Микроструктура молока

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства РФ

Факультет биотехнологии и ветеринарной медицины

Кафедра технологии производства и переработки молока

Реферат

по дисциплине “Промышленная санитария и гистология ”

на тему: «Микроструктура молока»

2010.

Содержание

• Введение
• 1. Микроструктура цельного молока
• 2. Микроструктура сгущенного молока
• 3. Микроструктура гомогенизированного молока
• Заключение
• Список используемой литературы
• Введение
• Специалисту необходимо иметь четкое представление о химическом составе молока, физико-химических свойствах молока: плотность, кислотность, теплофизические, оптические и др. А также о системах молока в которых находятся составные части: эта фаза истинного раствора, коллоидная фаза, фаза эмульсии. Особая роль отводится изучению изменений молока и его составных частей в процессе обработки и переработки. Это энергетическое воздействие, механические нагрузки, температурные воздействия, биохимические превращения.
• Без этих знаний невозможно вести технологические процессы производства молока и молочных продуктов, т. к. любые изменения традиционных способов производства могут так повлиять на составные части молока, что, в свою очередь, отразится на качестве молочных продуктов.
• При использовании высокопроизводительного оборудования очень важно сохранить свойства молока и его составные части. Вот почему технологи молочной промышленности должны обладать обширными знаниями о химических, биохимических и физических свойствах составных частей молока.
• 1. Микроструктура цельного молока
• При поступлении молока на молоко перерабатывающие предприятие проводят приёмку молока. К приемке допускается молоко, молоко коровье, заготавливаемое по ГОСТ Р52 054 - 2003, соответствующее требованиям, предъявляемым к молоку для производства масла, доставленное в опломбированном виде и транспортных средствах, имеющих санитарный паспорт.
• Приёмка молока заключается в определении его количества, контроле качества и проведении сортировки.
• Молоко должно быть натуральным, полученным от здоровых коров, иметь чистый, приятный, сладковатый вкус и запах, свойственный свежему молоку; цвет от белого до светло кремового, без каких либо цветных пятен и оттенков; консистенция однородная без сгустков белка и комочков жира, без осадка, плотностью не ниже .
• Контролю подвергают каждую партию молока, поступающего на завод. Под партией понимают молоко, сдаваемое одновременно, одного сорта, в однородной таре, одного хозяйства, оформленное одним сопроводительным документом. При транспортировании молока в цистернах, партией считают каждую секцию (отсек) цистерны[2].
• Приемка молока включает следующие операции: проверку сопроводительных документов, осмотр тары, органолептическую оценку молока, определение температуры, отбор проб на анализы для оценки качества молока, анализы, сортировку молока, оформление необходимой документации. При осмотре тары отмечают: исправность и чистоту тары; наличие и целостность пломб, наличие и состояние резиновых колец под крышками фляг и цистерн; наличие заглушек и чехлов на патрубках цистерн.
• После перемешивания в каждой упаковочной единице (секции молочной цистерны, фляге) определяют органолептические показатели молока: запах, цвет и консистенцию. Оценку вкуса проводят только после кипячения пробы молока. Температуру молока измеряют в каждой секции цистерны в двух-трёх флягах из каждой партии, в сомнительных случаях во всех флягах, в соответствии с ГОСТ 26754-85.
• Молоко является сложной полидисперсной системой. Дисперсные фазы системы находятся в различном состоянии. Так, основные составные части молока -- белок и жир -- содержатся, первый -- в виде коллоидных частиц (размером от 15 до 300 нм), второй -- в виде грубодисперсных частиц различной величины (с диаметром жировых шариков от 1 до 10 мкм). Остальные составные части молока находятся в ионно-молекулярном состоянии (размером частиц около 1 нм и менее). Однако провести строгую границу между дисперсными фазами и дисперсионной средой молока нельзя, так как водные растворы одних веществ являются дисперсионной средой для других.
• При синтезе молока между отдельными дисперсными фазами устанавливается тесная взаимосвязь, что приводит к образованию единой равновесной системы молока. Например, количество солей кальция и фосфора предопределяется содержанием казеина, количество хлора -- содержанием лактозы, раствор солей может стабилизировать мицеллы казеина, казеин в свою очередь повышает растворимость коллоидного фосфата кальция, некоторые белковые вещества стабилизируют жировую эмульсию и т.д. Следовательно, любые изменения в содержании и состоянии составных частей молока под воздействием каких-либо факторов (температуры, рН и др.) могут привести к разрушению всей равновесной системы молока и потере устойчивости ее компонентов.
