Углеводы

ПРОИЗВОДСТВО НАТУРАЛЬНОГО МОЛОКА

Молочные хозяйства и  доставка молока. Основой высокопродуктивного  стада являются племенные быки и  коровы, которые передают лактационные способности своим отпрыскам  по женской линии. На выбор породы влияют личные предпочтения фермеров, природно-климатические условия, наличие  подходящих кормов и ситуация на местных  рынках сбыта молочной продукции.

КОРОВА ДЖЕРСЕЙСКОЙ ПОРОДЫ

СТАДО КОРОВ на пастбище (Эмменталь, Швейцария).

 Чтобы выпускаемое  в продажу натуральное молоко  отвечало высоким требованиям  санитарной гигиены, необходимо  соблюдать несколько условий,  главными из которых являются  чистота и стерильность коров,  операторов и оборудования, а  также незамедлительное охлаждение  и переработка продукта. Основная  доля ответственности за чистоту  и санитарно-гигиенические характеристики  молока лежит на фермерах, занимающихся  молочным хозяйством, и молочных  заводах. Дойка коров проводится  дважды или трижды в день.

МОЛОЧНАЯ ФЕРМА в Вермонте.

 Для хранения свежего  молока высшего сорта используются  сливные цистерны с охлаждаемыми  теплоизолированными стенками, позволяющие  охладить значительный объем  парного молока до температуры  не выше 10° С за 2 ч или менее. Идеальной для вынужденного хранения молока в сливной цистерне считается плюсовая температура не выше 4° С. Ежедневно или через день специальный грузовик-молоковоз с герметично закрывающейся термостатированной цистерной забирает молоко из стационарной сливной цистерны молочной фермы. Большинство водителей таких молоковозов проводят первичный анализ молока, имея на то соответствующие лицензии. Обычно водитель осматривает поверхность молока в сливной цистерне фермера, проверяя, нет ли следов несоблюдения требований к условиям доения и хранения, нюхает молоко и измеряет его температуру. Если он обнаруживает какие-либо недостатки молока, то отказывается его принимать. В случае благоприятной оценки качества он замеряет объем принимаемого молока, чтобы определить его стоимость. Затем весь объем принимаемого молока тщательно перемешивается и из него берется пробный образец для лабораторного анализа. Приняв молоко на нескольких фермах, молоковоз доставляет весь сбор на молочный завод.

СХЕМА ПРИЕМКИ МОЛОКА на современной  ферме. 1 - доильное помещение; 2 - охлаждаемая  цистерна для слива парного молока; 3 - молоковоз.

Заводская обработка молока. Наибольшую прибыль фермерские молочные хозяйства получают при доведении  до потребителей натурального молока или сливок в жидком виде. При  этом выигрывают и покупатели, так  как они потребляют все полезные вещества, содержащиеся в молоке. Почти  в каждом крупном городе имеется  молочный завод, на котором осуществляются пастеризация фермерского молока, его  расфасовка и поставка торгующим  предприятиям. Заводская обработка  натурального молока состоит из нескольких последовательных процессов: приемки, кларификации и нормализации (по жирности), гомогенизации, пастеризации, охлаждения, расфасовки и доставки заказчикам. Все материалы и оборудование, используемые в заводском молочном производстве, должны легко очищаться и мыться, иметь долгий срок службы и быть настолько химически пассивными, чтобы не вызывать никакого ухудшения выпускаемой продукции или здоровья ее потребителей.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ молочного  завода. 1 - молоковоз; 2 - насос; 3 - кларификатор; 4 - ресивер; 5 - пастеризатор; 6 - гомогенизатор; 7 - автомат розлива молока по бутылкам.

Приемка. Сразу после доставки молока из фермерских хозяйств измеряется его температура и берется  контрольный образец. Кроме того, с помощью капельного пробоотборника берутся образцы для анализа  на жирность. Эти образцы, набираемые в стерильные лабораторные сосуды, вместе с образцами, взятыми на фермах-поставщиках  данной партии молока, проходят лабораторный анализ по определению качества продукта. Чтобы молоко было признано высококачественным, оно должно по жирности соответствовать  установленной норме, не содержать  болезнетворных микробов и следов антибиотиков.

