Возможность концентрирования молочного сырья при сохранении обратимости его состава и свойств с учетом изменения текучести в зависимости от температуры обеспечивает полное использование его сухих веществ, повышает транспортабельность и стойкость продуктов. Поэтому производство концентратов цельного молока, обезжиренного молока, пахты, сыворотки и их использование в различных отраслях пищевой промышленности и в производстве ЗЦМ находит все большее распространение.
По приемам обработки в целях консервирования, основанного на осмоанабиозе, сгущенные концентраты молока и вторичного сырья как продуктов его переработки по величине и способу повышения осмотического давления делятся на продукты без сахара и продукты с сахаром.
Из получаемых в молочной промышленности сгущенных молочных концентратов без сахара можно назвать: молоко пастеризованное сгущенное, молоко подсгущенное, сгущенное обезжиренное молоко, сгущенная пахта, сгущенная сыворотка. К группе сгущенных молочных концентратов с сахаром относятся: сгущенное нежирное молоко с сахаром, сгущенная пахта с сахаром.
Основная характеристика сырья и продуктов, режимы технологии и хранения, а также пути использования концентратов первой группы приведены в табл. 26
Таблица 26
Показатель |
Молоко пастеризованное сгущенное |
Молоко цельное подсгущенное |
Молоко сгущенное обезжиренное |
Пахта сгущенная |
Сыворотка молочная сгущенная |
Сырье |
Молоко цельное |
Молоко цельное |
Молоко обезжиренное |
Пахта |
Сыворотка |
Кислотность, °Т, не более |
|||||
сырья |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 или 75 |
продукта |
40 |
60 |
60 |
60 |
130 550 |
Кратность концентрирования |
2,3 |
3-4 |
3-4 |
4 |
6 |
СМОпр, % |
26,5 |
35-40 |
27-35 |
35 |
40 |
Жпр/СОМОпр |
0,44 |
ЖM/COMOM |
0,005 |
0,004 |
0,003 |
Технология |
|||||
пастеризация |
95 °С, 10 мин |
85-90 °С, без выдержки |
85-90 °С, без выдержки |
85-90 °С, без выдержки |
72 °С, 15 с |
выпаривание |
В соответствии с характеристиками вакуум-выпарных аппаратов |
||||
Упаковка |
Бутылки, пакеты |
Молочные цистерны, фляги, бочки, мешки полиэтиленовые |
|||
Хранение |
6-8 °С, 20 ч |
Не более 4 °С, до 2 мес |
Не более 6 °С, 5 дней |
Не более 10 °С, 30 дней |
Не более 8 °С, 10 дней |
Использование |
Реализация |
Промышленная переработка |
Как видно из табл. 26, практически при одних и тех же требованиях к кислотности исходного сырья, одинаковых режимах выпаривания, видах упаковки и назначении (за исключением сгущенного пастеризованного молока) продукты различаются исходным сырьем, кратностью концентрирования, массовыми долями составных частей сухого вещества, отношениями между ними и условиями гарантийного хранения. Было изучено изменение вязкости при сгущении обезжиренного молока. Расчеты показали, что при увеличении массовой доли сухого вещества обезжиренного молока в 4,6 раза вязкость сгущенного продукта возрастает в 18 раз, что находится в полном соответствии с рассмотренными изменениями физико-химических свойств при сгущении выпариванием.
В производстве сгущенного пастеризованного молока при отсутствии какого-либо воздействия на жировую фазу только изменение вязкости и плотности при концентрировании в 2,2-2,3 раза не уменьшает скорости отстаивания жира настолько, чтобы не удавалось визуально наблюдать его в течение 20 ч. Поэтому при производстве этого продукта предусматривается гомогенизация при 55 °С и давлении 12,5 МПа.
Исследования в нашей стране и за рубежом показали, что формирование структурно-механических свойств молока и повышение концентрации сухого молочного остатка положительно влияют на качество некоторых молочных продуктов, получаемых из предварительно подсгущенного молока.
Так, в производстве сыра из подсгущенного молока по методу Стенна-Ютена предварительное концентрирование его в вакуум-выпарном аппарате, сопровождающееся дезодорацией и укрупнением частиц казеина, обеспечивает более полное сохранение компонентов молока, экономию сычужного фермента, увеличение выхода готового продукта и улучшение его качества. Подсгущение становится одним из приемов технологии производства сыра, творога и некоторых других продуктов.