• Инженер-технолог молочной промышленности должен иметь четкое представление о взаимосвязи между составными частями молока. В одних случаях (выработка продуктов детского питания, консервов) ему важно выбрать такие режимы обработки и переработки молока, которые бы не нарушили эту взаимосвязь и единство полидисперсной системы молока. При производстве других молочных продуктов ( масло, сыр, творог, молочный сахар) необходимо, наоборот, осуществлять наиболее полное выделение одного или нескольких компонентов из полидисперсной системы молока.
• Коллоидная система молока
• В коллоидно-дисперсном состоянии в молоке находятся казеин, сывороточные белки и большая часть фосфатов кальция. Растворы белков, или растворы высокомолекулярных соединений, относят к истинным растворам. Следовательно, растворы белков, как и растворы низкомолекулярных веществ, считают однофазными гомогенными системами. Однако, по данным П. А. Ребиндера с сотрудниками, свертывание макромолекул глобулярных белков в водном растворе в компактные глобулы (и тем более образование ассоциатов макромолекул) можно считать частным случаем перехода гомогенного истинного раствора в двухфазный коллоидный раствор. Частицы белков молока поэтому можно рассматривать как коллоидные частицы, а их устойчивые обратимые водные растворы -- как гидрофильные коллоидные растворы.
• Гидрофильные коллоидные системы обладают агрегативной и термодинамической устойчивостью, их дисперсная фаза связывает значительные количества воды и образует вокруг частиц развитую гидратную оболочку. Стабильность системы зависит от наличия гидратной оболочки и заряда на поверхности частиц. Гидрофильные коллоидные системы коагулируют при добавлении большого количества электролита.
• Характеристика дисперсной фазы. Размеры коллоидных частиц молока составляют (в нм): в-лактоглобулина -- 25...50, б-лактальбумина 15...20, мицелл казеина -- 50...300, фосфата кальция -- 20...120. Частицы сывороточных белков молока представлены отдельными макромолекулами, а также их димерами. Макромолекулы белков свернуты в компактные глобулы, имеющие отрицательный заряд и очень прочные гидратные оболочки. Они обладают большой устойчивостью в молоке, не коагулируют при достижении изоэлектрической точки, хотя при понижении рН образуют ассоциаты из нескольких мономеров. Так, (3-лактоглобулин А при рН 3,5...5,2 способен образовывать димеры, три-, тетра- и пентамеры.
• Выделить белки можно путем уменьшения их растворимости -- введением в молочную сыворотку большого количества электролита, т.е. высаливанием. Высаливание сульфатом аммония и магния лежит в основе фракционирования сывороточных белков молока. При нагревании молока до высоких температур сывороточные белки денатурируют, затем агрегируют и частично коагулируют.
• Казеин в молоке содержится в незначительном количестве в виде мономеров (так называемый растворимый казеин) и основная часть -- в форме полимеров (субмицеллярный и мицеллярный казеин). Мицеллы казеина обладают свойствами гидрофильного золя, который при определенных условиях может обратимо перейти в гель.
• Мицеллы казеина. С помощью электронной микроскопии, ультрацентрифугирования и светорассеяния установлено, что сферические мицеллы казеина имеют молекулярную массу 10⁷...10⁹, их диаметр составляет, по одним данным 20...300 нм, по другим данным -- 20...600, а также 50...250 и 50...300 нм средний диаметр мицелл составляет 100 нм с колебаниями от 50 до 300 нм и средняя молекулярная масса их равна 10⁸. Известно, что мицеллы размерами 100...200 нм занимают (по массе) 80% всех мицелл, а мицеллы диаметром 80...440нм -- 95%. Кроме того, частицы размером менее 50 нм, вероятно, представляют собой не мицеллы, а субмицеллы, или полимеры казеина. Что касается крупных мицелл (размером более 300 нм), то действительно, такие частицы в молоке обнаружены, но, по-видимому, они являются исключением из общего правила.
• Мицеллы имеют очень рыхлую структуру, так как наряду с казеином и неорганическими компонентами содержат большое количество воды 0,7...4 г Н₂0 на 1 г белка. Сравнительно малая часть этой воды (0,5 г на 1 г белка) связана с белком и относится к так называемой связанной воде. Остальное количество воды иммобилизуется (поглощается) внутренней частью мицелл.
