3. Изменение составных частей молока при механической обработке. Гомогенизация молока, сливок и обезжиренного молока. Изменения, происходящие в их жировой фазе, белках и солевом составе.

Перекачивание молока, поступившего на завод, после охлаждения (+4ْ С) и хранения, наиболее опасно для эмульсионной фазы и в меньшей степени для белка, т.к. к молоку прикладывается определённое давление при перекачивании и происходит пенообразование, частичная дестабилизация жира. При работе некоторых насосов происходит образование комочков жира. Эти два процесса, т.е. пенообразование и подсос воздуха могут привести к активизации липаз и, следовательно, такое молоко не должно длительно храниться, а должно проходить пастеризацию, гомогенизацию или стерилизацию. Например, в парном молоке содержание дестабилизированного жира составляет 0,3-0,7%, а в сыром молоке, поступившем на переработку- 1,1-2,5%.

Гомогенизация молока применяется для снижения кол-ва дестабилизированного жира в молоке. Гомогенизация молока при давлении 10-15 МПа снижает количество дестабилизированного жира в молоке, по сравнению с исходным в 1,5-2 раза.

В сливках большее содержание жира, поэтому проведение гомогенизации наиболее эффективно при соотношении СОМО/жир выше 0,6-0,85. Это необходимо для формирования новой оболочки образующихся жировых шариков. Структура ОЖШ после гомогенизации по Вальстера и Джонкинсу.

При гомогенизации цельного молока и сливок на вновь образующейся поверхности жирового шарика адсорбируются белки молочной плазмы и их фрагменты.

Во время гомогенизации обезжиренного молока при давлении 10 кПа, t=35С происходит разрушение крупных казеиновых мицелл, затем их полное восстановление в течение 3 минут. При давлении 5 МП диспергированию подвергаются казеиновые мицеллы размером 300 нМ и выше,при этом под действием гидромеханических сил они могут распадаться на субмицеллы и более мелкие фрагменты. Предполагается, что сывороточные белки с размером 20-40 нм подвергается диспергированию при гомогенизации уже не будут. С повышением силы воздействия на белки молока при гомогенизации самопроизвольное восстановление нативной структуры мицелл казеина происходит с меньшей вероятностью.

Цельное молоко. По сравнению с обезжиренным, где после гомогенизации происходит единственный термодинамически выгодный процесс самопроизволного восстановления разрушенных казеиновых мицелл, то в цельном молоке и сливках термодинамически выгодных два процесса. Вторым является процесс адсорбции жировыми шариками фрагментов разрушенных мицелл при формировании новых ОЖШ. Не все белки и белковые структуры одинаково адсорбируются ЖШ. При гомогенизации казеин покрывает ¾ поверхности вновь формируемых ЖШ, а сывороточные белки лишь ¼ часть. Казеин, участвующий в адсорбции на поверхности ЖШ в целом аналогичен составу мицелиарного казеина, но содержание в нём S1-казеина увеличено. Известно, что повышенное содержание S1-казеина характерно для крупных казеиновых мицелл. Предполагают, что сыв. белки вовлекаются на поверхность шариков после денатурации и комплексообразования с казеином. Следовательно в процессе гомогенизации не все белки молока подвергаются изменению. Меняются лишь те, кот. включаются в построение новых адсорбционных ОЖШ, а белки, оставшиеся в плазме молока, структуру и свойства не меняют.

Соли и ферменты молока. При и после гомогенизации в плазме молока увеличивается количество кальция в ионно-молекулярном состоянии, а часть коллоидного фосфата и цитрата Ca адсорбируется поверхностью шариков жира. После гомогенизации часто наблюдается активизация ферментов молока: ксантиноксидазы, липазы и др. Активизация липазы может сопровождаться образованием сводных ЖК, увеличением титруемой кислотности и прогорканием молока. Выяснено, что после гомогенизации тепловая способность молочной эмульсии понижается и тем значительнее, чем выше содержание жира в эмульсии, давление гомогенизации и ниже температура гомогенизации. Следовательно гомогенизацию следует проводить при более высоких температурах. Для улучшения структурно-механических и синеретических свойств белков сгустка рекомендуется раздельная гомогенизация, а также модифицирование состава ОЖШ путем внесения в молоко казеината Nа и др. белковых добавок.

Мембранные методы обработки молока и сыворотки. Концентрирование молока с использованием ультрафильтрации.

Эти методы используются при производстве КСБ, особенно важно для производства продуктов детского питания, творога, кисломолочных напитков и т.д.

УФ-я молока при 54 ºC в течение 2 ч. вызывает денатурацию 15-20% сывороточных белков и их ассоциацию с казеином. Особенно значительна денатурация сывороточных белков до 75-90 % наблюдается, при диофильтрации из-за удаления из концентрата лактозы, которая обладает защитными свойствами по отношению к белкам. УФ-я молока перед сычужным свертыванием при низкой и средней степени концентрирования (2 раза), при выработке твердых сычужных сыров и мягких сыров и творога понижает скорость свертывания белков молока в первом случае в 3 раза, а во втором незначительно. Поэтому этот метод концентрирования эффективней применять для производства творога и мягких сыров, особенно для детского питания, поскольку сывороточные белки не удаляются вместе с сывороткой, а остаются, в продукте повышая биологическую значимость. Кроме того, применения УФ-я позволяет стандартизировать содержание белка в исходном молоке. Способствует повышению выхода продукта, сокращает расход потери белка сывороткой.

Концентрирование молока с использованием УФ-и при высоких факторах концентрирования в 5 раз и выше, оказывает не желательное влияние на структурно- механические и синергетические свойства образующихся сгустков консистенцию сыра и творога.

С увеличением степени концентрирования молока возрастает количество казеина, не успевшего внедрится в структуру сычужного сгустка, это способствует увеличению потерь белка сывороткой, чтобы уменьшить такие потери сгусток выдерживают перед его разрезкой.

Сгусток, получаемый, из УФ-нного концентрата имеет повышенную связность, необычайно крупную белковую решетку, плохо разрезается и перемешивается. Характеризуется твердой, сухой консистенцией, а творог может приобретать горечь вследствие увеличения концентрации Ca+, т.к. при связывании Са в сгустке происходит его излишняя гидратация. Поэтому для предотвращения этих дефектов рекомендуется концентрированное молоко гомогенизировать, а для снижения содержания Ca+ в твороге перед УФ-цией добавлять в молоко лимонную кислоту и NaOH с последующей диафильтрацией концентрата.