Как стерилизуют молоко на производстве
Цель стерилизации — уничтожение микроорганизмов не только в вегетативной, но и споровой форме. В процессе стерилизации происходят существенные изменения физико-химических свойств молока. Так, стерилизованное молоко теряет способность свертываться под действием сычужного фермента. После стерилизации молоко приобретает привкус пастеризации, обусловленный образованием сульфгидрильных групп, которые являются антиокислителями. Кстати, свой кремоватый цвет молоко приобретает тоже в результате стерилизации.
Стерилизация молока бывает:
- Одноступенчатая: молоко стерилизуется в потоке при температуре 135-140°С в течение 2-4 сек.;
- Двухступенчатая: производится в два этапа. 1 этап: молоко стерилизуется в потоке при температуре 135-140°С в течение 2-4 сек.; 2 этап: после охлаждения до 65-70°С молоко разливают в термоустойчивые емкости, закупоривают и стерилизуют повторно при температуре 116-118°С, 16-20 мин.
Ультравысокотемпературная стерилизация (УВТ)
Молоко стерилизуют при температуре 135-150°С в течении 2 секунд. Двукратное действие высоких температур вызывает в молоке более заметные изменения составных частей, чем стерилизация при одноступенчатом режиме. Однако продукт, полученный таким способом, очень стойкий и может сохраняться в неохлажденных помещениях больше года.
Таким образом, одноступенчатый режим стерилизации целесообразно применять при выработке молока местного потребления. Если продукт должен транспортироваться на дальние расстояния или храниться в течение длительного времени, необходимо применять двухступенчатый режим стерилизации.
После всех основных процедур проводится 1-ый этап двухступенчатой стерилизации молока. Подготовленное для стерилизации молоко поступает в трубчатый стерилизатор, нагревается до 135-140°С и выдерживается при этой температуре в выдерживателе 2-4 сек. Стерилизованное молоко необходимо подвергнуть гомогенизации для улучшения его свойств.
Гомогенизация молока
Гомогенизация — процесс дробления (диспергирования) жировых шариков, чтобы не было отстоя во время хранения. В исходном молоке диаметр жировых шариков колеблется от 0,5 до 18 мкм, в среднем он равен 2-4 мкм. В гомогенизированном молоке диаметр жировых шариков составляет около 1 мкм.
В результате равномерного распределения жира по всей массе в гомогенизированном молоке повышается вязкость.
Молоко можно гомогенизировать при различных температурах, начиная с точки плавления молочного жира. При температуре ниже 30°С удовлетворительных результатов получить нельзя, так как молочный жир при этом находится не в жидком состоянии. С увеличением температуры от 30 до 65°С эффект гомогенизации возрастает. Лучшие результаты получают при 60-65°С, давление 15-20 МПа. Процесс проводят на специальных аппаратах — гомогенизаторах.
После гомогенизатора молоко возвращается в стерилизационную установку, где охлаждается до 35+-5°С и резервируется в промежуточной емкости. Цель охлаждения — подготовка молока к розливу и укупориванию.
Перед розливом молоко подогревается до 65-70°С и самотеком поступает в фасовочно-укупорочный автомат для фасования молока в узкогорлые бутылки по 0,5 л. Бутылки предварительно моют и дезинфицируют в бутылкомоечной машине, они поступают на фасовочно-укупорочный автомат с температурой 60°С. Это предотвращает термобой бутылок. Так как объем молока при последующей стерилизации может увеличиться, бутылки на 4—8 см не заполняются. Бутылки герметично укупоривают кронен-корковыми пробками.
Повторная стерилизация в бутылках
Укупоренные бутылки направляются в башенный стерилизатор непрерывного действия, состоящий из четырех башен. В первой башне молоко в бутылках нагревается горячей водой до 90°С, во второй происходит стерилизация паром при температуре 116-118°С в течение 16-20 минут, в третьей и четвертой молоко охлаждается. Бутылки выходят из стерилизатора охлажденными до температуры около 45°С.
Охлаждение готового продукта
Дальнейшее охлаждение готового стерилизованного молока в камере для хранения, куда бутылки направляются после их маркировки и укладке в ящики.
Хранение готового продукта
Стерилизованное молоко хранят при температуре воздуха в камере не выше 20°С и относительной влажности воздуха 85-90%. В камерах хранения необходимо поддерживать строгую чистоту и обеспечивать вентиляцию воздуха. Стерилизованное молоко двухступенчатым способом стерилизации может храниться в неохлаждаемых помещениях более 1 года.
Стерилизованное молоко в торговую сеть и предприятия общественного питания доставляют в машинах с охлаждаемыми или изотермическими кузовами. Допускается перевозка стерилизованного молока в открытых машинах, но с обязательным укрытием продукта брезентом или материалом, заменяющим его.
Технические специалисты ООО «БЕСТЕК-Инжиниринг» готовы предложить вам помощь в правильном подборе оборудования для стерилизации молока под необходимую вам производительность.
besteq.ru
НПО «Альтернатива» — СТЕРИЛИЗАЦИЯ МОЛОКА
Стерилизация молока — это тепловая обработка молока (при температурах выше 100 °С) с целью повышения стойкости в хранении путем уничтожения как вегетативных, так и споровых форм микроорганизмов. Эффективность стерилизации Эс определяется по разности десятичных логарифмов первоначальной концентрации спорооб-разующих микроорганизмов в исходном молоке Сн и конечной концентрации спор Ск в продукте после тепловой обработки: Эс т lg Сн — lg Q. 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. Стерилизацию по сравнению с пастеризацией проводят при более высоких температурах, но с менее продолжительной выдержкой поэтому физико-химические свойства молока претерпевают почти такие как при пастеризации.