• На рисунке 1, показаны физические параметры казеиновых мицелл
• В настоящее время известно несколько моделей казеиновых мицелл, предложенных исследователями однако ни одна из них не может считаться полностью доказанной.
• Все модели мицелл можно условно разделить на две группы: модели типа ядро -- оболочка, которые, как правило, предполагают, что гидрофобное ядро компактных мицелл состоит из б₅- и (в-казеинов, а роль защитной гидрофильной оболочки выполняет к-казеин и модели субмицеллярного строения рыхлых мицелл, предусматривающие их построение из сферических субъединиц. Модели второго типа получили большее число сторонников.
• Первой моделью субмицеллярного строения мицелл является модель, разработанная Мором (Мoor, 1967, 1983);
• модель Шмидта (Schmidt, 1980) и другие модели этого типа можно рассматривать как ее модификации Рисунок 2.
• 
• Фаза эмульсии. Молоко является типичной природной эмульсией жира в воде - жировая фаза находится в плазме молока в виде мелких капель (шариков жира) более или менее правильной формы, окруженных защитной липопротеидной оболочкой. Нахождение жира в молоке в мелкодиспергированном виде играет важную роль в процессе его усвоения новорожденными, а также при технологической обработке молока.
• Эмульсии по полярности дисперсной фазы и дисперсионной среды делят на прямые (масло в воде) и обратные (вода в масле). В зависимости от концентрации дисперсной фазы в системе различают разбавленные, концентрированные и высококонцентрированные эмульсии.
• Разбавленные эмульсии по своим свойствам сходны с лиофобными коллоидными растворами. Их устойчивость обусловлена электрическим зарядом частиц (капелек). При потере устойчивости системы капельки самопроизвольно образуют агрегаты с последующим их слиянием (коалесценцией) друг с другом.
• Размер и количество шариков жира в молоке непостоянны и зависят от породы животных, стадии лактации, кормовых рационов и других факторов. В 1 мл молока содержится от 1,5 до 3 млрд. шариков жира, их средний диаметр равен от 2 до 2,5 мкм с колебаниями от 0,1 до 10 мкм и более. Размеры шариков жира имеют практическое значение, так как определяют степень перехода жира в продукт при производстве сливок, масла, сыра, творога и т. д.
• Физическая стабильность шариков жира в молоке и молочных продуктах, их поведение при отстое сливок и технологической обработке (гомогенизации, пастеризации и т. д.) в основном зависят от состава и свойств их оболочек.
• Оболочка шариков жира состоит из липидов и белков. Эти компоненты, ориентированные определенным образом на поверхности шариков, стабилизируют жировую эмульсию молока. В липидной фракции оболочки содержатся фосфолипиды (фосфатидилхолин фосфатидилэтаноламин, сфинго-миелин и др.) высокоплавкие триглицериды, цереброзиды, холестерин, каротины, витамин А и др. Белковые компоненты оболочки по растворимости в воде (разбавленных солевых растворах) делятся на две фракции. Одна фракция структурных белков плохо растворима в воде, содержит около 14 % азота, по аминокислотному составу отличается от белков молока (содержит меньше лизина, валина, лейцина, глютаминовой и аспарагиновой кислот и больше аргинина).
• B другую водорастворимую белковую фракцию входят гликопротеид с высоким (около 18 %) содержанием углеводов и разнообразные ферменты.
• К ферментам оболочки шариков жира относятся ксантин-оксидаза, щелочная и кислая фосфатазы, холинэстераза и др.
• В оболочке шариков жира помимо липидов и белков обнаружены минеральные элементы: Сu, Fe, Mo, Zn, Ca, Mg, Se, Na и К. Выяснено, что с оболочкой связано от 5 до 25 % нативной меди молока и от 28 до 59 % нативного железа (содержание Сu в 1 г оболочки составляет от 5 до 25 мкг, Fе - от 70 до 150 мкг).
• По данным электронно-микроскопических исследований, оболочка шарика жира состоит из двух слоев различного состава - внутреннего тонкого, плотно прилегающего к кристаллическому слою высокоплавких триглицеридов жировой глобулы, и внешнего рыхлого (диффузного), легко десорбируемого при технологической обработке молока.
• Внутренний слой (мембрана, матрикс) имеет толщину от 5 до 10 нм, образуется из плазматической мембраны секреторной клетки молочной железы в процессе выведения секрета.
