Меню

Пастеризация молока и ее цель. Теоретическое обоснование режимов пастеризации

Салаты

Человек постоянно стремится научиться продлевать срок продуктам, но при этом разрабатываются технологии, которые никак не влияют на полезные свойства. Технология пастеризации была открыта в XIX веке человеком по имени Луи Пастер. Именно он стал основателем иммунологии и открыл возможности термической обработки продуктов, которая позволяет значительно увеличивать срок их хранения.

Что это такое?

Нередко на полках магазинов можно встретить молоко и другие продукты, на которых указано, что они пастеризованные. На самом деле такое сложное слово всего лишь навсего означает, что молоко прошло обработку высокой температурой, то есть его нагрели, но не перекипятили, поскольку тогда бы оно потеряло свои полезные свойства. Достаточно нагреть до 60 градусов и подержать при такой температуре полчаса, чтобы уничтожить болезнетворные бактерии. Если температура доходит до отметки в 80 градусов, тогда достаточно и 20 минут.

Этого времени хватает, чтобы часть бактерий погибла, а другая часть снизила активность.

Процесс пастеризации благоприятно влияет на срок хранения напитка независимо от того, производилось ли оно в промышленных масштабах или приобреталось на фермерском хозяйстве.



Многие молодые хозяйки не знают, можно ли пастеризовать продукт дома и что для этого необходимо. Действительно, пастеризация молока в домашних условиях возможна. Используют не только газовую плиту, но и духовку, можно даже пастеризовать в мультиварке.

Если вы покупаете молоко в «тетрапаке», тогда рекомендуют нагревать его не в кастрюле, а поместить упаковку в емкость с нагреваемой водой. На самом деле процесс пастеризации будет таким же, только полезные свойства сохранятся лучше, и напиток претерпит меньше изменений. Процесс проводится один раз, чего вполне достаточно, чтобы обезопасить себя. Лучше молоко не станет, если его постоянно кипятить, а вот полезных свойств с каждым разом будет все меньше.

В качестве полезного совета рекомендуется парное молоко охлаждать сразу, а иначе оно под своей температурой через несколько часов скиснет. Лучше всего держать молоко в холодильнике в стеклянных емкостях. А вот хранить напиток в металлической и пластиковой таре не рекомендуется, поскольку материалы могут реагировать с жидкостью и наделять ее негативными качествами.


Использование мультиварки

Есть только один способ, как правильно приготовить пастеризованное молоко в мультиварке, и это обусловлено свойствами бытовой техники. Когда оборудование появилось на кухне современной хозяйки, оно многие процесс позволило сделать проще. Внутри замечательно готовится тушеное мясо, крупы и многое другое. Также в ней можно легко пастеризовать молоко, не стоя у плиты и не наблюдая за тем, что оно может убежать. Более того, не время играет определяющую роль, а температура в процессе термической обработки, поэтому и регулировать степень нагрева непросто.

С мультиваркой все легко: на технике есть режим, от хозяйки требуется только задать его и нажать на кнопку. Если обрабатывается домашнее молоко, достаточно поставить на 80 градусов и установить таймер на 20 минут. Новые мультиварки имеют дополнительный режим, который так и называется «пастеризация». Нужно только налить молоко в емкость, поставить внутрь и нажать соответствующую кнопку.



Виды

Чтобы напиток хорошо хранился даже в обработанном виде, посуда, куда его затем выливают для хранения, также должна проходить термическую обработку. Лучше всего использовать стеклянные банки, которые плотно закрывают крышкой.

Пастеризация бывает нескольких типов в зависимости от того, при какой температуре она проводится:

  • длительная;
  • ультравысокотемпературная;
  • кратковременная высокотемпературная.

Тридцатиминутный процесс термической обработки называется длительной пастеризацией. При этом температура держится на уровне 60 градусов. В плане уничтожения микроорганизмов это наиболее длительный, но и эффективный метод.