В зависимости от особенностей производства и фасования рваличают периодическую и непрерывную стерилизацию I таре и в потоке с асептическим розливом. Периодическую стерилизацию в таре осуществляют после фасования и герметического укупоривания продукта при 110-120 °С в течение 15-30 мин. Для периодической 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. Периодическая стерилизация обеспечивает высокую стойкость продукта при хранении даже в неблагоприятных условиях (при 50 °С) в течение 12 мес 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.
Наиболее распространена непрерывная стерилизация с одноступенчатым и двухступенчатым режимами. При стерилизации с одноступенчатым режимом 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. Стерилизацию в потоке проводят прямым или косвенным нагревом. Прямой нагрев осуществляют путем смешивания теплоносителя (пара) с продуктом, а косвенный нагрев — через теплопередающую поверхность. При смешивании с паром продукт нагревается практически мгновенно, что позволяет использовать молоко более низкой термоустойчивости. Кроме того, мгновенное тепловое воздействие вызывает наименьшие физико-химические изменения. К существенным недостаткам описанного способа относятся низкий коэффициент регенерации теплоты, повышенные требования к качеству пара, используемого для нагревания продукта.
Для стерилизации продукта способом косвенного нагрева применяют трубчатые, пластинчатые, а для вязких продуктов — скребковые теплообменники. Теплообменники косвенного нагрева характеризуются надежностью в работе, простотой обслуживания и высокой степенью использования теплоты. Однако при стерилизации в таких теплообменниках быстрее образуется пригар на теп-лопередающих поверхностях.
Непрерывную стерилизацию с двухступенчатым режимом осуществляют в такой 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 110-118 °С в течение 15-20 мин. Двухступенчатый режим стерилизации предназначен для уничтожения микрорганизмов, не только имеющихся в сырье, но и попавших в продукт при его фасовании. Продукт, полученный при двухступенчатом режиме стерилизации, имеет высокую стойкость при длительном хранении.
При выборе способа стерилизации и типа установок следует учитывать условия эксплуатации, качество исходного сырья, вид вырабатываемого продукта и экономическую целесообразность.
alternativa-sar.ru
Технология стерилизованного и ультрапастеризованного молока и молочных напитков
При производстве стерилизованного и ультрапастеризованного продуктов к сырью предъявляются повышенные требования: цельное молоко должно быть не ниже первого сорта по ГОСТ Р 52054 с содержанием соматических клеток не более 500 тыс/см3, термоустойчивостью по алкогольной пробе не ниже III группы по ГОСТ 25228.
Кроме цельного молока для производства стерилизованного молока применяют следующее сырье:
– молоко сухое (для молочного напитка) по ГОСТ Р 52791;
− сливки сухие по ГОСТ 1349, высшего сорта, кислотностью от 15 до 18°Т, термоустойчивостью по алкогольной пробе не ниже III группы;
– пахту от выработки сладко-сливочного масла кислотностью не более 17°Т, плотностью не менее 1024 кг/м3; получаемую на предприятии-изготовителе питьевого продукта;
– воду питьевую по СанПиН 2.1.4.1074 (для молочного напитка).
Допускается применять соли-стабилизаторы:
– калий лимоннокислый трехзамещенный 1-водный по ГОСТ 5538;
– калий фосфорнокислый двузамещенный 3-водный по ГОСТ 2493;
– натрий лимоннокислый трехзамещенный 5,5-водный по ГОСТ 22280;
– натрий фосфорнокислый двузамещенный 12-водный по ГОСТ 4172.
В молочной промышленности молочное сырье стерилизуют по трем принципиальным схемам:
− одноступенчатая в упаковке – после розлива молока в упаковку и ее герметичной укупорки при 115–120 °С с выдержкой 15–30 мин;
− двухступенчатая – предварительная стерилизация молочного сырья в потоке при температуре 130–150 °С с выдержкой в течение нескольких секунд, а затем вторичная стерилизация после розлива в упаковку и герметичной укупорки при 115–120 °С с выдержкой в течение 15–20 мин;
− одноступенчатая с асептическим розливом – косвенная или прямая стерилизация молочного сырья при температуре 135–150 °С с выдержкой в течение нескольких секунд с последующим фасованием в асептических условиях в стерильную тару.
Независимо от принятого способа стерилизации отобранное по качеству цельное молоко фильтруют и очищают на сепараторе-молокоочистителе, затем немедленно охлаждают до (4±2) ºС. Для сохранения термоустойчивости молока целесообразно проводить его центробежную очистку без подогрева.
При необходимости хранения молока более 4 ч до момента стерилизации в целях сохранения термоустойчивости его пастеризуют при температуре (76±2) ºС с выдержкой 20 с и охлаждают до температуры (4±2) ºС. В этом случае центробежная очистка молока при приемке может не производиться, так как она осуществляется в процессе пастеризации при температуре подогрева от 35 до 45 ºС.
Максимальный срок хранения пастеризованного молока до стерилизации 24 ч.
При производстве стерилизованного молочного напитка сухое цельное и сухое обезжиренное молоко восстанавливают таким же способом, как и при производстве пастеризованного молочного напитка.
После восстановления и выдержки молоко очищают на центробежном молокоочистителе при температуре 35−45 ºС, пастеризуют при температуре (76±2) ºС с выдержкой 20 с и охлаждают до температуры (4±2) ºС.
