Технологія молока

Сировиною для всіх молочних виробів є натуральний продукт – молоко тварин. Найбільше молока отримують від корів, тому вся переробна промисловість призначена для переробки коров’ячого молока. Свіже молоко є найбільш цінним харчовим продуктом, але умови його зберігання диктують технологічні способи обробки, щоб цей продукт дійшов до споживача. З молока готують цілий ряд молочних продуктів: молоко пастеризоване, молоко стерилізоване, вершки, кефір, масло, молоко згущене й сухе та ін. Заводи для виготовлення нестійких продуктів (молоко пастеризоване, кефір, кисле молоко) розташовані у місцях виробництва молока.

Склад молока. Молоко утворюється в молочній залозі тварин і містить, %: води 87…89, сухих речовин 11…13, в числі яких жиру 2, 8…6, 0, білків 2, 5…4, 8, цукру (лактоза) 4…4, 6 та мінеральних речовин (солей) 0, 6…0, 9. У молоці містяться також ферменти, вітаміни, пігменти. Молоко – слабо кислий розчин (рН 6, 6), що зсідається під дією сичужного ферменту, хлористого кальцію, пепсину та ін. речовин. Температура кипіння молока 100, 2 ˚ С і замерзання – близько 0, 6 ˚ С. В’язкість становить 1, 75*10 Па*с, густина 1, 029 г/см.

При переробці молока вихід основного продукту – сироватки становить близько 90 % від загального об’єму молока. В сироватку при переробці молока переходить до 50 % сухих речовин (СР), яких вона містить 4, 2…7, 5 %. Густина сироватки становить 1018…1027 кг/м. Сироватка містить лактозу, мінеральні речовини і молочний жир. Сироватку залежно від виготовлюваного продукту називають підсирною (солодкою), сирною (кислою), казеїновою.

Сироватку використовують для виробництва лимонної кислоти (32, 4 кг із 1 т сироватки), кровозамінників, лікарських препаратів, продуктів дитячого харчування, морозива, напоїв, молочно білкових концентратів, сиропів тощо. Перелічені продукти виготовляють на основі молочно білкових концентратів, одержаних із сироватки методами мембранної технології (ультра- і де фільтрація, електродіаліз). Молочно білкові концентрати одержують в рідкому (9, 0…19 % СР) та сухому (95 % СР) вигляді. Електродіалізна обробка сироватки дає змогу значно демінералізувати її і одержати знесолений розчин лактози, з якого одержують молочний цукор підвищеної чистоти. Після відокремлювання солей натрію, калію, магнію та фосфору одержують продукти – аналоги жіночого молока.

Не перероблену сироватку використовують для виготовлення кормів, виробництва деяких сортів хліба тощо.

Вихід сироватки можна розрахувати за формулою:

G=100(С_пр-С_м)/(С_пр-С_сир),

де С_пр, С_м, С_сир- концентрація сухих речовин відповідно у готовому продукті, молоці та сироватці.

Вмістом білків, жиру, лактози, мінеральних речовин і вітамінів зумовлена харчова цінність молока. Всі його складові частини легкозасвоювані. Академік І.П. Павлов, вивчаючи харчову цінність молока та властивості його щодо засвоєння в порівнянні з іншими харчовими продуктами, прийшов до висновку: молоко – це їжа, створена самою природою і відрізняється від інших харчових продуктів. Молоко і молочні продукти повинні становити одну третину добової потреби людини в їжі. Людина щодоби повинна споживати молока і молочних продуктів в перерахунку на молоко близько 1, 5 л.

Молоко не тільки постачає організм білками, жирами, вуглеводами, вітамінами, мінеральними солями, але і покращує засвоєння організмом білков, жирів і мінеральних речовин рослинного походження. З молоком і молочними продуктами в організм людини надходять мікроелементи, необхідні для нормального обміну речовин (цинк, йод, фтор, кобальт, залізо, мідь…). Склад молока залежить в основному від породи і віку тварини, стадії лактаційного періоду, відгодівлі та умов утримання.

Білки молока являють собою складні органічні сполуки, які включають в себе різні амінокислоти. Всього в молоці нараховують близько 16 різних білкових речовин, з яких головними є казеїн (80 %), білки сироватки (альбуміни, глобуліни – близько 16 %), низькомолекулярні білки, білки оболонок жирових кульок і ферментів.