• На тонкой мембране адсорбирован внешний слой оболочки, состоящий из водорастворимых сферических липопротеидных мицелл различного размера (от 3 до 30 нм и более). Липопротеидные мицеллы представляют собой фрагменты разрушенной плазматической мембраны или мембран эндоплазматического ретикулума секреторных клеток, которые сворачиваются и образуют замкнутые структуры (микросомы). Они содержат фосфолипиды, гликолипиды, нуклеиновые кислоты и белки, главным образом растворимые гликопротеиды, и большую часть ферментов оболочки. Установлено, что некоторые липопротеидные мицеллы слабо связаны с мембраной шарика жира и могут мигрировать в плазму при хранении, механической и тепловой обработке молока.
• Эмульсия шариков жира в молоке достаточно устойчива. Охлаждение молока, механическое воздействие насосов, мешалок, нагревание до относительно высоких температур незначительно изменяют состав, физико-химические свойства оболочек шариков жира, не нарушая при этом стабильности жировой эмульсии.
• При технологической обработке молока в первую очередь изменяется внешний слой оболочки. Известно, что в свежевыдоенном молоке оболочки имеют неровную, шероховатую поверхность и довольно большую толщину внешнего слоя. После перемешивания, встряхивания и хранения молока оболочки шариков жира становятся более гладкими и тонкими. Эти изменения обусловлены десорбцией липопротеидных мицелл из оболочек в плазму. Одновременно с десорбцией мицелл происходит сорбция белков и других компонентов плазмы молока на поверхности мембраны шариков жира. Процессы десорбции - сорбции при перемешивании, охлаждении могут вызвать некоторые изменения состава и поверхностных свойств оболочек, что приводит к снижению их прочности и частичному разрыву. В процессе тепловой обработки молока наблюдается не только значительная перестройка структурных компонентов оболочки, но и частичная денатурация (конформационная перестройка) мембранных белков, что способствует дальнейшему снижению стабильности оболочек шариков жира.
• Оболочки могут быть сравнительно быстро разрушены в результате специального механического воздействия, применяемого, например, при получении сливочного масла, а также действия химических веществ (концентрированных кислот, щелочей, амилового спирта).
• Стабильность жировой эмульсии молока можно объяснить следующими факторами. Первым важным фактором устойчивости разбавленных эмульсий, стабилизированных эмульгатором, является, как известно, возникновение на поверхности капелек жира электрического заряда.
• Оболочки шариков жира содержат на поверхности полярные группы -фосфатные группы фосфатидилхолина и других фосфолипидов, карбоксильные группы, аминогруппы, СООН-группы сиаловой кислоты белковых и углеводных компонентов. На поверхности шариков создается суммарный отрицательный заряд (их изоэлектрическое состояние наступает при рН молока около 4,5). К отрицательно заряженным группам присоединяются катионы Са²⁺, Mg²⁺ и др. В результате образуется двойной электрический слой, аналогичный слою, который возникает на поверхности частиц типичных гидрофобных коллоидов. Таким образом, на границе раздела фаз между шариками жира действуют электростатические силы отталкивания, превышающие силы притяжения (энергетический барьер). Дополнительное стабилизирующее действие оказывает гидратная оболочка, образующаяся вокруг полярных групп мембранных компонентов.
• Среди всех структурных компонентов оболочки шариков жира особенно важны для стабилизации жировой эмульсии молока гликопротеиды и фосфолипиды. Так, после обработки оболочек протеиназами, разрушающими гликопротеиды, стабильность, эмульсии снижается, а после удаления полярных групп фосфолипидов с помощью фосфолипазы С она резко падает и наступает коалесценция шариков жира.
• Вторым фактором устойчивости эмульсий является создание на границе раздела фаз структурно-механического барьера. Исследование структурно-механических свойств оболочек шариков жира показало, что они обладают повышенной структурной вязкостью, механической прочностью и упругостью, а следовательно, могут служить структурно-механическим барьером, препятствующим слиянию шариков.
• Таким образом, стабильность жировой эмульсии молока обусловливается термодинамическим (наличие двойного электрического слоя и гидратной оболочки) и структурно-механическим факторами. Структурно-механический фактор является наиболее сильным фактором стабилизации концентрированных эмульсий, к которым принадлежат, например, высокожирные сливки.