Нормализацию молока осуществляют в потоке на сепараторе-нормализаторе, с использованием автоматической системы нормализации или путем смешивания партий молока разной жирности, или добавлением в молоко обезжиренного молока или сливок с таким расчетом, чтобы в готовом продукте массовые доли жира и белка, плотность были не менее нормируемых ГОСТ Р 52090.
Перед направлением на стерилизацию проверяют термоустойчивость цельного, нормализованного или восстановленного молока. Молоко термоустойчивостью по алкогольной пробе не ниже III группы направляется непосредственно на стерилизацию без добавления соли-стабилизатора. Молоко с термоустойчивостью ниже IV группы для производства стерилизованного молока применять не допускается.
Термоустойчивость молока IV группы повышают до III или II группы путем добавления солей-стабилизаторов в оптимальной дозе от 0,01 до 0,03 % от массы молока. В качестве солей-стабилизаторов обычно применяют лимоннокислые трехзамещенные и фосфорнокислые двузамещенные калий и натрий.
Оптимальную дозу соли-стабилизатора определяют опытным путем. Для этого в три колбы наливают по 100 см3 молока IV группы по термоустойчивости и добавляют водный раствор соли-стабилизатора с массовой долей соли в нем 10 %. В первую колбу добавляют 0,1 см3, во вторую 0,2 см3, в третью — 0,3 см3 раствора. Массовая доля соли-стабилизатора в молоке составляет при этом 0,01, 0,02 и 0,03% соответственно. Смесь перемешивают и определяют термоустойчивость по алкогольной пробе. Минимальная доза соли-стабилизатора, повышающая термоустойчивость молока с IV группы до III или II, и будет являться оптимальной.
Массу вносимой соли-стабилизатора определяют по формуле:
Мс= (Мм · К) / 100, (11)
где: Мс – масса вносимой соли, кг;
Мм – масса молока, кг;
К – массовая доля вносимой соли (от 0,01 до 0,03), %.
Повышение термоустойчивости молока выше II группы нецелесообразно, так как потребует внесения соли-стабилизатора свыше оптимальной дозы, что приведет к нарушению солевого равновесия в сторону избытка фосфорнокислых или лимоннокислых солей и может вызвать свертывание молока при стерилизации.
Всю рассчитанную массу соли-стабилизатора растворяют в прокипяченной горячей воде 1:1 и вливают после фильтрации в молоко непосредственно перед направлением его на стерилизацию. После внесения соли стабилизатора молоко тщательно перемешивают в течение 15 мин и проверяют его термоустойчивость, которая должна быть II или III группы по алкогольной пробе.
В соответствии с рекомендациями института питания РАМН более предпочтительно применять соли калия по сравнению с солями натрия.
В зависимости от особенностей производства и фасования готового продукта молочное сырье стерилизуют периодическим или непрерывным способами.
Стерилизацию периодическим способом проводят, помещая продукт в упаковке (стеклянных или пластмассовых бутылках, в ламинированных пакетах) в автоклав и создавая в нем разрежение 0,08 МПа, что соответствует температуре 121 ºС. При этой температуре продукт выдерживается 15–30 мин. Затем температуру снижают до 20 ºС.
Стерилизация непрерывным способом в упаковке осуществляется в гидростатических башенных стерилизаторах. Фасованный в бутылки продукт подается в первую башню стерилизатора, где нагревается до 84−86 ºС. Во второй башне продукт в бутылках нагревается до температуры 115–125 º и выдерживается в зависимости от объема бутылки 20–30 мин. В третьей башне стерилизатора бутылки охлаждаются до температуры 60−70 ºС, в четвертой – до 35−45 ºС. Дальнейшее охлаждение идет в камере хранения продукта. Весь цикл обработки в башенном стерилизаторе составляет примерно 1 ч.
Стерилизация молочного сырья после розлива в упаковку в горизонтальном ротационном стерилизаторе с клапанным затвором осуществляется при температуре 132−140 ºС в течение 10−12 мин. Весь цикл обработки составляет 30−35 мин.
При стерилизации молочного сырья в таре оно испытывает длительное тепловое воздействие, которое необходимо для нагрева его до температуры стерилизации и выдержки при этой температуре. Наибольшее температурное воздействие испытывает продукт у стенки упаковки. При данном способе стерилизации в продукте происходят изменения вкуса и цвета, понижается его пищевая ценность.
Наиболее прогрессивной является стерилизация молока в потоке (ультрапастеризация) при температуре 135–150 °С с выдержкой в течение нескольких секунд и последующим фасованием в стерильную тару в асептических условиях. При фасовании молока и молочных продуктов в асептических условиях применяют пакеты из комбинированного материала, пластмассовые и стеклянные бутылки, металлические банки. Ультрапастеризация молока обеспечивает уничтожение в нем бактерий и их спор, инактивацию ферментов при минимальном изменении его вкуса, цвета и пищевой ценности.
Весь процесс стерилизации, охлаждения и фасования продукта проходит в асептических условиях. Соотношение температуры и продолжительности ее воздействия определяется требуемой эффективностью стерилизации и имеет большое значение для качества продукта.
Верхним значением температуры стерилизации в потоке является температура 150 °С, так как даже кратковременная выдержка при этой температуре может привести к нежелательным изменениям качества продукта; с другой стороны, очень сложно технологически обеспечить быстрый нагрев до 150 °С и быстрое охлаждение. Нижним температурным пределом стерилизации является температура 135 °С, так как ниже этой температуры эффективность стерилизации недостаточна при кратковременной выдержке. Увеличение продолжительности выдержки нежелательно, так как снижается качество продукта.
Ультрапастеризацию молочного сырья в потоке с асептическим розливом проводят с использованием двух способов нагрева:
прямого (пароконтактного) нагрева;
косвенного (непрямого) нагрева молока через теплопередающую поверхность.