Наряду с этим на молочно-консервных и других предприятиях молочной промышленности с радиусом доставки молока, превышающим 70 км, экономически оправдано и технологически целесообразно частично использовать в качестве сырья молоко, предварительно подсгущенное на предприятиях низовой сети. Неизменность исходного качества подсгущенного молока в период перевозок и хранения обеспечивается охлаждением.
Режимы пастеризации, принятые при выработке концентратов молока, продуктов его сепарирования и переработки (см. табл. 26), достаточно эффективны и при соответствии фактической продолжительности теплового воздействия с требуемой (Ра=1) не вызывают существенных необратимых изменений составных частей молока.
При возможности вакуумного сгущения до более высокой концентрации сухих веществ выбранная для рассматриваемых продуктов кратность концентрирования обусловлена необходимостью сохранения их в текучем состоянии как перед подачей после охлаждения на фасовку, так и при промышленной переработке с выгрузкой при 5-8 °С из таких видов транспортной тары, как автоцистерны или бочки.
Концентрирование молочного сырья, обеспечивающее полное использование сухих веществ, повышение транспортабельности и стойкости продуктов, еще более оправданным оказалось для таких видов его, как обезжиренное молоко, пахта, сыворотка.
Сгущенное обезжиренное молоко стало первым белково-лактозным концентратом вторичного молочного сырья, нaшедшим широкое применение в различных отраслях пищевой промышленности и в производстве заменителей цельного молока для молодняка сельскохозяйственных животных.
Концeнтраты вторичного сырья как продукты промышленной переработки должны обладать полной восстанавливаемостью. Исследования сгущенного oбезжиренного молока показали, что при температуре выпаривания 50-55 °С в циркуляционном вакуум-выпарном аппарате требуемые полнота и скорость восстановления обеспечиваются при сгущении до массовой доли сухого остатка не более 35 %.
Выяснено, что изменение массовой доли сухого вещества обезжиренного молока, сгущаемого в объемном вакуум-выпарном аппарате, от 30 до 40 % сопровождается увеличением относительной вязкости от 8 до 29, относительной седиментации от 0,2 до 0,3 % и средней молекулярной массы казеина oт 123 до 166 млн. ед.
В сгущенном обезжиренном молоке с массовой долей сухого остатка 40 % через 10 дней хранения при 8-10 °С отмечены увеличение средней массы частиц казеина в 1,25 раза, вязкости в 7 раз и кристаллизация лактозы с образованием и выпаданием в осадок крупных кристаллов молочного сахара.
Исследования ВМИ, а позднее работы Литовского филиала ВНИИМСа подтвердили возможность получения концентрата пахты по технологии сгущенного обезжиренного молока. При достаточно высоком содержании биологически ценных ненасыщенных жирных кислот, холина, метионина и лецитина в исходной пахте концентраты ее особенно полезными оказались при выработке детских и диетических продуктов с высоким содержанием белков и углеводов, а также как биологически активное противосклеротическое средство.
Оптимальным для сгущенной пахты рекомендовано концентрирование до 35 % сухих веществ, соответствующее плотности при 20 °С, равной 1127 кг•м-3. Аналогично сгущенному обезжиренному молоку, концентрирование до 40 и 45 % сухих веществ обеспечивало получение более стойкого и транспортабельного продукта, но не могло быть принято из-за утраты текучести и частично восстанавливаемости его при условии хранения при 4-6 °С.
При отсутствии в молочной сыворотке казеина концентрирование ее без утраты текучести возможно как до 40 % (см. табл. 26), так и до 60% по одной и той же общей технологии, за исключением фасовки продукта с массовой долей сухого остатка 60 % непосредственно из вакуум-выпарного аппарата при температуре выпаривания с последующим охлаждением его в таре при хранении.
В целом производство перечисленных в табл. 26 концентратов молока, продуктов его сепарирования и переработки решается по следующей типовой технологической схеме: оценка качества сырья и учет массы -> очистка от примесей и микроорганизмов -> пастеризация и выпаривание -> охлаждение -> фасовка и упаковка, отличающейся простотой, а при выпаривании из пленки - поточностью и экономичностью.