Режимы стерилизации молока. Можно ли простерилизовать молоко в домашних условиях? При какой температуре проходит процедура
Термин «стерилизация» (от латинского «sterilis», что значит «бесплодный») знаком многим. В 1860 году Луи Пастер сумел простерилизовать молоко, нагрев его до 123° С, под давлением 1,5 атмосферы. С этого времени методы тепловой обработки стали развиваться в нескольких направлениях.
ПОЧЕМУ МОЛОКО НАДО СТЕРИЛИЗОВАТЬ
Обычно питьевое молоко, которое продают в бутылках и пакетах, до разлива подвергнуто пастеризации, то есть нагреву до 63-87° С и выдержке при этой температуре. В таком молоке уничтожены вегетативные и болезнетворные формы бактерий. Пастеризация дает довольно безопасный продукт, но срок безопасности невелик. Почему? Потому что после пастеризации остаются споры бактерий, они развиваются и выделяют продукты своей жизнедеятельности, которые разлагают белок молока. Только нагревание молока до 136-140° С ведет к гибели всех микроорганизмов.
ВСЯКОЕ ЛИ МОЛОКО ПРИГОДНО ДЛЯ СТЕРИЛИЗАЦИИ
Нет, не всякое. Оно должно выдерживать так называемую алкогольную пробу. Суть ее состоит в том, что молоко смешивают с этиловым спиртом. В «слабом» молоке спирт отнимает воду у казеина, и он выпадает в осадок. Такое молоко для стерилизации непригодно, оно разрушается при нагреве.
Перед стерилизацией молоко очищают и доводят до 3,5% жирности. Вслед за этим по трубопроводу оно поступает в герметичный аппарат. Там его подогревают до 75 градусов встречным потоком горячего молока, после этого оно поступает в смеситель, где и идет собственно стерилизация — смешивание с потоком сухого очищенного пара. Мгновенно, в течение десятой доли секунды, молоко нагревается до 140 градусов. Чтобы оно не закипело и не пригорало, в установке поддерживают высокое давление. Нагретое молоко после кратковременной выдержки поступает в вакуум-камеру. Здесь удаляют лишнюю влагу, а также часть эфирных соединений, придающих молоку кормовой привкус. Затем в гомогенизаторе под высоким давлением происходит дробление молочных жировых шариков. Гомогенизация делает стерилизованное молоко белее, оно не расслаивается и становится вкуснее.
И, наконец, после гомогенизации молоко охлаждают и направляют в автоматы, которые разливают его в стерильные бумажные пакеты — без доступа воздуха и человеческих рук. Стерилизованное молоко, согласно инструкции, можно хранить при комнатной температуре не менее 10 дней, а практически до четырех недель (при условии, что пакеты не вскрывают).
Можно совершенно серьезно утверждать, что по качеству стерилизованное молоко мало в чем уступает не только пастеризованному, но и сырому. Например, незаменимые аминокислоты лизин, метионин и триптофан почти полностью сохраняются в нем. Витаминов A, D, Е, группы В в стерилизованном молоке столько же, сколько в сыром или ненамного меньше. Исключение — витамин С, содержание которого снижается примерно на 30%, что, правда, не больше, чем при обычной пастеризации.
Молоко - один из самых популярных и питательных продуктов. Все массовое обычно сопровождается вымыслами. Развенчать некоторые мифы о молоке мы попросили нашего эксперта Ольгу Соколову, м.н.с. Центральной лаборатории Микробиологии ГНУ ВНИМИ Россельхозакадемии.
Молоко всегда считали полезным продуктом. Расскажите, пожалуйста, кому и как оно может помочь в решении проблем со здоровьем? Например, считается, что благодаря содержанию в нем калия, молоко уменьшает отечность, выводит шлаки и является суперпродуктом для профилактики остеопороза. Также считается, что его полезно пить людям с сердечной недостаточностью, гипертоникам, людям с болезнями ЖКТ, желчного пузыря и т. д.
Молоко имеет в своем составе вещества с уникальными свойствами. Каждое из этих веществ способно оказывать на организм положительное влияние. Особенно в случае, если то или иное свойство усилить. Само по себе молоко не во всех случаях является безоговорочно полезным продуктом.