• Следовательно, для обеспечения устойчивости жировой эмульсии молока и сливок в процессе выработки молочных продуктов необходимо стремиться сохранить неповрежденными оболочки шариков жира и не снижать степень их гидратации. Для этой цели необходимо сокращать до минимума механические воздействия на дисперсную фазу молока при транспортировке, хранении и обработке, избегать его вспенивания, правильно проводить тепловую обработку (длительная выдержка при высоких температурах может вызвать значительную денатурацию структурных белков оболочки и нарушение ее целостности), а также широко применять дополнительное диспергирование жира путем гомогенизации.
• 2. Микроструктура сгущенного молока
• Сгущенные молочные консервы с сахаром. Имеют однородную по всей массе консистенцию без ощутимых органолептических кристаллов лактозы, белый с кремовым оттенком цвет (для нежирных консервов допускается голубоватый оттенок, а для консервов с наполнителем --темно-коричневый). Эти консервы обладают сладким вкусом с выраженным оттенком пастеризованного молока или сливок, а консервы с наполнителями -- хорошо выраженными вкусом и запахом натурального кофе или какао. В настоящее время изготовляют большой ассортимент сгущенных консервов с сахаром, нежирных и с массовой долей влаги от 26 до 30 %, сухих веществ от 26 до 36, жира от 5 до 19 и сахарозы от 37 до 44 %, кислотностью от 37 до 60 Т. В готовых консервах общее количество бактерий в 1 г допускается не более 50 000 (для молока сгущенного с сахаром, нежирного и пахты) и 35 000 (для сгущенных консервов с сахаром, кофе и какао), бактерии группы кишечной палочки в 0,1 г продукта и патогенные микроорганизмы не допускаются.
• Предприятия отрасли выпускают следующие виды консервов: цельное сгущенное молоко с сахаром, сгущенные сливки с сахаром; нежирное сгущенное молоко с сахаром; сгущенную пахту с сахаром; натуральный кофе со сгущенным молоком и сахаром, какао со сгущенным молоком и сахаром, какао со сгущенными сливками и сахаром и другие с различными оригинальными названиями.
• Сгущенные молочные консервы с сахаром вырабатывают по одной технологической схеме рисунок 3.

• Рисунок 3. Технологическая схема выработки сгущенных молочных консервов с сахаром.
• 1-- приемная емкость; 2, 7, 10, 13, 14, 21 -- насосы; 3 -- пластинчатый нагреватель; 4--сепараторы-молокоочистители; 5-- сепаратор-сливкоотделитель; 6-- емкость для обезжиренного молока; 8-- пластинчатый охладитель; 9, 12, 15-- емкости; 11 -- трубчатые пастеризаторы; 16, 22--'вакуум-аппараты; 17, 20-- регуляторы уровня; 18-- трубчатые охладители; 19 -- трубчатые подогреватели; 23 -- вакуум-охладитель; 24-- наполнитель; 25-- закаточная машина; 26-- моечно-сушильный агрегат; 27-- этикетировочная машина.
• Технологический процесс производства сгущенных консервов с сахаром состоит из следующих основных операций: приемка и подготовка сырья и компонентов, нормализация, пастеризация, гомогенизация, приготовление и добавление сахарного сиропа, сгущение, охлаждение сгущенного продукта, фасование, упаковывание (закатывание) и хранение.
• Приемку молочного сырья и его подготовку (очистку, охлаждение и резервирование) проводят так же, как и при выработке других молочных продуктов. Компоненты готового продукта по рецептуре подготавливают согласно действующей документации. После подготовки молоко нормализуют с учетом содержания в готовом продукте жира, сухого молочного остатка, сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО) и соотношения жира и СОМО.
• Нормализованную молочную смесь пастеризуют при температуре 85--95 или 105--112°С без выдержки. Для нежирных консервов обезжиренное молоко и пахту пастеризуют при 75--77°С с выдержкой 10 мин и при 85--90°С без выдержки. В нормализованное молоко перед пастеризацией можно вносить 25%-ный водный раствор соли-стабилизатора в количестве 0,008--0,01 % массы молока. После пастеризации молоко рекомендуется охладить до 70--75°С и направить на сгущение. Выдержка молока при температуре пастеризации обеспечивает получение готового продукта повышенной вязкости.