При прямом нагреве продукт и греющая среда находятся в непосредственном контакте, то есть смешиваются. Нагрев продукта может осуществляться двумя способами: инжекцией пара в молоко либо распылением молока в среде перегретого пара. В первом случае очищенный пар под большим давлением вводится в молоко, нагревая его за доли секунды до температуры 140–145 °С.
Во втором случае молоко распыляется в среде перегретого пара в виде капель, струи или пленки. После нагрева молоко подается в выдерживатель на 1–3 с.
Основным преимуществом прямого нагрева является мгновенный нагрев всей массы продукта без теплопередающей поверхности, при этом воздействие на молочное сырье минимальное. Стерилизационные установки прямого нагрева могут работать в течение длительного времени без промежуточной мойки (при сырье высшего качества до 15 ч).
К недостаткам такого способа можно отнести то, что молочное сырье вступает в прямое воздействие с нагревающей средой. Это заставляет предъявлять более высокие требования с сырью и пару, который применяют для нагрева. Молочное сырье должно обладать высокой термоустойчивостью, а пар должен подвергаться особой очистке, чтобы не быть источником загрязнения стерилизованного молока. Он должен быть без посторонних привкусов и запахов, полученным из питьевой воды в специальных парогенераторах.
Кроме того, в результате прямого нагрева молочное сырье имеет повышенную влажность из-за попадания в него конденсата, в который превращается пар при соприкосновении с более холодным молоком. Конденсат удаляется из молока в вакуум-камере, куда поступает стерилизованное молоко из выдерживателя. В вакуум-камере поддерживается разрежение 0,04 МПа, при котором молоко кипит при температуре около 80 ºС. Конденсат, попавший в молоко в камере стерилизации, удаляется вместе с паром из молока при кипении. При прямом нагреве коэффициент регенерации тепла составляет 40–50 %.
При косвенном нагреве продукт и греющая среда разделены теплопередающей стенкой. В результате нагрева молока до 135–138 °С в течение 6–12 с обеспечивается необходимая эффективность стерилизации. Повышение температуры стерилизации и продолжительности выдержки не рекомендуется, так как на теплопередающих поверхностях увеличивается пригар, снижается пищевая ценность молока, изменяются его вкус и цвет.
Косвенный нагрев при ультрапастеризации молока может осуществляться в пластинчатых и трубчатых теплообменниках.
Преимущества косвенного нагрева заключаются в том, что в стерилизационных установках можно использовать любой пар; процесс стерилизации молочного сырья более простой, надежный; регенерация тепла составляет 70–80 %.
Основной недостаток установок косвенного нагрева состоит в том, что они не могут работать длительное время без промежуточной мойки. Длительность их работы зависит от качества исходного сырья: при хорошем качестве сырья продолжительность работы установок составляет не более 6 ч, при низком – снижается до 4 ч.
Главная трудность при использовании косвенных систем нагрева, особенно с пластинчатыми теплообменниками, заключается в образовании пригара в секциях предварительного нагрева и стерилизации. Эти отложения образуются из денатурированных сывороточных белков и солей кальция и магния.
Качество молока, полученного при стерилизации в установках прямого и косвенного нагрева, практически не отличается, поэтому при выборе типа стерилизационной установки исходят из экономической целесообразности, условий эксплуатации, вида стерилизуемого продукта и качества исходного сырья.
При производстве УВТ-обработанного стерилизованного молока подготовленное для стерилизации сырье предварительно нагревается в регенеративной секции стерилизационной установки до температуры (76±2) ºС и направляется в деаэратор для удаления кислорода и других газов при вакууме (0,07±0,01) МПа. Допускается проводить процесс без деаэрации.
Из деаэратора молоко насосом подается в гомогенизатор, в котором гомогенизируется при давлении (22,5±2,5) МПа.
Гомогенизированное молоко поступает в секцию стерилизации, где подвергается ультравысокотемпературной обработке при температуре (139±2) ºС, выдерживается при этой температуре в течение 4 с (номинально) и направляется в секции регенерации и охлаждения, где охлаждается до температуры не выше 25 ºС.
Охлажденное в потоке УВТ-обработанное молоко по асептическому трубопроводу поступает в асептический резервуар, из которого под давлением очищенного стерильного воздуха подается в автоматы для асептического фасования в пакеты.
Стерилизованное молоко по органолептическим и физико-химическим показателям должно соответствовать требованиям, приведенным в табл. 1 и 2.
По микробиологическим показателям готовый продукт проверяют на соответствие требованиям промышленной стерильности, которую определяют следующим образом: отобранные упаковки выдерживают при температуре (37±1) °С в течение 3 суток. Образцы, выработанные двухступенчатой стерилизацией, кроме того, выдерживают при температуре (55±1) °С в течение 5 суток. По истечении срока термостатной выдержки упаковочные единицы с продуктом охлаждают до (20±5) °С и подвергают внешнему осмотру. При наличии вздутия упаковки продукт не соответствует требованиям промышленной стерильности. Образцы без внешних изменений анализируют органолептически — не должно быть отмечено изменений консистенции и вкуса; кислотность молока не должна увеличиваться больше, чем на 2 °Т, а общее количество микроорганизмов в 1 см3, определенное посевом на питательную среду, не должно превышать 10 клеток.
Дополнить о стерилизованном молоке с обогащающими добавками
В таблице 12 приведены пороки питьевого молока и меры их предупреждения.