Приведу пример: у человека болезнь ЖКТ. Прописано пить молоко. А если у этого человека непереносимость лактозы? В этом случае нужно употреблять только сквашенные молочные продукты, кисломолочные продукты с бифидобактериями, в них нет лактозы.
В молочном производстве также существует перспективное направление - разработка специализированного питания. Например, для людей пожилого возраста, или для людей с определенными болезнями, детей разного возраста, людей из различных социальных групп, спортсменов и так далее. Это не обогащение витаминами и микроэлементами, это действительно отдельное направление.
В чем проявляется уникальный состав молока?
Уникален скорее не состав молока, а его свойства в целом и свойства отдельных его компонентов. Молоко - это единственная биологическая жидкость, которую человек может употреблять в пищу в течение всей жизни. Сейчас различные фракции молока могут выделять и использовать в других областях знаний, а не только в питании. В первую очередь в медицине.
Если говорить именно о составе молока, то молоко это на 87,5% - вода и на 12,5% - сухие вещества. Но зато состав этих сухих веществ очень разнообразен. Молоко - это многокомпонентная и многофакторная жидкость. Например, в составе только молочного жира более 140 жирных кислот. И каждое вещество молока по-своему полезно. Если перечислять все эти вещества и пользу, которую они приносят организму человека - хватит на целую энциклопедию.
В молоке из магазина сохраняются хотя бы какие-то целебные свойства?
Бесспорно да! Большинство потребителей забывают, что польза это не только витамины. Это еще и белки, жиры, углеводы. Все эти вещества сохранены в молоке. Если говорить о стерилизованном молоке, в нем нет витаминов, но в пастеризованном витамины сохранены. В остальном состав пастеризованного и стерилизованного молока идентичен.
Мне, честно говоря, не очень понятен шум по поводу того, что в стерилизованном молоке мало витаминов. Если человек полноценно питается, он получит витамины из других источников.
Кстати, о свойствах пастеризованного и стерилизованного молока действительно много спорят. В чем разница?
В начале оговорюсь, что стерилизованное и ультрапастеризованное молоко это одно и то же. Теперь отвечу на вопрос. Разница в технологии. Если опустить этапы подготовки молока-сырья (эти этапы для любых молочных продуктов одинаковы) и некоторые промежуточные операции, то технологию можно описать так:
Пастеризованное молоко:
1. подготовка сырья;
2. нормализация (приведение к одинаковой жирности);
3. гомогенизация (приведение к единой консистенции - чтобы не отстаивались сливки);
4. пастеризация (различные режимы до 99 градусов);
5. промежуточное хранение (при необходимости);
6. розлив.
Стерилизованное молоко:
1. подготовка сырья;
2. нормализация;
3. внесение солей-стабилизаторов;
4. гомогенизация;
5. стерилизация (температура свыше 100 градусов, чаще всего около 120 градусов);
6. охлаждение;
7. немедленный розлив.
С технологией пастеризованного молока, думаю, все понятно. А вот относительно стерилизованного возникают вопросы.
Что такое соли-стабилизаторы и зачем они нужны? Это лимоннокислые или фосфорнокислые соли. Они присутствуют в молоке в нативном (естественном) виде. Дополнительное их внесение гарантирует, что молоко не скиснет в течение 6-8 мес. Их задача - контролировать кислотность. Есть такое понятие «буферная зона». Что это - объяснить довольно сложно. Но если очень упрощенно - это как бы пустота. Если эту «пустоту» займет кислота - молоко прокиснет. Соли-стабилизаторы принудительно «занимают» буферную зону, не дают кислоте молока туда проникнуть.
Стерилизацию молока проводят в абсолютно стерильных условиях. Розлив производят немедленно в закрытых установках (пастеризованное молоко можно разливать и в открытых установках). Упаковка для стерилизованного молока не пропускает свет, воздух, микробы, воду и совершенно герметична. Молоко в процессе стерилизации обеззаражено. Все эти факторы обеспечивают молоку сохранность в течение длительного времени.