В домашних условиях провести высокотемпературную кратковременную обработку невозможно, этот вид пастеризации характерен для промышленных объектов. Процедура требует специального оборудования, которое способно за несколько минут нагреть молоко и охладить его. Одним из существенных недостатков данного типа обработки является точность: если недодержать молоко несколько секунд, то микроорганизмы не погибнут, а если передержать, то оно утратит все полезные свойства.

Это одна из причин, почему молоко в пастеризованном виде по качеству отличается на различных предприятиях. Могут отличаться по своим свойствам даже разные партии напитка с одного завода.

Что касается мгновенного нагрева, то он вначале был придуман для мам, которые больны ВИЧ, поэтому и кормить своих детей грудным молоком не могут. Метод доступен для использования его дома, а для реализации потребуется организовать водяную баню. Для пастеризации потребуется 2 емкости: одна большая, а другая меньшего размера. В первую наливают воду и ставят на огонь, вторую с молоком устанавливают на воду. Как только первая кастрюля начала кипеть, можно снимать с огня молоко.


Будет ли польза?

Есть много противников процесса термической обработки молока, которые считают, что в момент нагревания оно теряет свои полезные свойства и становится бесполезным для организма человека. Они утверждают, что пастеризовать напиток необходимо только для увеличения срока его хранения и не более того. От незнания многих нюансов они, сами того не зная, говорят о стерилизации, когда температура молока доходит до 100 градусов. Только в этом случае происходит разрушение полезных соединений, но никак не в процессе пастеризации, когда максимальная температура доходит до 80 градусов.

Метод позволяет не только увеличить срок хранения продукта, но и обезопасить себя, что немаловажно, когда в пищу употребляется молоко с фермерского хозяйства.

Подробнее о том, как осуществляется пастеризация молока, вы узнаете из следующего видео.

Пастеризация молока либо тепловая обработка это процесс нагревания молока от 63 °С до температуры, близ­кой к точке кипения.

Этот процесс получил свое название по имени известного фран­цузского ученого Луи Пастера (1822-1892), в первый раз применив­шего этот способ для ликвидирования микроорганизмов в вине и пиве.
Действие пастеризации на микроорганизмы, находящиеся в молоке, зависит от температуры, до которой нагревают молоко, и длительности выдержки при этой температуре.

Пастеризацией уничтожаются бактерии, а при стерилизации (нагревании молока выше температуры кипения) - сразу и споры. Кипячением уничтожается вся микрофлора молока, кроме спор, устойчивых к температуре кипения. Пастериза­цией без заметного изменения органолептических параметров молока (вкус, запах и консистенция) уничтожаются туберкулезные, бру­целлезные и остальные болезнетворные бактерии.

В обыкновенном сборном молоке погибает 99% микробов только при условии неплохой, надежной стерилизации аппаратуры, инструментария, посуды, используемых в процессе пастеризации. Так, добавка к пастеризованному молоку загрязненного молока, содержащего 1 миллиард микробов (т. е. такое количество, которое может остаться по недосмотру в молочном инвентаре), повысит количество бакте­рий в молоке до 1 млн. в 1 мл. Эти бактерии будут активно плодиться и безизбежно приведут к порче всего молока.

Пастеризация, следовательно, более обычной и дешевый метод обеззараживания молока.
Молоко пастеризуют также при производстве всех продуктов из молока, чтобы предохранить их в последующем от нежелатель­ных процессов, которые вызываются жизнедеятельностью бак­терий и в особенности кишечной палочки, маслянокислых микробов и др.

На практике используются три режима пастеризации :

  • при долговременной пастеризации молоко нагревают до 63-65 °С и выдерживают при этой температуре 30 мин; кратковременная пастеризация проводится при 72-75 °С с вы­держкой в течение 15-20 с, что осуществляется в потоке;
  • моментальная пастеризация - нагревание молока до температуры 85-90 °С без выдержки.

Термическое действие на молоко приводит к неким из­менениям его составных веществ. При нагревании из молока уле­тучиваются растворенные в нем газы. Вследствие удаления угле­кислоты кислотность молока понижается на 0,5-1 °Т.