• Перед сгущением допускается гомогенизация молока. Ее применяют в зимнее время, а также для консервов вязкостью менее 2,5 Па * с. Гомогенизацию проводят при температуре 60--65 °С и рабочем давлении 8--10МПа, а для сгущенных консервов с кофе -- при 75--80 °С и 10--12 МПа
• Сгущение (варку) проводят при температуре кипения: в однокорпусной установке 55--58 °С в середине процесса и 60--63 °С в конце процесса, в двухкорпусной установке 70--80 °С в первом корпусе и 50--52 °С во втором корпусе. Продолжительность сгущения продукта в вакуум-аппарате должна быть минимальной. Для установления готовности продукта отбирают его пробу, охлаждают до 18--20 °С и определяют плотность, массовую долю сухого вещества и органолептические показатели. Плотность сгущенного цельного молока с сахаром при 50 °С равна 1280--1320 кг/м³. Массовая доля сухих веществ в готовом продукте по рефрактометру при 20 °С составляет 73,8--74 %. Консистенция пробы продукта при 50 °С должна быть слабовязкой. Продукт должен легко стекать со шпателя или ареометра при извлечении его из цилиндра, в котором определяли плотность пробы. Сгущенный продукт из вакуум-выпарной установки направляют на охлаждение. Для этой цели применяют охладители-кристаллизаторы и вакуумные охладители. Продукт охлаждают до температуры 18--20 °С в течение 40--60 мин.
• Изменения в микроструктуре молока. При охлаждении сгущенного молока с сахаром начинается кристаллизация лактозы. Этот процесс неуправляем, и результатом его является образование крупных кристаллов. Для получения продукта высокого качества необходимо, чтобы размеры кристаллов лактозы не превышали 10 мкм. Если образуются кристаллы большего размера, то консистенция сгущенного продукта становится мучнистой и даже песчанистой. Для интенсификации кристаллизации и образования мелких кристаллов лактозы в сгущенный продукт вносят затравку -- сухую мелко-кристаллическую лактозу с размером кристаллов 2--3 мкм. Количество затравки соответствует 0,2 % массы продукта. Лактозу перед внесением прогревают при 105 ± 2 °С не менее 1 ч. После внесения лактозы в сгущенное молоко увеличивается число зародышей кристаллизации, которые способствуют образованию мелких кристаллов. В качестве затравки можно использовать сгущенное молоко предыдущей выработки. Его количество должно составлять не менее 10 %. Температура кристаллизации лактозы 25-35 °С.
• О правильно проведенной кристаллизации лактозы судят по ее размерам. Согласно ГОСТ однородность консистенции продукта определяют по средним размерам и распределению кристаллов по группам, а их количество -- подсчетом под микроскопом с применением окуляров-микрометров. Из охлажденного сгущенного молока отбирают также пробы для определения физико-механических и биохимических показателей. Если эти показатели соответствуют нормативной документации, то продукт направляют на фасование и закатывание.
• Определение количества и величины кристаллов молочного сахара. Исследуют неразбавленное сгущенное молоко без подогрева, чтобы не растворялись кристаллы лактозы.
• В окуляр вставляют измерительную линейку, расстояние между черточками которой измеряют объект микрометром. Для микроскопирования захватывают иглой небольшую каплю тщательно перемешанного сгущенного молока, переносят в счетную камеру Тома или Горяева глубиной в 0,1 мм при увеличениях в 100 и 600 раз, накрывают покрывным стеклом и прижимают до появления спектральных колец.
• Затем производят подсчет. По величине кристаллы разбивают на четыре группы: I -- размером до 10 мкм, не обнаруживаемые на вкус; II -- от 11 до 15 мкм придают мучнистость сгущенному молоку; III -- от 16 до 25 мкм обусловливают песчанистость; IV -- от 25 мкм и больше вызывают порок сгущенного молока -- хруст на зубах.
• Всего делают 100 измерений кристаллов и разбивают их на 4 группы. Величину кристалла измеряют по длинной грани, а не по диагонали; ширина перпендикулярна грани длины. При разбивке на группы измеряют несколько кристаллов и делают подсчет. При переводе кристаллов на объем отмечают ширину кристалла и его форму. Кристаллы молочного сахара чаще встречаются в форме пинокоидов и ромбоидов. По средней величине кристалла в каждой группе и количеству их высчитывают средний размер кристаллов молочного сахара в сгущенном молоке. Зависимость возможного количества кристаллов лактозы в 1 мм³ продукта от среднего размера кристаллов показана в таблице 1.Подсчет лучше производить при увеличении в 100 раз, так как, если кристаллов немного и величина их не менее 1 мкм, то их легко сосчитать во всей камере (глубиной 0,1 мм). При увеличении в 600 раз производят подсчет с окулярной сеткой. Если окулярной сетки нет, то отсчет производят во всем поле зрения, предварительно измерив диаметр поля зрения объект микрометром. Величину кристаллов измеряют окуляр микрометром. По среднему размеру кристаллов находят количество кристаллов лактозы в 1 мм³ продукта, т. е. ожидаемую массовость кристаллизации (таблица 1).