Существует миф о том, что в стерилизованное молоко добавляют антибиотики. Это не так. До определенного времени антибиотики могли присутствовать исключительно в пастеризованном молоке. Это допускалось ГОСТом. Однако сейчас ГОСТ пересмотрели, и антибиотики запрещены в любом молоке.
Восстановленное молоко проигрывает сырому в части содержания ферментов и витаминов?
Если говорить именно о сыром молоке, то - конечно. В сыром молоке всего полно. И хорошего, и плохого. И даже сравнивать такое молоко нельзя. Это просто два разных продукта.
А вот если говорить о жидком питьевом молоке и о восстановленном - это другое дело. Правильно восстановленное сухое молоко неотличимо от пастеризованного молока, как по вкусовым, так и по химическим характеристикам. Причем отличить его не сможет ни простой покупатель, ни специалист, ни лабораторный анализ.
Еще один миф: обезжиренное молоко пить не имеет смысла, неполезно, в нем мало кальция. Как вы его прокомментируете?
Обезжиренное молоко - это молоко с пониженным содержанием жира. Кальций же содержится в белковой части молока, а не жировой. Так что количество кальция и обезжиренное молоко совершенно не связанные вещи.
Известны следующие способы стерилизации: химический, механический, радиоактивный, электрический и тепловой. Наиболее надежным и экономически выгодным является тепловой. Сущность его заключается в тепловой обработке молока в целях уничтожения в нем не только вегетативных форм микроорганизмов, но и их спор, инактивации ферментов при минимальном изменении его вкуса, цвета и питательной ценности.
Способ и режимы тепловой стерилизации молока должны обеспечивать уничтожение в нем бактерий и их спор, инактивацию ферментов при минимальном изменении его вкуса, цвета и питательной ценности. Требуемые для этого температура и продолжительность нагревания находятся в зависимости от количества и вида спорообразующей микрофлоры в молоке.
Производство стерилизованного молока в значительной степени зависит от качества исходного сырья, в частности от его бактериальной обсемененности и термоустойчивости, ибо требуемый режим стерилизации определяется количеством и видом спорообразующей микрофлоры сырого молока, а способность молока выдерживать необходимый высокотемпературный нагрев без коагуляции белков - его термоустойчивостью.
Молоко, пригодное для пастеризации, может оказаться непригодным для стерилизации вследствие образования хлопьев или даже свертывания. Поэтому к качеству молока, предназначенного для стерилизации, предъявляются повышенные требования.
Сливки и обезжиренное молоко, используемые для нормализации, должны быть получены путем сепарирования молока высшего или первого сорта, выдерживающего алкогольную пробу с 75%-м этиловым спиртом. Сливки должны быть кислотностью в плазме не выше 22°Т, с содержанием жира не более 30 %, обезжиренное молоко - кислотностью не выше 19 °Т.
Эффективность стерилизации находится в прямой функциональной зависимости от температуры и продолжительности ее воздействия.
Для теоретического обоснования вероятности максимального уничтожения бактерий при тепловой стерилизации измеряют первоначальную концентрацию (С н) жизнедеятельных клеток в единице объема предварительно приготовленной микробиологической суспензии. Затем суспензию подвергают тепловой обработке при различных комбинациях температуры и времени выдержки и подсчитывают конечную концентрацию спор (С к).
Стерилизующий эффект определяется по разности десятичных логарифмов первоначальной и конечной концентрации спор (Е с =log 10 С н – log 10 С к) и должен находиться в пределах от 9 до 10. Это означает, например, что эффект стерилизации, равный 9, достигается, когда первоначальное количество спорообразующих бактерий (1000 в 1 см 3) уменьшается до 1 на 1 м 3 .
В молочной промышленности в зависимости от особенностей производства различают периодическую и непрерывную стерилизацию молока и молочных продуктов в таре и в потоке с асептическим розливом.
Периодическая стерилизация в таре может осуществляться одноступенчатым способом - после розлива в тару и ее герметической укупорки при 110-120 °C с выдержкой 15-30 минут. Для одноступенчатой стерилизации в таре служат стерилизаторы периодического действия - автоклавы.
