеризации

Процесс нагревания или кипячения молока для получения пользы для здоровья был признан с начала 1800-х годов и использовался для снижения заболеваемости и смертности от молока у младенцев в конце 1800-х годов. По мере индустриализации общества на рубеже 20-го века увеличение производства и распределения молока привело к вспышкам заболеваний, связанных с молоком. В то время распространенными болезнями, связанными с молоком, были брюшной тиф, скарлатина, септическая ангина, дифтерия и диарейные заболевания. Эти болезни были практически устранены с помощью коммерческой пастеризации в сочетании с улучшенными методами управления на молочных фермах. В 1938 году молочные продукты являлись источником 25% всех пищевых заболеваний и заболеваний, передающихся через воду, но теперь они составляют гораздо менее 1% от всех подобных заболеваний.

Пастеризация — это процесс нагревания жидкости до температуры ниже точки кипения для уничтожения микроорганизмов. Он был разработан Луи Пастером в 1864 году для улучшения удерживания качеств вина. Коммерческая пастеризация молока началась в конце 19 века в Европе и в начале 1900-х годов в Соединенных Штатах. Пастеризация стала обязательной для всего молока, проданного в городе Чикаго в 1908 году, а в 1947 году Мичиган стал первым штатом, в котором стали пастеризовать все молоко для продажи в этом штате. В 1924 году Государственная служба здравоохранения США разработала Стандартное постановление о молоке, чтобы помочь штатам с программами добровольной пастеризации. Постановление о пастеризованном молоке (PMO) сорта А, как его теперь называют, находится в ведении Департамента здравоохранения и социального обеспечения США, а также Управления по контролю за продуктами и лекарствами и определяет практику, касающуюся конструкции молочного салона и перерабатывающего завода, доения, обработки молока, санитарию и стандарты для пастеризации молочных продуктов класса А. Каждый штат по-прежнему регулирует переработку молока в своем штате, но молочные продукты должны соответствовать правилам, указанным в PMO для продуктов, которые поступят в торговлю между штатами.

Начальные условия пастеризации, известные как мгновенная пастеризация, заключались в том, чтобы нагревать молоко до температуры от 155 до 178 ° F (от 68,3 до 81 ° C) в течение одного момента с последующим охлаждением. Условия пастеризации доводили до 143 ° F (61,7 ° C) в течение 30 минут или 160 ° F (71,1 ° C) в течение 15 секунд для инактивации бактерий Mycobacterium bovis, ответственных за заболевание туберкулезом. Тем не менее, в 1957 году было показано, что эти условия недостаточны для инактивации бактерии Coxiella burnetii, которая вызывает Q-лихорадку у людей (Enright et al., 1957). Новые условия пастеризации 145 ° F (62,8 ° C) в течение 30 минут для периодического процесса или 161 ° F (71,7 ° C) в течение 15 секунд для непрерывного процесса были приняты для инактивации Coxiella burnetii, и эти условия используются до сих пор.

Пастеризованные молочные продукты — это жидкие продукты, изготовленные из молока и сливок, предназначенные для непосредственного использования потребителями. Эта группа продуктов включает цельное молоко, обезжиренное молоко, стандартизированное молоко и различные виды сливок.

В большинстве стран очищение, пастеризация и охлаждение являются обязательными этапами переработки молочных продуктов потребления. Во многих странах жир обычно гомогенизируется, в то время как в других гомогенизация опускается, потому что хорошая «линия сливок» считается доказательством качества. Деаэрация практикуется в определенных случаях, когда молоко имеет высокое содержание воздуха, а также когда в продукте присутствуют легколетучие вещества с неприятным запахом. Это может произойти, например, если корм для скота содержит растения семейства луковых.

Для переработки рыночных молочных продуктов требуется первоклассное сырье и правильно спроектированные технологические линии для получения конечных продуктов высочайшего качества. Должна быть обеспечена бережная обработка, чтобы ценные составляющие не подвергались неблагоприятному воздействию.

Для обеспечения качества молока существуют микробиологические стандарты для торговли молоком внутри сообщества, установленные Советом Европейского Союза (ЕС) для защиты здоровья людей и животных.

Одним из показателей качества сырого молока является количество соматических клеток, которое можно переносить в сыром молоке. Количество соматических клеток используется в качестве критерия для выявления аномального молока. Сырое молоко, предназначенное для торговли внутри сообщества, не должно содержать более 400 000 соматических клеток на мл в соответствии с директивой ЕС.

ПРОЦЕСС ПАСТЕРИЗАЦИИ

Типичный технологический процесс в установке пастеризации молока. Молоко поступает в установку через уравнительный бак (1) и перекачивается в пластинчатый теплообменник (16), где его предварительно нагревают, прежде чем он продолжит путь в сепаратор (5), который производит обезжиренное молоко и сливки.