• При определении без счетной камеры на обычных предметных стеклах наносят одинаковые по величине капли сгущенного молока петлей диаметром 1 мм. В этом случае измерить количество кристаллов сахара не удается, можно провести лишь качественное отличие различных проб сгущенного молока.
• Таблица 1. Зависимость возможного количества кристаллов лактозы в 1 мм³ продукта от среднего размера кристаллов.

Средний размер кристаллов, мкм	Возможное количество кристаллов лактозы в 1 мм3 продукта
6	770 000
7	500 000
8	270 000
9	220 000
10	175 000
12	98 000
15	50 000
20	21 000
30	7 000
40	2 600

• Изменение компонентов молока при сгущении. Изменения липидов, белков, лактозы, солеи и других компонентов молока, начавшиеся при пастеризации, продолжаются в процессе сгущения и сушки. Длительное воздействие высоких температур может привести к нарушению структуры белков, оболочек шариков жира, комплексованию аминокислот с углеводами и другим необратимым изменениям, в результате которых снижается пищевая и биологическая ценность, а также стойкость молочных консервов при хранении.
• Липиды. Во время сгущения происходит диспергирование жировой фазы с увеличением количества мелких шариков жира (диаметром менее 2 мкм). В результате повышения дисперсности жира в сгущенном цельном молоке снижается количество дестабилизованного жира. Однако при увеличении продолжительности сгущения наблюдаются укрупнение шариков жира и частичная дестабилизация жировой эмульсии.
• В процессах распыления сгущенного цельного молока и сушки происходит, как правило, дробление шариков жира. Но изменение дисперсности жира во многом зависит от температуры воздуха, подаваемого в сушилку, -при температуре от 160 до 170 °С размер шариков жира уменьшается, при температуре от 190 до 195 °С - увеличивается.
• Белки и лактоза. В процессах сгущения и сушки изменяются структура и свойства белков молока. При сгущении вследствие увеличения концентрации солей кальция, изменения структуры ККФК и комплексования г-казеина с сывороточными белками происходит укрупнение мицелл казеина. В процессе сушки наблюдается частичное перераспределение фракций казеина, а также денатурация сывороточных белков, снижающая растворимость
• продукта. Во время сгущения и сушки часть белков и свободных аминокислот вступает во взаимодействие с лактозой, т. е. наблюдается реакция Майара. Это приводит к ухудшению органолептических свойств готовых продуктов. Свободные аминокислоты молока - цистеин, метионин и другие - могут подвергаться термическому расщеплению.
• Соли и витамины. В процессе сгущения концентрируются минеральные вещества молока, изменяется соотношение между катионами и анионами.
• При сгущении и сушке снижается количество витаминов. Так, при сгущении уменьшается содержание витамина А на 10-19 % (каротина - на 12-15), В₂ - на 8-21, С - на 20, В₆ и B_]2 - на 40, Е - на 3-12 %.
• молоко гомогенизированный сгущение переработка
• 3. Микроструктура гомогенизированного молока
• Гомогенизация молока и сливок, предназначенная для увеличения степени диспергирования жировой фазы, повышает стабильность жировой эмульсии молока и молочных продуктов, улучшает их консистенцию и вкус, а также способствует лучшей переваримости молочного жира организмом человека. В результате гомогенизации образуются однородные по величине (диаметром около 1 мкм) шарики жира. Степень диспергирования жира зависит от температуры и давления гомогенизации.
• Гомогенизатор (рисунок 4) представляет собой трехплунжерный насос. Каждый из трех плунжеров, совершая возвратно-поступательное движение, всасывает молоко из приемного канала, закрытого всасывающим клапаном, и нагнетает его через нагнетательный клапан в гомогенизирующую головку под давлением 15-20 МПа.