Данный способ стерилизации обеспечивает высокую стойкость продукта при хранении, однако он мало производителен и вызывает физико-химические изменения составных частей молока.
Непрерывная стерилизация при двухступенчатом способе осуществляется следующим образом: первоначально продукт стерилизуют в потоке при 130-150 °C с выдержкой несколько секунд, затем после розлива и герметической укупорки вторично стерилизуют продукт в таре при температуре 110-118 °C в течение 15-20 минут. Двухступенчатый режим стерилизации позволяет инактивировать не только микроорганизмы, имеющиеся в сырье, но и попавшие в продукт при его расфасовке. Готовый продукт можно хранить и употреблять в течение года.
В настоящее время применяют системы прямого и косвенного нагрева. Прямая подача пара применяется реже из-за большихэнергозатрат при удалении конденсата. Качество продукта, стерилизованного пароконтактным способом, во многом зависит от качества пара, используемого для нагрева продукта. Он должен быть сухим, насыщенным, без посторонних примесей и запахов. Однако имеется преимущество прямого нагрева - практически мгновенное нагревание всей массы продукта, что позволяет использовать молоко более низкой термоустойчивости. Кроме этого, мгновенное тепловое воздействие вызывает наименьшие физико-химические изменения составных частей молока.
Для стерилизации продукта способом косвенного нагрева используют трубчатые, пластинчатые и для вязких продуктов скребковые теплообменники, которые характеризуются надежностью в работе, простотой обслуживания, высокой степенью использования тепла. Основная трудность, возникающая при использовании косвенных систем, особенно с пластинчатыми теплообменниками, заключается в пригарообразовании. Степень разрушения компонентов молока при стерилизации различна и зависит от режима стерилизации.
При стерилизации молока в таре изменения составных частей молока выражены особенно резко, что значительно снижает его биологическую ценность.
Однако обычные режимы стерилизации являются более жесткими по сравнению с режимами пастеризации. Высокие температуры нагревания молока и особенно продолжительное действие этих температур, когда оно стерилизуется в таре, вызывают в нем реакции, в результате которых молоко приобретает коричневый оттенок и ярко выраженный кипяченый привкус.
При нагревании молока до температур стерилизации происходит изменение свойств и структуры белка. Эти изменения определяют одну из специфических особенностей молока, которую принято называть термостабильностью. При стерилизации изменение белка проявляется в наиболее выраженной форме, чем при пастеризации, и зависит от режима стерилизации. Наибольшим изменениям при стерилизации подвержены сывороточные белки. Денатурация сывороточных белков при стерилизации молока при обычных режимах выше, чем при пастеризации; к действию тепла более чувствительным является b-лактоглобулин, чем a-лактоальбумин. При повышенной кислотности молока процессы денатурации и образования осадка интенсифицируются.
При стерилизации очень сильно разрушаются витамины. Стерилизация в таре сопровождается разрушением как жирорастворимых, так и водорастворимых витаминов.
Стерилизация молока – это тепловая обработка молока (выше 100°С) с целью повышения стойкости в хранении путем уничтожения как вегетативных, так и споровых форм микроорганизмов.
Эффективность стерилизации Э С определяется по разности десятичных логарифмов первоначальной концентрации спорообразующих микроорганизмов в исходном молоке С Н и конечной концентрации спор С К в продукте после тепловой обработки: Э С = lg 10 С Н – lg 10 С К . Она должна быть в пределах от 9 до 10 Эффективность стерилизации находится в такой же прямой зависимости от температуры и продолжительности ее воздействия, как и при пастеризации. Стерилизация по сравнению с пастеризацией проводится при более высоких температурах, но с менее продолжительной выдержкой, поэтому физико-химические свойства молока претерпевают почти такие же изменения, как при пастеризации.