Пастеризация молока с частичной гомогенизацией

1. Уравнительный бак
2. Насос подачи продукта
3. Регулятор потока
4. Деаэратор
5. Сепаратор
6. Клапан постоянного давления
7. Датчик плотности
8. Датчик расхода
9. Регулирующий клапан
10. Отсекающий клапан
11. Запорный клапан
12. Гомогенизатор
13. Насос подкачки
14. Удерживающая трубка
15. Клапан отвода потока
16. Теплообменник пластинчатого типа
17. Управление процессом

Стандартизация рыночного молока происходит в поточной системе. Содержание жира в сливках из сепаратора устанавливается на требуемом уровне, а затем поддерживается на этом уровне, независимо от умеренных изменений содержания жира и расхода поступающего молока. Содержание жира в сливках обычно составляет от 35 до 40% для взбитых сливок, но может быть установлено и на других уровнях, например, для производства сливочного масла или других видов сливок. После установки содержание жира в сливках поддерживается постоянной системой управления, состоящей из датчика плотности (7), датчика потока (8), регулирующих клапанов (9) и системы управления для системы стандартизации.

В этом примере используется частичная гомогенизация, поэтому обрабатывают только сливки. Причина выбора этой системы заключается в том, что она может работать с меньшим гомогенизатором (12) и, таким образом, потреблять меньше энергии, сохраняя при этом хороший эффект гомогенизации.

Принцип работы системы будет следующим: После прохождения устройства для стандартизации поток сливок делится на два потока. Один с достаточным часовым объемом, чтобы дать рыночному молоку необходимое конечное содержание жира, направляется в гомогенизатор, а другой, излишки сливок, передается на установку обработки сливок. Поскольку содержание жира в гомогенизируемых сливках должно составлять максимум 18%, обычные сливки, скажем, 40%, должны быть «разбавлены» обезжиренным молоком перед гомогенизацией. Производительность гомогенизатора тщательно рассчитывается и фиксируется при определенной скорости потока.

При частичной гомогенизации гомогенизатор также соединен с линией обезжиренного молока, чтобы в нем всегда было достаточно продукта для правильной работы. Таким образом, относительно низкий расход сливок компенсируется обезжиренным молоком до номинальной емкости. После гомогенизации 18% сливок в конечном итоге смешивают в потоке с избыточным объемом обезжиренного молока до достижения 3% перед пастеризацией. Теперь молоко со стандартным содержанием жира перекачивается в секцию нагрева молочного теплообменника, где оно пастеризуется. Необходимое время выдержки обеспечивается отдельной удерживающей трубкой (14). Температура пастеризации записывается непрерывно.

Насос подкачки (13) повышает давление продукта до уровня, при котором пастеризованный продукт не может быть загрязнен необработанным молоком или охлаждающей средой, если в пластинчатом теплообменнике должна произойти утечка.

Если температура пастеризации должна упасть, это измеряется датчиком температуры. Сигнал активирует клапан отвода потока (15), и молоко возвращается в уравнительную емкость.

После пастеризации молоко продолжает поступать в секцию охлаждения в теплообменнике, где оно регенеративно охлаждается поступающим необработанным молоком, а затем в секцию охлаждения, где оно охлаждается ледяной водой. Затем холодное молоко перекачивается в буферные емкости, а затем в разливочные машины.

СТАНДАРТИЗАЦИЯ

Цель стандартизации — дать молоку определенное, гарантированное содержание жира. Уровень значительно варьируется от одной страны к другой. Обычные значения составляют 1,5% для молока с низким содержанием жира и 3% для молока обычного качества, но также встречается содержание жира всего 0,1 и 0,5%. Жир является очень важным экономическим фактором. Следовательно, стандартизация молока и сливок должна проводиться с большой точностью.

ПАСТЕРИЗАЦИЯ – ТЕРМИТЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА

Наряду с правильным охлаждением, термическая обработка является одним из наиболее важных процессов при обработке молока. При правильном проведении этих процессов молоко продлит срок годности.

Температура и время пастеризации являются очень важными факторами, которые должны быть точно определены в зависимости от качества молока и его срока годности. Температура пастеризации гомогенизированного HTST пастеризованного молока обычно составляет 72-75 ° C в течение 15-20 секунд.

Процесс пастеризации может варьироваться в зависимости от страны в соответствии с национальным законодательством. Общим требованием во всех странах является то, что термообработка должна гарантировать значительное уменьшение порчи микроорганизмов и уничтожение всех патогенных бактерий без повреждения продукта.