• Рисунок 4. Гомогенизатор А1-ОГМ
• 1 - электродвигатель; 2 - станина; 3 - кривошипно-шатунный механизм; 4 - плунжерный блок; 5 - манометрическая головка; 6 - гомогенизирующая головка; 7 - система смазки и охлаждения
• Изменения в микроструктуре молока при гомогенизации. В молоке после гомогенизации не происходит скоплений шариков жира и практически не наблюдается отстоя сливок. Однако в гомогенизированных сливках могут образовываться агрегаты и скопления шариков жира, что можно объяснить следующим образом. В процессе гомогенизации резко увеличивается общая площадь поверхности шариков жира и происходит изменение состава оболочек. Нативных оболочечных компонентов недостаточно для того, чтобы покрыть возросшую поверхность шариков жира. Поэтому дефицит оболочечного вещества компенсируется за счет адсорбирования белков молочной плазмы - казеина и сывороточных белков (в-лактоглобулина и др.). Следовательно, в гомогенизированных молоке и сливках формируются новые оболочки шариков жира из нативных оболочечных компонентов, казеина и сывороточных белков.
• В молоке, характеризующемся низким содержанием жира, процесс адсорбции поверхностно-активных веществ плазмы происходит быстро, что приводит к восстановлению и даже повышению стабильности жировой эмульсии. Так, гомогенизация молока при давлении от 10 до 15 МПа снижает количество дестабилизованного жира в молоке по сравнению с исходным в 1,5-2 раза.
• При гомогенизации сливок, особенно с повышенным содержанием жира, формирование новых оболочек шариков идет медленнее, чем в молоке, и часть жира может остаться незащищенным. Для образования новых оболочек необходимо иметь в сливках отношение СОМО/жир выше 0,6-0,85. В сливках из дестабилизованных шариков жира выдавливается жидкий жир, с его помощью, а также при участии субмицелл казеина в процессе соударений шариков образуются агрегаты и скопления. Может происходить также слияние отдельных шариков с образованием вторичных шариков большего диаметра.
• Изменения в структуре белков
• В процессе гомогенизации изменяются структура и свойства белков. Диаметр мицелл казеина уменьшается, часть их распадается на субмицеллы, которые адсорбируются поверхностью шариков жира. С повышением давления гомогенизации в молоке и особенно в сливках наблюдается агрегация частиц казеина. Меняются и структурно-механические, а также синеретические свойства кислотного и сычужного сгустков: повышается прочность сгустков и замедляется синерезис.
• Влияние гомогенизации на соли и ферменты молока. На соли и ферменты молока более значительное влияние оказывает гомогенизация. В процессе гомогенизации меняется солевой состав молока: в плазме молока увеличивается количество кальция в ионно-молекулярном состоянии, а часть коллоидного фосфата и цитрата кальция адсорбируется поверхностью шариков жира.
• После гомогенизации часто наблюдается активация ферментов молока - ксантиноксидазы, липазы и др. Активация липазы в гомогенизированном молоке может сопровождаться образованием свободных жирных кислот, повышением титруемой кислотности и прогорканием молока.
• Заключение
• Знания о составных частях и их микроструктуре в молоке, с течением времени постоянно расширяются. Это является следствием целенаправленных научных исследований и применением современных методов анализа, которые позволяют, обнаружить и количественно определить даже те составные части молока, которые присутствуют в нем в виде следов. В настоящее время известно свыше 200 различных компонентов молока.
• Изучение микроструктуры компонентов молока, а также влиянию энергетического воздействия, механических нагрузок, температурных воздействия, биохимических превращений позволяет усовершенствовать существующие технологические процессы, разработать новые направления переработки молока, повысить пищевую, биологическую ценность и вкусовые достоинства молочных продуктов. В связи с возрастающим влиянием биохимии, микробиологии молока на технологию получения и переработки молока, тесной взаимосвязи этих и прочих наук с промышленной санитарией и гистологией, становится очевидным важность изучения этой дисциплины для специалиста молочной промышленности.
• Глубокое знание основ позволяет понять сущность биохимических процессов, происходящих при производстве и хранении молочных продуктов, критически подойти к выбору технологических режимов обработки и переработки молока, условий хранения молочных продуктов, более рационально использовать сырье.
• Список используемой литературы
• 1. Голубева Л.В. Консервирование и сушка молока. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры. T.9. - СПб.: ГИОРД, 2005.
• 2. Горбатова К.К. Физико-химические и биохимические основы производства молочных продуктов
• 3. Кретинин В.К. Микробиология молока и молочных продуктов. Орел.: издательство ОрелГАУ, 2003.
• 4. Твердохлеб Г.В, Диланян З.Х, Чекулаева Л.В, Шиллер Г.Г. Технология молока и молочных продуктов.- М.: Агропромиздат, 1991.
• 5. Журнал «Пищевая промышленность».
• Размещено на Allbest.ru
...