При температуре выше 85° отчасти меняется казеин. Но наи­большему действию подвергается альбумин молока: при 60- 65 °С он начинает денатурироваться.

Нарушается при пастеризации и солевой состав молока. Раст­воримые фосфорнокислые соли переходят в нерастворимые. От частичного свертывания белков и образования нерастворимых солей на поверхности нагревательных устройств (пастеризаторы) отлагается осадок - молочный камень (пригар).

Пастеризованное молоко медлительнее свертывается сычужным ферментом. Это объясняется выпадением кальциевых солей. Добав­ление к такому молоку раствора хлористого кальция восстанавли­вает его способность свертываться.

Пастеризация молока - это технология обеззараживания молока и продления срока его хранения, которая заключается в однократном нагревании жидкости на определенную температуру на определенное время.

Этой технологии уже более полутора сотен лет - впервые ее применил еще в середине XIX века микробиолог из Франции по имени Луи Пастер. Собственно, от его фамилии и произошло название технологии.

Существуют различные режимы пастеризации молока - от длительной пастеризации (длится 30-40 минут на температуре от 60 до 80 градусов) до мгновенной (несколько секунд при температуре 98 градусов). Существует такжеультрапастеризация - она проходит на температуре больше 100 градусов.

Из всех режимов пастеризации в домашнем сыроделии наиболее часто применяют длительную пастеризацию (о ней ниже).

Зачем нужна пастеризация при сыроделии? Можно ли использовать уже пастеризованное магазинное молоко?

Выбор молока для сыроварения — палка о двух концах. Если вы купили магазинное молоко, то оно уже пастеризованное, но вероятность получения сыра — 50/50. То есть или получится или нет. И вполне вероятно, что с пастеризованным магазинным молоком придется применять всякие ухищрения типа добавления хлористого кальция, чтобы у вас все-таки получился сыр.

Свежее фермерское непастеризованное молоко в свою очередь практически всегда дает гарантированный результат — при хороших ингредиентах и соблюдении рецептуры сыр получается практически отменный.

Но в непастеризованном молоке могут быть скрыты определенные угрозы в виде недружественных бактерий. Поэтому почти всегда такому молоку требуется пастеризация. И даже наличие вет.документов на молоко и наличие «проверенного» фермера не гарантирует вам отсутствие нежелательных микробов.

Поэтому наш совет такой: фермерское молоко все равно лучше пастеризовать, чтобы предостеречь развитие патогенной микрофлоры в вашем сыре.

Технология пастеризации молока в домашних условиях

Чтобы провести пастеризацию молока в домашних условиях, вам понадобится следующее оборудование:

  • Кастрюля с крышкой
  • шумовка или большая деревянная ложка/лопатка

И нужно запастись терпением.

  1. Итак, свежее молоко выливаете в кастрюлю, ставите ее на средний огонь и, непрерывно помешивая, нагреваете до 72-74 градусов (используйте термометр). Некоторые источники утверждают, что нужно нагревать до 82, но это перестраховка (см. таблицу ниже на странице).
  2. Как только молоко достигло нужной температуры, закрываете его крышкой и даете постоять 30 секунд.
  3. Через 30 секунд кастрюлю помещаете в емкость с холодной водой (можно использовать большую раковину или ванну). Здесь быстро охлаждаете ее до требуемой согласно рецепту температуры (от 22 до 38 градусов, в зависимости от вида сыра).

Все! Молоко пастеризовано. После этого можно переходить непосредственно к сыроварению.

Согласно указанному источнику, использование температуры, при которой уничтожаются туберкулезные бактерии, позволяет устранить и остальные бактерии, которые встречаются в молоке и зачастую являются болезнетворными. При соблюдении указанного режима пастеризации молока гибнет до 99% микрофлоры молока, не исключая и вредные для сыроделия маммакоки и кишечную палочку.

