1.2. Процессы, протекающие в молоке под влиянием различных факторов. Влияние термической обработки на качество и сохранность молока

Молоко в организме животного почти стерильно. Но в процессе дойки и хранения может обсеменяться микроорганизмами. Первые капли молока нельзя направлять в ведро, ибо ими из соска выбивается бактериальная пробка.

В молоко может попадать обычная микрофлора, патогенные микроорганизмы и микроорганизмы вызывающие внешние изменения молока. Молоко является благоприятной средой для развития микрофлоры. В процессе жизнедеятельности микроорганизмы в первую очередь воздействуют на молочный сахар, затем на белки и жир, вызывая их глубокие изменение.

Молочный сахар под действием бактерий дает брожения – спиртовое, молочнокислое, масляннокислое и др., жир подвергается гидролизу, окислению, прогорканию или осаливанию, бактерии и вырабатываемые ими ферменты вызывают распад белков.

Молочнокислое брожение вызывается стрептококками, болгарской палочкой и др. Сначала молочный сахар – лактоза – под действием фермента лактозы расщепляется на глюкозу и галактозу:

С₁₂Н₂₂О₁₁ → С₆Н₁₂О₆ + С₆Н₁₂О₆

Простые сахара глюкоза и галактоза подвергаются молочнокислому брожению:

С₆Н₁₂О₆ → 2 СН₃СНОНСООН + Q

молочная кислота

Масляннокислое брожение вызывают строгие анаэробы:

С₆Н₁₂О₆ → С₃Н₂СООН + 2 Н₂ + СО₂

масляная кислота

Спиртовое брожение вызывают молочные дрожжи:

С₆Н₁₂О₆ → 2 С₂Н₅ОН + 2 СО₂

этиловый спирт

Пропионовокислое брожение:

С₆Н₁₂О₆ → С₂Н₅СООН + 2 СН₃СООН + 2 Н₂ + СО₂ , или

пропионовая к-та уксусная к-та

СН₃СНОНСООН → С₂Н₅СООН + СН₃СООН + Н₂О + СО₂.

молочная к-та

Уксуснокислое брожение и брожение неурегулированного характера вызывают уксуснокислые бактерии, патогены, гнилостные, дрожжи, плесени и т.д.

Молочнокислое брожение является основой приготовления кисломолочных продуктов, сыров, кислосливочного масла. Многие виды бактерий в процессе брожения сахаров образуют не только молочную кислоту, но и ряд побочных веществ – эфиры, углекислый газ, этиловый спирт, янтарную, уксусную и пропионовую кислоты. Только молочную кислоту образуют гомоферментативные бактерии. Под действие гетероферментативных бактерий помимо молочной кислоты вырабатывается и ряд других продуктов брожения. Под действием ароматообразующих бактерий при разложении лактозы могут образовать ароматические вещества: диацетил, ацетоны, летучие кислоты, которые участвуют в формировании аромата сметаны, масла, сыров.

При масляннокислом брожении, помимо масляной кислоты, водорода и углекислого газа могут в небольших количествах образовываться ацетон, бутиловый и этиловый спирты, летучие кислоты. Это брожение может быть причиной появления дефектов или даже порчи молочных продуктов.

Спиртовое брожение, вызываемое дрожжами, участвуют в получении кефира, кумыса и др. молочных продуктов.

Пропионовокислое брожение имеет место в процессе созревания сычужных сыров.

Уксуснокислые бактерии и бактерии группы кишечной палочки вызывают брожения лактозы с массовым выделение кислот и газов, что может привести продукт к порче (вспучивание сыров).

Молочный жир под действием ферментов, выделяемых бактериями, может подвергаться гидролизу, т.е. расщеплению на глицерин и жирные кислоты, и перекисному окислению. В последнем случае в жире образуются перекиси, альдегиды, кетоны и др. соединения, предающие жиру прогоркий или осаленный вкус и запах. И гидролиз, и перекисное окисление могут привести жир к порче. Содействуют этим процессам свет, кислород воздуха, влага.

Молочнокислые бактерии и дрожжи могут вырабатывать протеолитические ферменты – протеиназы, пептидазы, катализурующие расщепление белков с образованием альбуминов, пептонов, аминокислот. Эти процессы используются в производстве кисломолочных продуктов и сыров. Тщательный подбор культур молочнокислых бактерий с учетом их протеолитической активности служит основой ускорения технологического процесса и получения продуктов высокого качества.

Бактерии могут вызывать изменение цвета молока – пожелтение, покраснение, посинение, а также нежелательную горечь.

Влияние высоких температур на изменение отдельных компонентов в составе молока.

Тепловая обработка молока (пастеризация и стерилизация) вызывает необратимые процессы термолабильных компонентов молока, изменения в его физико-химических свойствах. Глубина и характер этих изменений зависят от степени и продолжительности теплового воздействия на молоко. В результате молоко приобретает специфические вкус, запах и цвет, изменяются его вязкость, поверхностное натяжение, претерпевают изменения и свойства отдельных свойств молока.

При температуре выше 65^оС изменяются сывороточные белки, они начинают выпадать в осадок. При 85^оС достаточно 5-минутного нагревания, чтобы выделить сывороточные белки из молока. При температуре выше 85^оС частично изменяется и казеин. Стерилизованное молоко не свертывается сычужным ферментом.

Молочный жир устойчив к тепловому воздействию. При температуре 72^оС и выше происходит частичное дегидратация оболочек жировых шариков. Продолжительное воздействие таких температур вызывает полное разрушение лейцитино-белковых оболочек и слияние жировых шариков в капельки жира (вытапливание).

Лактоза почти не изменяется при воздействии температур до 100^оС. При продолжительном высоком нагревании она дает реакции меланоидинообразования (реакция Майера), карамелизации. Образование меланоидинов (бурых продуктов со специфическим запахом) происходит в результате реакции лактозы с белками и некоторыми свободными аминокислотами, между ними возникает необратимая аминокарбонильная реакция. Пищевая ценность такого молока снижается, ибо меланоидины практически не усваиваются организмом человека.

Карамелизация лактозы происходит при температуре выше 150^оС, при этом также образуется темноокрашенные продукты - карамели.

Витамины при нагревании молока также изменяются, но характер этих изменений разный. Так, витамин С во время пастеризации при 75^оС в течение 15 сек. разрушается на 65%, а при 135^оС в течение 2 сек. – только на 32%. Ускоряют его разрушения контакт с кислородом воздуха, металлами – железом, медью. Чем более длительна тепловая обработка молока, и чем выше воздействующая температура, тем значительнее потери всех витаминов.

Ферменты при тепловой обработке также инактивируются и полностью разрушаются при 85-90^оС и этот процесс необратим.

Нарушается и солевое равновесие сырого молока: растворимые известковые соли переходят в нерастворимые, образуется осадок трикальцийцитратов – фосфатов и др.

Выпадение белков и фосфорнокислых солей вызывает отложение на горячих поверхностях аппаратов плотного осадка (молочного камня).