Молочний жир являє собою складний ефір гліцерину та різних жирних кислот (понад 60 %). Жир у молоці міститься у вигляді дрібненьких жирових кульок розміром 2…5 мкм. В 1 см³ молока міститься близько 4 млрд. жирових кульок. Білкова оболонка, що оточує жирові кульки, стабілізує їх, тому в молоці вони не злипаються. У свіжовидоєному молоці молочний жир міститься в рідкому стані, в охолодженому – в твердому. Всі зміни молочного жиру під дією ферменту ліпази, променів світла, розчинів кислот, лугів можна згрупувати так: гідроліз (розщеплення на гліцерин та жирні кислоти), окиснення (ненасичені жирні кислоти), згіркання з утворенням летких жирних кислот (масляна, капронова…).

У молочному жирі в розчиненому вигляді містяться також фосфатиди, стеарини, пігменти та вітаміни.

Молочний цукор (лактоза) С₁₂Н₂₂О₁₁ (знаходиться у розчиненому вигляді) складається із глюкози та галактози. У процесі життєдіяльності мікроорганізмів відбувається зброджування молочного цукру до молочної кислоти, яка переводить молоко з рідкого стану в желеподібний з властивим кисломолочним смаком і запахом. Утворення згустку пов’язано з порушенням колоїдного стану молока. Ця властивість використовується у виробництві кисломолочних продуктів і деяких видів сирів.

Нагрівання до температури кипіння і тривале витримування молока при цій температурі викликає його побуріння. Це проходить в результаті взаємодії лактози з білками молока та утворення меланоїдінових сполук (виготовлення пряженого молока, ряженки…).

Мінеральні речовини. В молоці містяться солі органічних та неорганічних кислот. Кальцій, фосфор, калій, мідь, марганець, кобальт, йод, цинк, залізо та інші мікроелементи (понад 15) молока відіграють визначальну роль в життєдіяльності організму.

Вітаміни – жиророзчинні вітаміни А, групи Д, Е і водорозчинні групи В, РР, С та ін. Вміст їх в молоці змінюється залежно від періоду лактації, кормового раціону тварин, засобів теплового оброблення молока і умов його зберігання.

Ферменти – це речовини білкової природи, що прискорюють процес обміну речовин у живому організмі. В сирому молоці містяться:

Ліпаза – фермент, що розщеплює жир до гліцерину та жирних кислот.

Пероксидаза – прискорює окисні процеси.

Каталаза – прискорює розклад перекису водню.

Фосфатаза – каталізує розпад ефірів до фосфорної кислоти.

Редуктаза – здатний знебарвлювати метиленову синьку, добавлену в молоко.

Властивості молока. Кислотність зумовлена наявністю в молоці білків, фосфорнокислих солей, молочної і лимонної кислот. Відрізняють активну і загальну кислотність.

Активна кислотність виражається величиною рН, яка у свіжого парного молока дорівнює 6, 7…6, 64.

Загальна (титрована) кислотність зумовлена наявністю в свіжому молоці солей органічних та неорганічних кислот. Загальну кислотність визначають титруванням молока лугом у присутності індикатора (1 см³ розчину лугу, який пішов на нейтралізацію кислоти, відповідає одному градусу кислотності, за Тернером). Титрована кислотність свіжого незбираного молока 16…18 ˚ Т.

Складові частини молока впливають на кислотність молока. Кислотність свіжого молока залежить від умов відгодівлі худоби: кислі трави підвищують кислотність. Молоко підвищеної кислотності (24…25 ˚ Т) зсідає під час нагрівання і не може бути використане у виробництві.

Густина молока підвищується зі збільшенням вмісту білків, вуглеводів, солей.

Бактериційні властивості. Свіже молоко містить бактериційні речовини і має бактериційні властивості. Мікроорганізми потрапляючи у таке молоко, не тільки не розмножуються а й поступово гинуть. Період, протягом якого у свіжому молоці не розмножуються мікроорганізми, називається бактерицидним. Його тривалість залежить від саніт-гігієнічних умов одержання молока та температури його зберігання.

При підвищенні температури парного молока тривалість бактерицидної фази різко знижується, а при нагріванні його до 70 ˚ С бактериційні властивості молока зникають. Миттєво профільтроване охолоджене до 1…3 ˚ С молоко може зберігатися практично без зміни його хімічних та фізичних властивостей до 48 годин з моменту доїння.