В зависимости от особенностей производства и фасования, продукта различают периодическую и непрерывную стерилизацию в таре и в потоке с асептическим розливом. Периодическая стерилизация в таре осуществляется после фасования и герметического укупоривания продукта при температуре 110–120 °С в течение 15–30 мин. Для одноступенчатой стерилизации в таре служат стерилизаторы периодического действия – автоклавы. При периодической стерилизации продукт в таре загружают в стерилизатор, нагревают паром, выдерживают определенное время и охлаждают водой или воздухом до 40–50 °С. Периодический способ стерилизации обеспечивает высокую стойкость продукта при хранении даже в неблагоприятных условиях (при 50 °С) в течение 12 месяцев и более. Однако этот способ малопроизводителен и вызывает физико-химические изменения составных частей молока вследствие продолжительного теплового воздействия. В результате этих изменений молоко приобретает сильно выраженный кипяченый вкус, буровато-кремовую окраску.
Наибольшее распространение получила непрерывная стерилизация с одноступенчатым и двухступенчатым режимами. При одноступенчатой стерилизации в потоке продукт подвергают кратковременной ультравысокотемпературной обработке (УВТ) при температуре 130–150 °С в течение нескольких секунд, после чего фасуют в асептических условиях в стерильную тару. Стерилизация в потоке может осуществляться прямым или косвенным нагревом. Прямой нагрев осуществляется путем смешивания теплоносителя (пара) с продуктом, а косвенный нагрев – через теплопередающую поверхность. При смешивании с паром происходит практически мгновенное нагревание продукта, что позволяет использовать молоко более низкой термоустойчивости. Кроме того, мгновенное тепловое воздействие вызывает наименьшие физико-химические изменения. К существенным недостаткам указанного способа относятся низкий коэффициент регенерации тепла, повышенные требования к качеству пара, используемого для нагревания продукта.
Для стерилизации продукта способом косвенного нагрева применяют трубчатые, пластинчатые и для вязких продуктов скребковые теплообменники. Эти теплообменники характеризуются надежностью в работе, простотой обслуживания, высокой степенью использования тепла. Однако при стерилизации в теплообменниках косвенного нагрева быстрее образуется пригар на теплопередающих поверхностях.
Непрерывная стерилизация при двухступенчатом режиме осуществляется в следующей последовательности: первоначально продукт стерилизуют в потоке при 130–150 °С в течение нескольких секунд, затем после розлива и укупоривания вторично стерилизуют продукт в таре при температуре 110–118 °С в течение 15–20 мин. Двухступенчатый режим стерилизации предназначен не только для уничтожения микроорганизмов, имеющихся в сырье, но и попавших в продукт при его фасовании. Продукт, полученный при двукратном режиме стерилизации, обладает высокой стойкостью при длительном хранении.
При выборе способа стерилизации и типа установок следует учитывать условия эксплуатации, качество исходного сырья, вид вырабатываемого продукта и экономическую целесообразность.
Глава 4. ТЕХНОЛОГИЯ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ЗАКВАСОК И КОНЦЕНТРАТОВ
Человечество всегда пыталось уметь правильно продлевать срок употребления продуктов, не уменьшая при этом его полезных свойств. В середине 19-го века великий ученый, основатель иммунологии Луи Пастер, открыл технологию пастеризации, что дало возможность обеззараживать продукты питания и значительно увеличивать срок их годности.
В современном мире большая часть жидких продуктов проходит данный процесс. Слово "пастеризованное" чаще всего мы видим в магазине на упаковке с молоком. И становится интересно, а возможна ли пастеризация молока в домашних условиях? Безусловно, да. Так давайте же попробуем подробно разобраться в данном процессе.
Пастеризация - это что?
Вначале нужно сказать о самом процессе пастеризации. Эта технология подразумевает в себе нагревание молока до 60-градусной температуры в течение получаса или же до 80 градусов, но тут время нагревания сокращается до 10-20 минут. Значит, температура пастеризации молока - 60-80 градусов, в зависимости от длительности. За этот период часть микроорганизмов погибает, а другая часть снижает активность, тем самым продлевая срок годности молочного продукта. В результате мы и получаем пастеризованное молоко. Пастеризация молока - процесс нетрудный.