Кстати! Молоко не пригодно для сыроделия в течение двух часов после дойки! (в нем содержатся природные ингибиторы, препятствующие развитию молочнокислых бактерий). Так что если молоко буквально парное, то нужно выждать пару часов. Подробнее о пригодности молока к сыроделию .

Также очень важный момент : после пастеризации молоко становится менее сыропригодным, т.к. ионы кальция высвобождаются из молока. А для коагуляции (сычужного свертывания) молока ионы кальция необходимы. Чтоб восполнить их недостаток, после пастеризации молока при приготовлении сыра добавляйте в молоко

Пастеризация является обязательной технологической операцией при производстве молочных продуктов.

Цели пастеризации:

1. Уничтожение патогенной микрофлоры, получение продукта, безопасного для потребителя в санитарно-гигиеническом отношении.

2. Снижение общей бактериальной обсемененности, разрушение ферментов сырого молока, вызывающих порчу пастеризованного молока, снижающих его стойкость в хранении.

3. Направленное изменение физико-химических свойств молока для получения заданных свойств готового продукта, в частности, органолептических свойств, вязкости, плотности сгустка и т.д.

Основными критериями надежности пастеризации является режим термической обработки, при котором обеспечивается гибель наиболее стойкого из патогенных микроорганизмов - туберкулезной палочки. Установлено, что разрушение в молоке фермента фосфатазы, происходит после отмирания неспорообразующих патогенных бактерий. Например, при температуре 75°С возбудитель туберкулеза погибает через 10-12 сек, а фосфатаза при этой температуре разрушается только через 23 сек. Отсюда косвенным показателем эффективности пастеризации является разрушение в молоке фермента фосфатазы, имеющего температурный оптимум несколько выше, чем у туберкулезной палочки.

Эффективность пастеризации в процентах выражается отношением количества уничтоженных клеток к содержанию бактериальных клеток в сыром молоке. При правильном ведении процесса пастеризации эффективность достигает 99,99 %.

Режимы пастеризации молока

На предприятиях молочной промышленности применяют следующие режимы пастеризации.

1. Длительная пастеризация осуществляется при температуре 63-65°Сс выдержкой 30 мин (оборудование - ванны длительной пастеризации, танки универсальные). Недостатки: длительный процесс, не убивается вся микрофлора.

2. Кратковременная пастеризация осуществляется при температуре (76±2)°Сс выдержкой 20 сек (оборудование - пластинчатые пастеризационно-охлади-тельные установки). Преимущества: процесс происходит в потоке без доступа воздуха, сохраняются витамины.

3. Моментальная пастеризация осуществляется при температуре 85-87°С без выдержки (оборудование - трубчатые пастеризаторы). Недостаток - отсутствие секции регенерации.

При выборе производственных режимов пастеризации наряду с необходимостью подавления микрофлоры учитывают и особенности технологии того или иного молочного продукта. Так, при изготовлении сычужных сыров температура пастеризации устанавливается в пределах 72-76°С, чтобы не вызвать денатурации и перехода в сырную массу сывороточных белков. При производстве кисломолочных продуктов, наоборот, температуру пастеризации повышают до 95 °C, чтобы оказать тепловое воздействие на белковую систему молока, с целью обеспечения хорошей консистенции кисломолочных продуктов.


Сопротивляемость микроорганизмов тепловой обработке увеличивается при повышении содержания жира и сухих веществ в продуктах (сливки, смесь для мороженого), так как жировые и белковые вещества оказывают защитное действие на микробные клетки. Поэтому для продуктов с повышенным содержанием жира и сухих веществ температура пастеризации должна быть увеличена на 10-15 % по сравнению с температурой пастеризации молока. Повышенная температура при пастеризации сливок, идущих на производство масла, необходима для полного разрушения ферментов (липазы, протеазы и др.), вызывающих порчу масла.