Таблица 12
studfiles.net
РЕФЕРАТ по биотехнологиии на тему: «Стерилизация молока»
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э.Баумана»
РЕФЕРАТ
по биотехнологиии
на тему: «Стерилизация молока»
Выполнила:
Студентка 4 курса 441 группы
Специальность – технология
производства и переработки
сельскохозяйственной продукции
№ зачетной книжки 2270
Федорова Валентина Владимировна
Проверил: ст. преп. каф. ТППСХП к. х. н
Хабибрахманова В. Р
Казань 2014 г
Содержание
Введение 3
1 Источники обсеменения молока микроорганизмами 4
2 Споровая форма микроорганизмов 6
3 Споровые микроорганизмы, погибающие при стерилизации молока 9
3.1 Ботулизм 9
3.2Клостридии перфрингенс 11
4 способы стерилизации молока 14
5 Оценка качества молока 16
Заключение 18
Список использованной литературы19
Введение
Стерилизация – это процесс тепловой обработки, при котором в результате воздействия высоких температур (выше 100 °С) погибают все микроорганизмы, а также увеличивается длительность хранения молока. Разрушаются как вегетативные, так и споровые формы микробов. Чем выше температура тепловой обработки, тем больше стерилизующий эффект и более заметны изменения цвета и вкуса молока. С увеличением температуры споры разрушаются намного быстрее, чем происходит изменение цвета и вкуса молока. Изменение его цвета зависит от различных методов стерилизации. По сравнению с пастеризованным, стерилизованное молоко обладает более высокой стойкостью и выдерживает длительное хранение и транспортируется даже без охлаждения. Стерилизованное молоко удобно и экономически выгодно использовать для снабжения населения отдалённых районов, не имеющих достаточно сырьевой базы, а также крупных промышленных центров и новостоек.После стерилизации молоко сохраняет ценные питательные качества и хорошо усваивается организмом. В молочной промышленности в основном применяют одноступенчатую стерилизацию с однократным нагревом молока в потоке до 135 – 140 °С с последующим охлаждением и розливом. [1].
Целью данного реферата является изучение видов микроорганизмов, которые погибают при стерилизации молока.
1 Источники обсеменения молока микроорганизмами
Содержание микроорганизмов в сыром молоке отражает уровень гигиены получения молока, особенно степень чистоты доильных установок, условия его хранения и транспортирования.
Известны два пути обсеменения молока микроорганизмами: эндогенный и экзогенный.
При эндогенном пути молоко обсеменяется микроорганизмами непосредственно в вымени животного.
Экзогенное обсеменение происходит из внешних источников: кожи животного, подстилочных материалов, кормов, воздуха, воды, доильной аппаратуры и посуды, рук и одежды работников молочной фермы[2].
Эндогенное обсеменение. В молоке вымени всегда содержится определённое количество микроорганизмов. В железистой части вымени микроорганизмы могут находиться непостоянно и в единичном количестве клеток. В выводных протоках и молочной цистерне количество бактерий может достигать нескольких десятков или сотен клеток в 1 см. Это микроорганизмы – комменсалы вымени. К ним относятся энтерококки, микрококки, иногда маститные стрептококки, коринебактерии (Рисунок 1).
Рисунок 1 – коринебактерии и энтерококки
Эндогенное обсеменение молока вымени может происходить при маститах, септических инфекционных болезнях, травмах и воспалительных процессах соскового канала и вымени.
Экзогенное обсеменение. Важнейшим источником бактерий сырого молока является кожа животного и особенно кожа вымени и сосков, на которые надевают доильные стаканы.
Молочная плёнка, образующаяся в процессе доения между кожей сосков и доильными стаканами, наличие на коже грубых и мелких складок, а также относительно высокая температура создают благоприятные условия для развития микрофлоры.
Подстилочные материалы из соломы и сена являются существенным источником загрязнения кожного покрова животного, а затем и молока кишечными палочками, маслянокислыми бактериями, энтерококками, гнилостными спорообразующими дрожжами, плесенями, молочнокислыми бактериями.
В кормах также содержится много разнообразных микроорганизмов. В свежескошенной траве больше молочнокислых бактерий, в грубых кормах – гнилостных спорообразующих аэробных бацилл.
Поскольку молоко в настоящее время получают и хранят преимущественно в замкнутых системах, сырое молоко загрязняется в основном при ручном доении. Однако при смене молокопроводов всегда подсасывается наружный воздух.
Содержание микробов в воздухе в течение одного дня сильно меняется. Во время операций раздачи и приёма корма количество микробов воздуха достигает максимальной величины. Качественный состав микрофлоры воздуха представлен чаще микрококками, сарцинами, клетками дрожжей и спорами плесеней [2].
2 Споровая форма микроорганизмов
Споры бактерий являются покоящейся, не размножающейся их формой. Они формируются внутри клетки, представляют собой образования круглой или овальной формы. Спорообразование – это генетически обусловленный признак, зашифрованный в генетическом коде микроорганизма. Бактерии, преимущественно грамположительные, палочковидной формы с аэробным и анаэробным типом дыхания в старых культурах, а также в неблагоприятных условиях внешней среды (недостаток питательных веществ и влаги, накопление продуктов обмена в среде, изменение рH и температуры культивирования, наличие или отсутствие кислорода воздуха и др.) могут переключаться на альтернативную программу развития, в результате чего образуется одна спора. Это свидетельствует о том, что спорообразование у бактерий является приспособлением для сохранения вида (индивидуума) и не является способом их размножения.