Пастеризация в домашних условиях
Теперь о том, как же проводится пастеризация молока в домашних условиях. В качестве примера расскажем про длительную пастеризацию при температуре 60 градусов. Самым оптимальным будет нагревать не само молоко, а кастрюлю с водой, и уже туда поместить упаковку с молоком. При таком режиме пастеризациимолоко будет пастеризовано так же, как если бы мы кипятили его, но качество молочного продукта претерпит минимальные изменения.
Не забывайте самое главное: пастеризация молока - это разовый процесс. От второго раза молоко лучше не станет, а только потеряет часть своих полезных свойств. Также советуем вам, если вы имеете свою собственную корову, после получения парного молока произвести охлаждение. Ведь известно, что при своей температуре такое молоко уже через два-три часа начинает скисать. Пастеризация и охлаждение молока до нужной температуры помогут дольше сохранить его свежесть. Охлаждайте молоко до 10 градусов, чтобы продлить его срок.
Пастеризация молока в мультиварке
С приходом на кухню эры мультиварок пришел и новый вариант пастеризации молока. Теперь не нужно стоять все время у плиты и смотреть на часы, боясь, что молоко убежит в любую минуту, да еще при этом постоянно снимать с него пенку. Теперь достаточно нажатия пары кнопок. Для того чтобы пастеризовать молоко в любой мультиварке, необходимо влить его в кастрюлю и поставить на температуру от 60 до 80 градусов. Если молоко домашнее, то при температуре 80 градусов можно поставить таймер на 20 минут. Если же оно купленное, то лучше будет увеличить срок пастеризации для большей надежности еще минут на двадцать.
В мультиварках нового поколения появился режим "Пастеризация". Там уже достаточно просто влить молоко в кастрюлю, нажать на одну кнопку и просто ждать оповещения о завершении данного процесса. Также желательно простерилизовать банки или бутылки, куда вы будете потом сливать молоко.
Режим пастеризации. Есть ли разница?
Как уже сказано выше, от выбранной температуры зависит время процедуры. И в зависимости от этих двух факторов различают следующие виды пастеризации: ультравысокотемпературная, высокотемпературная кратковременная и длительная. Длительной пастеризацией называется процесс, который длится тридцать минут при температуре 60 градусов. Этот вид считают самым трудоемким, но и самым надежным в плане уничтожения вредных микроорганизмов.
Кратковременная высокотемпературная пастеризация проводится только в промышленных условиях, так как для данного режима нужно специальное оборудование, в котором в течение нескольких секунд молоко прогревается, после чего сразу же охлаждается. Минус данной пастеризации в том, что если ошибиться буквально на пару секунд, то можно либо провести пастеризацию не до конца, в результате чего все микроорганизмы выживут, либо передержать молоко, тем самым уничтожив все его полезные свойства. Поэтому нельзя говорить, что пастеризованное покупное молоко у любого предприятия будет одинакового качества.
Мгновенный нагрев
Есть также довольно простой метод пастеризации, который называется мгновенным нагревом. Данный процесс был разработан для матерей, которые больны ВИЧ-инфекцией, и из-за чего они не могут безопасно вскармливать своих детей. Метод заключается в том, что вначале нужно сделать водяную баню. Водяная баня делается быстро и легко. Берем две кастрюли разного размера. В кастрюлю, которая больше размером, наливаем воду и ставим разогревать на плиту, после чего ставим кастрюлю меньшего размера в большую. После этого наливаем молоко в маленькую кастрюлю, и как только вода закипает, сразу же убираем молоко, готовое к употреблению и прошедшее краткий процесс пастеризации
Пить или не пить?
Многие противники этого процесса говорят, что все полезные бактерии уничтожаются, и пить молоко после пастеризации нет никакого смысла, ведь этот метод создан лишь для того, чтобы продлить срок годности молока. Но они путают его с процессом стерилизации, где молоко нагревается до 100 градусов, и в таком режиме уничтожаются все бактерии, оставляя просто белую оболочку. При пастеризации же максимальная температура всего лишь 87 градусов, а значит, молоко сохраняет большую часть своих полезных свойств. Поэтому теперь, задаваясь вопросом о том, стоит ли делать пастеризацию молока, вы сможете определиться с ответом.