После процесса пастеризации, в результате чего микрофлора в нужной степени инактивирована, молоко чаще всего подвергают охлаждению. Это делается по следующим причинам:

В молоке одновременно с бактериями при нагреве разрушается естественная антибактериальная система, в связи с этим обостряется потребность в применении искусственных приемов защиты от развития сохранивших свою жизнедеятельность микроорганизмов;

Молоко необходимо предохранить от поражения вторичной микрофлорой, которая с течением времени адаптируется к условиям эксплуатации оборудования для пастеризации и развивается в местах, затрудненных для механизированной мойки и дезинфекции (под резиновыми прокладками);

Молоко необходимо предохранить от опасности размножения в нем патогенных форм микроорганизмов, которые могут попасть в молоко после пастеризации через воздух, руки обслуживающего персонала, плохо промытые части оборудования.

Факторы, влияющие на эффективность пастеризации

Основными факторами, влияющими на эффективность пастеризации являются температура нагревания и время ее воздействия на молоко.

Многочисленными исследованиями установлена зависимость продолжительности выдержки (z) от температуры пастеризации (t).

lnz = 36,84 – 0,48t (16)

Режимы пастеризации, определенные по этому уравнению, гарантируют дезактивациютуберкулезной и кишечной палочки. Зная температуру пастеризации, из этого уравнения определяют время. Данные представлены ниже.

Пастеризация - это одноразовое нагревание пищевой жидкости до определенной температуры, с последующей выдержкой в течение установленного времени или без нее.

Применяется для обеззараживания и продления срока хранения продукта. Процесс назван по фамилии французского микробиолога Луи Пастера, который в середине XIX века разработал данную технологию для вина и пива.

В процессе пастеризации погибают вегетативные микроорганизмы, в том числе патогенные, а споры - остаются жизнеспособными. В подходящих условиях, например, при комнатной температуре, они снова начинают проявлять активность. Поэтому, после нагрева и охлаждения, молоко следует хранить в холодильнике.

Виды пастеризации

Пастеризацию молока проводят одним из трех способов:

  • Длительная. Т = 63-65 °С, выдержка - 30 мин.
  • Кратковременная. Т = 74-78 °С, выдержка - 20-30 сек.
  • Моментальная. Т = 85-87 °С или 95-98 °С с выдержкой несколько секунд или без выдержки.

Выбор режима зависит от свойств продукта и технологических условий. Если в сырье содержатся компоненты с низкой термоустойчивостью, то предпочитают длительную. В этом случае патогенные микроорганизмы будут практически полностью уничтожены, а изменение физико-химических свойств окажется минимальным. Но данный вариант предусматривает использование оборудования с низкой производительностью, а потому требует больших затрат. Поэтому самым распространенным способом является кратковременная. Ее применяют в производстве пастеризованного молока, мороженного и кисломолочных продуктов. По воздействию на патологические бактерии и по степени изменения характеристик молока моментальная аналогична кратковременной. Ее используют для приготовления пастеризованных сливок и молочных консервов.

На параметры пастеризации также влияет состав продукта. Если в нем много жира и сухих компонентов (например, смесь для мороженного или сливки), то сопротивляемость микробов нагреву увеличивается, потому что белковые и жировые вещества их защищают. Для таких продуктов температура повышается на 10 - 15 °С, по сравнению с молоком.

Разновидностями пастеризации считаются термизация и ультравысокотемпературная обработка (УВТ). Термизацию выполняют в течение 15 сек при температуре 65 °С. Ее рекомендуют проводить с целью увеличения срока хранения сырья, за счет снижения его общей бактериальной обсемененности. УВТ делается при температурах немного выше 100 °С, с выдержкой в течение 1 - 3 сек или без выдержки. Например, для кисломолочных продуктов - 102 ± 2 °С без выдержки.

Влияние пастеризации на свойства молока

При пастеризации глубокие изменения физико-химических и биологических свойств молока не наблюдаются. Содержание белка и витаминов значительно не изменяется. Органолептические параметры, такие как запах, вкус, цвет, консистенция, остаются прежними. Поэтому считается, что пищевая ценность продукта остается практически на том же уровне.