Процесс спорообразования происходит, как правило, во внешней среде в течение 18-24 ч. Внешне он начинается с концентрации и уплотнения цитоплазмы и ядерного вещества в какой-то части клетки. Одновременно вокруг этого участка дифференцируется зона цитоплазмы, которая, уплотняясь, превращается в оболочку споры. Клетка в этой стадии называется проспорой. Проспора, как и вегетативная (размножающаяся) клетка, легко окрашивается анилиновыми красителями.
В процессе образования проспоры ДНК делится на два нуклеоида, цитоплазматическая мембрана врастает внутрь клетки, отгораживая один нуклеоид и небольшое количество цитоплазмы. Вокруг образовавшейся проспоры начинает разрастаться клеточная цитоплазматическая мембрана материнской клетки, развивая два лепестка, из которых в дальнейшем будут формироваться две оболочки: наружная и внутренняя. В промежутке между лепестками мембраны накапливаются мукопептиды, кальциевые соли дипиколиновой кислоты, что обеспечивает споре высокую термоустойчивость[2].
По мере созревания проспора уменьшается в размерах, становится более плотной. Из лепестков цитоплазматической мембраны формируется две оболочки – наружная (экзина) и внутренняя (интина). В дальнейшем сформировавшаяся спора покрывается толстым слоем из нескольких белков, сходных с кератином, входящих в состав перьев, ногтей, кожи. Происходит обезвоживание споры, вегетативная часть клетки разрушается. Наружная оболочка становится труднопроницаемой для воды и различных веществ. Поэтому зрелая спора утрачивает способность окрашиваться обычными методами. Из внутреннего слоя при прорастании споры формируется клеточная стенка бактерий.
Зрелая спора составляет примерно 0,1 объёма материнской клетки. Споры у разных бактерий различаются по форме, размеру, расположению в клетке.
Микроорганизмы, у которых диаметр споры не превышает ширины вегетативной клетки, называют бациллами, бактерии. Имеющие споры, диаметр которых больше поперечника клетки в 1.5-2 раза, называют клостридиями.
Внутри микробной клетки спора может располагаться в середине – центральное положение, на конце-терминальное и между центром и концом клетки – субтерминальное расположение. Клостридии с терминально расположенными спорами называют плектридиями [2].
По химическому составу и наличию ферментов споры и вегетативные клетки, из которых они образуются, не отличаются друг от друга. Различие состоит в количественных соотношениях химических соединений. В споре в отличие от вегетативной клетки содержится в два раза меньше воды, которая находится в основном в связанном состоянии. В споре заметно увеличивается концентрация кальция, магния, а также липидов и пиколиновой кислоты, что в значительной степени обусловливает устойчивость спор к воздействию неблагоприятных физических и химических факторов. В результате этого споры могут десятки лет сохраняться в почве, выдерживать кипячение в течение 60 мин и даже нескольких часов, а также действие высоких концентраций дезинфицирующих веществ. Устойчивость спор затрудняет борьбу со спорообразующими гнилостными, маслянокислыми и другими микроорганизмами, попадающими в молоко и молочные продукты, выдерживающими режимы пастеризации молока.
Споры при попадании в питательный субстрат и благоприятные условия существования могут прорастать в исходную вегетативную форму. При этом спора набухает, размеры значительно возрастают, активизируются биохимические процессы. Прорастание споры заканчивается образованием отверстия в оболочке и появлением ростка, вытягивающегося затем в палочку. Прорастающая спора способна окрашиваться обычными анилиновыми красителями.
Росток споры может возникать полярно, экваториально и между полюсом и центром клетки. В первом случае росток появляется на одном из концов споры, во втором он выходит в средней части, препендикулярно длинной оси споры. Процесс прорастания споры осуществляется значительно быстрее, чем её формирование, и заканчивается через 4-5 ч[2].
Спорообразование постоянный признак, который имеет важное значение при идентификации, т.е. определения вида бактерий.Отличие бактериальной клетки от споровой приведена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Образованиеспор
3 Споровые микроорганизмы, погибающие при стерилизации молока
При температуре, превышающую оптимальную, наблюдается замедление размножения микроорганизмов, а при температуре выше максимальной из развитие полностью прекращается и микробные клетки погибают. Стойкость микроорганизмов к высоким температурам называют термоустойчивостью или терморезистентностью. Она неодинакова для различных групп микроорганизмов. Наибольшей термоустойчивостью обладают споры бацилл и клостридий. Они выдерживают кипячение от нескольких минут (Bac.subtilis) до 6 ч (Cl.Botulinum) и более. Споры не обезвреживаются при режимах пастеризации молока (65-90 ºС). Вегетативные формы и бесспоровые бактерии являются термолабильными, они погибают при 65 ºС в течение 5-30 мин.
Спорообразующие. К гнилостным аэробам тносятся Bac. Subtilis – сенная палочка, Bac. Mesentericuc – картофелҗная палочка, Bac.megatherium – капустная палочка,Bac. Mysoides – грибовидная палочка и др [3].
К спорообразующим гнилостным аэробам относятся бактерии рода Clostridium. Все спорообразующие гнилостные представляют собой довольно крупные толстые палочки, достигающие размеров 0,5-2,5*10 (у клостридий – до 20) мкм, по Граму красятся положительно, подвижные до момента спорообразования, капсул не образуют[3].
3.1 Ботулизм
Ботулизм – это пищевое отравление, относящейся к числу самых тяжелых заболеваний, связанных с употреблением пищи, инфицированный бактериями Cl. Botulinum и содержащей ботулинический нейротоксин.
Возбудитель ботулизма относится к роду клостридий (Clostridium). Известны такие серовары возбудителя как: A, В, С, D, E, F, G, различающиеся по антигенной структуре, образуемыми токсинами и рядом других признаков.
