Пастеризация молока и других продуктов

Пастеризация — это одноразовое нагревание пищевой жидкости до определенной температуры, с последующей выдержкой в течение установленного времени или без нее.

Применяется для обеззараживания и продления срока хранения продукта. Процесс назван по фамилии французского микробиолога Луи Пастера, который в середине XIX века разработал данную технологию для вина и пива.

В процессе пастеризации погибают вегетативные микроорганизмы, в том числе патогенные, а споры — остаются жизнеспособными. В подходящих условиях, например, при комнатной температуре, они снова начинают проявлять активность. Поэтому, после нагрева и охлаждения, молоко следует хранить в холодильнике.

Виды пастеризации

Пастеризацию молока проводят одним из трех способов:

• Длительная. Т = 63-65 °С, выдержка — 30 мин.
• Кратковременная. Т = 74-78 °С, выдержка — 20-30 сек.
• Моментальная. Т = 85-87 °С или 95-98 °С с выдержкой несколько секунд или без выдержки.

Выбор режима зависит от свойств продукта и технологических условий. Если в сырье содержатся компоненты с низкой термоустойчивостью, то предпочитают длительную. В этом случае патогенные микроорганизмы будут практически полностью уничтожены, а изменение физико-химических свойств окажется минимальным. Но данный вариант предусматривает использование оборудования с низкой производительностью, а потому требует больших затрат. Поэтому самым распространенным способом является кратковременная. Ее применяют в производстве пастеризованного молока, мороженного и кисломолочных продуктов. По воздействию на патологические бактерии и по степени изменения характеристик молока моментальная аналогична кратковременной. Ее используют для приготовления пастеризованных сливок и молочных консервов.

На параметры пастеризации также влияет состав продукта. Если в нем много жира и сухих компонентов (например, смесь для мороженного или сливки), то сопротивляемость микробов нагреву увеличивается, потому что белковые и жировые вещества их защищают. Для таких продуктов температура повышается на 10 — 15 °С, по сравнению с молоком.

Разновидностями пастеризации считаются термизация и ультравысокотемпературная обработка (УВТ). Термизацию выполняют в течение 15 сек при температуре 65 °С. Ее рекомендуют проводить с целью увеличения срока хранения сырья, за счет снижения его общей бактериальной обсемененности. УВТ делается при температурах немного выше 100 °С, с выдержкой в течение 1 — 3 сек или без выдержки. Например, для кисломолочных продуктов — 102 ± 2 °С без выдержки.

Влияние пастеризации на свойства молока

При пастеризации глубокие изменения физико-химических и биологических свойств молока не наблюдаются. Содержание белка и витаминов значительно не изменяется. Органолептические параметры, такие как запах, вкус, цвет, консистенция, остаются прежними. Поэтому считается, что пищевая ценность продукта остается практически на том же уровне.

Тем не менее, в результате тепловой обработки, некоторые процессы в молоке, все-таки, происходят. Степень изменений физико-химических характеристик зависит, в основном, от температуры нагрева и продолжительности выдержки. Под действием тепла молочные белки денатурируют. Самые чувствительные — сывороточные, для которых достаточно превысить порог 65 °С. У казеина устойчивость выше. Витамины частично разрушаются, особенно растворяющиеся в воде, деактивируются ферменты. Соли фосфора и кальция переходят из растворимого в нерастворимое состояние и выпадают в осадок.

При планировании пастеризации необходимо выбирать такой способ, чтобы изменение компонентов продукта, влияющее на его пищевую ценность, оказалось минимальным.

Технологическая схема пастеризации молока

• Приемка сырья. Центробежный насос, фильтр, счетчик, охладитель, емкость для хранения. Цельное молоко должно соответствовать ГОСТ 13264-88.
• Подогрев. Пастеризатор (секция рекуперации). Т = 40 — 45 °С.
• Очистка. Сепаратор-сливкоотделитель-очиститель саморазгружающийся.
• Нормализация. Сепаратор-сливкоотделитель-очиститель саморазгружающийся.
• Гомогенизация. Гомогенизатор. Р = 10 — 15 МПа, Т = 40 — 45 °С.
• Пастеризация. Пастеризатор (секция пастеризации). Т = 76 ±2 °С, выдержка 15 — 20 сек.
• Охлаждение. Пастеризатор (охлаждающая секция). Т = 4 — 6 °С.
• Фасовка в пакеты. Упаковочный автомат.
• Хранение. Продолжительность — 3 суток. Т = 4 ± 2 °С.

Виды пастеризаторов

По способу действия на продукт все агрегаты делятся на две группы: прямого и косвенного. Среди косвенных чаще встречаются тепловые, в которых молоко нагревается промежуточными теплоносителями: горячей жидкостью или воздухом, паром, топочными газами. Прочие установки данного типа — электрические. По способу передачи тепла они бывают элементные и индуктивные.

Пастеризаторы прямого действия нагревают продукт с помощью ультрафиолетового или инфракрасного излучения, а также сверхвысокими частотами. Сюда же относятся электродные и гидродинамические аппараты. Последние делятся на устройства жидкостного трения, кавитационные и агрегаты, в которых применяется, и трение жидкости, и турбулентность потока.
Кроме того, различают емкостные и проточные пастеризаторы. Первые работают по цикличной схеме, а потому малопроизводительны. У вторых количество технологических операций и их продолжительность намного меньше.
В промышленности чаще всего применяются пастеризаторы четырех типов: пластинчатые, трубчатые, паровые с вытеснительными барабанами и ванны для длительной пастеризации.

Ванны рассчитаны на подогрев молока в течение 30 мин. Температура — 63 — 65 °С. Их основным недостатком, кроме малой производительности, является возможность размножения в продукте микроорганизмов (термофилов). Поэтому во всем мире предпочитают агрегаты для кратковременной и мгновенной пастеризации, прогревающие сырье до более высокой температуры — паровые, трубчатые и пластинчатые. Для молока последние считаются лучшими, но с помощью трубчатых можно пастеризовать вязкие продукты. У паровых и электрических аппаратов — низкий КПД и проблемы с накипью в котлах.

В агрегатах прямого действия источником тепла является гидравлическое сопротивление вращающейся жидкости или электрический ток. Среди них наиболее популярными являются установки, в которых молоко обеззараживается с помощью ультрафиолетового излучения, а пастеризуется — инфракрасным (2,9 — 3,2 мкм). В СВЧ-аппаратах применяются волны частотой более 3000 МГц. Коэффициент использования энергии доходит до 0,8. Недостаток — сложность конструкции. КПД электродных нагревателей — до 98%. Однако они небезопасны и ненадежны.

Пастеризация молока — это необходимый этап технологического процесса, позволяющий очистить продукт от патогенных микроорганизмов и увеличить срок его хранения. Правильный выбор температурно-временного режима гарантирует сохранение полезных свойств и питательной ценности.