Тем не менее, в результате тепловой обработки, некоторые процессы в молоке, все-таки, происходят. Степень изменений физико-химических характеристик зависит, в основном, от температуры нагрева и продолжительности выдержки. Под действием тепла молочные белки денатурируют. Самые чувствительные - сывороточные, для которых достаточно превысить порог 65 °С. У казеина устойчивость выше. Витамины частично разрушаются, особенно растворяющиеся в воде, деактивируются ферменты. Соли фосфора и кальция переходят из растворимого в нерастворимое состояние и выпадают в осадок.

При планировании пастеризации необходимо выбирать такой способ, чтобы изменение компонентов продукта, влияющее на его пищевую ценность, оказалось минимальным.

Технологическая схема пастеризации молока

  • Приемка сырья. Центробежный насос, фильтр, счетчик, охладитель, емкость для хранения. Цельное молоко должно соответствовать ГОСТ 13264-88.
  • Подогрев. Пастеризатор (секция рекуперации). Т = 40 - 45 °С.
  • Очистка. Сепаратор-сливкоотделитель-очиститель саморазгружающийся.
  • Нормализация. Сепаратор-сливкоотделитель-очиститель саморазгружающийся.
  • Гомогенизация. Гомогенизатор. Р = 10 - 15 МПа, Т = 40 - 45 °С.
  • Пастеризация. Пастеризатор (секция пастеризации). Т = 76 ±2 °С, выдержка 15 - 20 сек.
  • Охлаждение. Пастеризатор (охлаждающая секция). Т = 4 - 6 °С.
  • Фасовка в пакеты. Упаковочный автомат.
  • Хранение. Продолжительность - 3 суток. Т = 4 ± 2 °С.

Виды пастеризаторов

По способу действия на продукт все агрегаты делятся на две группы: прямого и косвенного. Среди косвенных чаще встречаются тепловые, в которых молоко нагревается промежуточными теплоносителями: горячей жидкостью или воздухом, паром, топочными газами. Прочие установки данного типа - электрические. По способу передачи тепла они бывают элементные и индуктивные.

Пастеризаторы прямого действия нагревают продукт с помощью ультрафиолетового или инфракрасного излучения, а также сверхвысокими частотами. Сюда же относятся электродные и гидродинамические аппараты. Последние делятся на устройства жидкостного трения, кавитационные и агрегаты, в которых применяется, и трение жидкости, и турбулентность потока.
Кроме того, различают емкостные и проточные пастеризаторы. Первые работают по цикличной схеме, а потому малопроизводительны. У вторых количество технологических операций и их продолжительность намного меньше.
В промышленности чаще всего применяются пастеризаторы четырех типов: пластинчатые, трубчатые, паровые с вытеснительными барабанами и ванны для длительной пастеризации.

Ванны рассчитаны на подогрев молока в течение 30 мин. Температура - 63 - 65 °С. Их основным недостатком, кроме малой производительности, является возможность размножения в продукте микроорганизмов (термофилов). Поэтому во всем мире предпочитают агрегаты для кратковременной и мгновенной пастеризации, прогревающие сырье до более высокой температуры - паровые, трубчатые и пластинчатые. Для молока последние считаются лучшими, но с помощью трубчатых можно пастеризовать вязкие продукты. У паровых и электрических аппаратов - низкий КПД и проблемы с накипью в котлах.

В агрегатах прямого действия источником тепла является гидравлическое сопротивление вращающейся жидкости или электрический ток. Среди них наиболее популярными являются установки, в которых молоко обеззараживается с помощью ультрафиолетового излучения, а пастеризуется - инфракрасным (2,9 - 3,2 мкм). В СВЧ-аппаратах применяются волны частотой более 3000 МГц. Коэффициент использования энергии доходит до 0,8. Недостаток - сложность конструкции. КПД электродных нагревателей - до 98%. Однако они небезопасны и ненадежны.

Пастеризация молока - это необходимый этап технологического процесса, позволяющий очистить продукт от патогенных микроорганизмов и увеличить срок его хранения. Правильный выбор температурно-временного режима гарантирует сохранение полезных свойств и питательной ценности.