Клостридии представляют собой крупные палочки длиной 3,4-8,6 мкм и шириной до 1,3 мкм. Возбудитель подвижен до момента спорообразования, перитрих, по Граму красится положительно, капсул не образует. Споры располагаются в клетке субтерминально. Палочка со спорой по виду напоминает теннисную ракетку, ложку, лодочку (Рисунок 3).
Рисунок 3 – ClostridiumBotulinum
Клостридии сбраживают глюкозу, фруктозу и некоторые другие углеводы, но сахаролитические свойства непостоянны. По протеолитическим свойствам серовары неоднородны. Протеолитические штаммы способны расплавлять кусочки печени или мясного фарша на средах типа Китта-Тароцци.
Возбудитель ботулизма образует два основных типа токсинов: нейротоксин и гемолизин.
Нейротоксин(ботулинический токсин) продуцирует все серовары, он определяет клиническую картину интоксикации при ботулизме [2].
Споры возбудителя устойчивы к воздействию внешней среды. Они сохраняют жизнеспособность при таких условиях, когда погибают все другие живые организмы. Споры выдерживают кипячение в течение 5-6 ч, сохраняют жизнеспособность в спирте в течение 2 мес., противостоят действию кислот и формалина, устойчивы к замораживанию [2].
В отличие от доброкачественной пищи продукты, содержащие возбудителя ботулизма, могут иметь специфический запах прогорклого масла, «щиплющий» вкус, становятся бледными на вид, рыхлой консистенции. Человек заражается при употреблении пиши, содержащей токсин и живых микробов, с размножением которых количество токсина увеличивается[3].
3.2 Клостридии перфрингенс ( Cl.perfringens)
Токсикоинфекции, вызываемые Cl.perfringens, занимают третье место после пищевых отравлений сальмонелленого и стафилококкового происхождения.Название возбудителя связано со способностью образовать большое количество газа, который разрывает окружающую плотную питательную среду. Термин «перфрингенс» в переводе с латинского языка означает «проламывающий», «прорывающий». Клостридии представляют собой крупные неподвижные грамположительные палочки. В организме людей и животных образуют капсулу. Медленно образуют споры (Рисунок 4).
Рисунок 4 – Cl.perfringens
Cl.perfringens развивается при температуре от 15 до 50 ºС. Оптимальная температура для наиболее быстрого роста составляет 37 ºС. Особенностью Cl.perfringens является способность к быстрому размножению. Возбудитель сбраживает глюкозу с образованием солей молочной, уксусной и масляной кислот, этилового спирта, углекислого газа и водорода, может ферментировать фруктозу, галактозу, маннозу, лактозу, сахарозу, рибозу, крахмал, декстрин и гликоген[2].
4 Способы стерилизации молока
Стерилизация молока проводится в целях получения безопасного в санитарно-гигиеническом отношении продукта и обеспечении его длительного хранения при температуре окружающей среды без изменения качества. Существует множество способов стерилизации молока (химический, механический, радиоактивный, электрический, тепловой).
Например, стерилизация молока посредством радиационной обработки полностью исключает энергозатраты, поскольку стерилизация на гамма-установке происходит за счёт радиоактивного распада источников излучения. Кроме того, молоко не подвергается нагреву, что исключает изменение вкусовых качеств и основных физико-механических свойств, отпадает необходимость охлаждения.
Тем не менее, наиболее надёжным, экономически выгодным и нашедшим широкое применение в промышленности является тепловой способ.
В молочной промышленности молочное сырье стерилизуют по трём принципиальным схемам:
-одноступенчатая в упаковке – после розлива молока в упаковку и её герметичной укупорки при температуре 115-120°С с выдержкой 15-30 мин;
-двухступенчатая – предварительная стерилизация молочного сырья в потоке при температуре 130-150 °С в течение нескольких секунд, а затемвторичная стерилизация после розлива молока или молочных продуктов в упаковку и её герметичной укупорки при температуре 115-120оС в течение 15-20 мин;
-одноступенчатая с асептическим розливом – косвенная или прямая стерилизация молочного сырья при температуре 135-150оС в течение нескольких секунд с последующим фасованием в асептических условиях в стерильную тару [4].
В зависимости от особенностей производства и фасования готового продукта молочное сырье стерилизуют периодическим и непрерывным способами.
Стерилизацию периодическим способом проводят, помещая продукт в упаковке (стеклянных или пластмассовых бутылках) в автоклав и создавая в нем разрежение 0,08 МПа, что соответствует температуре 121оС. При этой температуре продукт выдерживается 15-30 мин. Затем температуру снижают до 20оС. На стерилизацию молоко поступает нормализованным, гомогенизированным, прошедшим предварительный нагрев.
Стерилизация непрерывным способом в упаковке осуществляется в гидростатических башенных стерилизаторах. Фасованный в бутылки продукт подастся в первую башню стерилизатора, где нагревается до (86 ± 1)оС. Во второй башне продукт в бутылках нагревается до температуры 115-125оС и выдерживается в зависимости от объёма бутылки 20-30 мин. В третьей башне стерилизатора бутылки охлаждаются до температуры (65 ± 5)оС, в четвертой – до (40 ± 5)оС. Дальнейшее охлаждение идёт в камере хранения продукта. Весь цикл обработки в башенном стерилизаторе составляет приблизительно 1 ч. Такое молоко хранится при температуре 1-20оС не более 2 мес. со времени выработки.
В молочной промышленности стерилизация молока и молочных продуктов осуществляется в таре и в потоке.
При стерилизации молочною продукта в таре изменяется вкус и снижается его питательная ценность вследствие того, что при довольно длительном тепловом воздействии разрушаются компоненты продукта, определяющие его вкусовые и питательные свойства[5].
Стерилизация в потоке. Наиболее прогрессивной является стерилизация продукта в потоке при ультравысокотемпературном режиме (135-150оС с выдержкой несколько секунд) с последующим фасованием его в асептических условиях в стерильную тару.
Ультравысокотемпературная (УВТ) обработка позволяет увеличить продолжительность хранения продуктов до 6 мес. При фасовании молочных продуктов в асептических условиях применяют пакет из комбинированною материала, пластмассовые бутылки, пакеты из полимерного материала, а также металлические банки и стеклянные бутылки.
Молоко, стерилизованное в потоке при ультравысокотемпературных режимах с кратковременной выдержкой, но своим качественным показателям приближается к пастеризованному молоку.
В процессе стерилизации в потоке продукт нагревается до температуры стерилизации, выдерживается при этой температуре в течение требуемого времени, охлаждается до температуры фасования в асептических условиях.
Соотношение температуры и времени обработки определяется требуемой эффективностью стерилизации и имеет большее значение для качества продукта. Верхним температурным пределом стерилизации молока в потоке является 150оС, так как даже кратковременная выдержка при этой температуре может привести к нежелательным изменениям качества продукта. В то же время трудно осуществить технически очень быстрый нагрев до этой температуры и последующее быстрое охлаждение. Нижним температурным пределом является температура 135оС, так как при температуре менее 135оС эффективность стерилизации недостаточна при кратковременной выдержке. Увеличение продолжительности выдержки также нежелательно во избежание ухудшения качества продукта [4].
Таким образом, стерилизация молока в потоке является наиболее эффективным способом тепловой обработки молока.
5 Оценка качества молока
Определение микробиологических показателей проводят методами, предусмотренными нормативными документами, и по методикам, утверждённым органами и учреждениями ГоссанэпидслужбыРоссии.
Продукт изготовляют в соответствии стребованиямнастоящего стандарта по технологическим инструкциям, утвержденнымв установленном порядке.По органолептическим характеристикам продукт долженсоответствовать требованиям таблицы 1[6].
Таблица 1 – органолептическая оценка молока
Наименование показателя | Характеристика |
Внешний вид | Непрозрачная жидкость. Для жирных и высокожирных продуктов допускается незначительный отстой жира, исчезающий при перемешивании |
консистенция | Жидкая, однородная нетягучая, слегка вязкая. Без хлопьев белка и сбившихся комочков жира |
Вкус и запах | Характерные для молока, без посторонних привкусов и запахов, с легким привкусом кипячения. Для топленого и стерилизованного молока – выраженный привкус кипячения. Для восстановленного и рекомбинированного допускается сладковатый привкус |
Цвет | Белый, равномерный по всей массе, для топленого истерилизованного – с кремовым оттенком, для обезжиренного – со слегка синеватым оттенком |
Стерилизованное молоко должно отвечать требованиям промышленной стерильности. Требования промышленной стерильности к стерилизованному и ультрастирилизованному молоку:
1После термостатной выдержки при температуре 37 градусов Цельсия в течение 3-5 суток отсутствие видимых дефектов и признаков порчи (вздутие упаковки, изменение внешнего вида и другие) отсутствие изменений вкуса и консистенции.
2 После термостатной выдержки допускаются изменения:
а) титруемой кислотности не более чем на 2 градуса Тернера;
б) КМАФАнМ не более 10 КОЕ/см3 (г)[7].
Заключение
В молоке содержится более 200 веществ легкодоступных для микроорганизмов, поэтому они интенсивно размножаются в нем. В состав молока входят белки, пептоны, полипептиды, глобулины, альбумины, казеин, аминокислоты. Молоко содержит жирные кислоты, липиды, молочный сахар (лактоза), витамины, гормоны, ферменты и минеральные соли. И всегда в натуральном молоке существуют микроорганизмы.
При стерилизации молоко освобождается не только от вегетативной микрофлоры, но и от споровой. Такой продукт обладает абсолютной надёжностью с санитарно-гигиенической точки зрения, позволяет осуществлять перевозки на длительные расстояния без охлаждения, исключает необходимость ежедневной поставки в торговлю. Из года в год растёт потребительский спрос на молочные продукты длительного хранения во всех странах мира, расширяется их ассортимент, увеличиваются сроки хранения, совершенствуются пути повышения стойкости в хранении.
Список использованной литературы
1.Твердохлеб Г. В.Технология молока и молочных продуктов / Г.В. Твердохлеб,Г. Ю. Сажинов, Р.И. Раманаускас. – М.: ДеЛи принт, – 2006. – 616 с.
2.Степаненко П.П. Микробиология молока и молочных продуктов/ П.П. Степаненко. – М.: ООО «Все для Вас-Подмосковье», – 1999. – 415 с.
3. Соляник Т.В. Микробиология. Учебно-методическое пособие / Т.В. Соляник, А.А. Гласкович. – Горки: БГСХА, – 2014 . – 104 с.
4. Курсовая работа. Процесс стерилизации молока и аппараты для его реализации / АлтГАУ: инженерный факультет, – 2011 г., – 26 с.
5.Курсовая работа. Микрофлора молока и молочных продуктов /Павлодарский государственный университет им. С. Торайгыровa, –2012. –31 с.
6. ГОСТ Р 52090-2003. Молоко питьевое. Технические условия; Введ.01.07.04.-М.: Изд-во стандартов, 2008.-5 с.
7. Федеральный закон Российской Федерации от 12 июня 2008 г. N 88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочную продукцию».
kursak.net