Нормализация. На молочных заводах  принятое молоко обезжиривают путем  отделения сливок. Нормализатор молока по конструкции аналогичен сепаратору, но в нем предусмотрена регулировка, обеспечивающая изъятие заданной доли или всего молочного жира. Нормализуемое молоко поступает во внутренний цилиндр аппарата снизу и поднимается вверх. Объем цилиндра заполнен пластинами конической формы, расположенными близко друг к другу; эти пластины при вращении развивают в молоке центробежные силы, превосходящие силу тяжести в 5000-10 000 крат. Наибольшая центробежная сила действует на наиболее тяжелую составляющую молочной суспензии, отгоняя ее от оси вращения к цилиндрической оболочке аппарата. Молочный жир легче воды и потому накапливается в центральной области сепаратора.

Пастеризация. Процесс пастеризации заключается в нагревании молока до 60-70° С и выдержке с целью уничтожения болезнетворных бактерий, которые могут присутствовать в нем. Первоначально пастеризация была предложена для уничтожения туберкулезной палочки Mycobacterium tuberculosis, которая в ту пору нередко содержалась в молоке. В настоящее время технология фермерского производства молока практически исключает возможность существования в нем туберкулезной палочки, но молоко продолжают пастеризовать с целью нейтрализации других видов бактерий, опасных для здоровья людей. В современной молочной промышленности используются три метода пастеризации. Объемная (низкотемпературная и долговременная) пастеризация проводится в чане или цистерне с молоком, где весь его объем нагревается до температуры не ниже 63° С и выдерживается при ней в течение 30 мин. В двух других методах прогревается поток молока, пропускаемый через трубчатый или пластинчатый пастеризатор; в обоих случаях поток молока интенсивно перемешивается, чем и обеспечивается быстрая теплопередача. Наибольшее распространение получил метод высокотемпературной кратковременной пастеризации с использованием пластинчатого пастеризатора. В нем поток молока прогоняется между пластинами из нержавеющей стали, которые с тыльной стороны нагреваются горячей водой. Поток молока нагревается до 72° С и выдерживается при этой температуре 15 с. Регулированием расхода молока через пастеризатор гарантируется удовлетворительная пастеризация продукта. Другой метод пастеризации молока в потоке носит название сверхвысокотемпературной обработки. В этом методе молоко быстро нагревается до температуры не менее 138° С и выдерживается при ней 2 с. После такой обработки молоко и сливки не портятся в течение 3 месяцев без охлаждения. Выше указывались минимальные значения температуры и длительности пастеризации. На практике производители молочных продуктов проводят пастеризацию при более высоких температурах, чтобы увеличить допустимые сроки хранения своих изделий. Более того, прогревание продуктов, которые содержат добавленный сахар (например, шоколадное молоко) или увеличенное количество жира (например, сливки), до повышенных температур необходимо для того, чтобы уничтожить в них все бактерии. Если конечным продуктом является сливочное или молочное мороженое, которые отличаются от цельного молока высоким содержанием сахара и жира, то пастеризацию следует проводить при еще более высокой температуре и в течение более продолжительного времени, поскольку сахар и жир являются средами, благоприятными для размножения бактерий.

Гомогенизация. Молочный жир  распределен в натуральном молоке в виде множества мельчайших капель размером 8-16 мкм. Поскольку эти капли (их относительная плотность 0,93) легче  воды, при хранении молока они постепенно поднимаются вверх, образуя слой сливок. При гомогенизации размер жировых капель доводится в среднем  до 2 мкм, они становятся слишком малы (т.е. их усредненная относительная плотность возрастает), чтобы подниматься вверх, и слой сливок не формируется. Для этого молоко (или его производные) прокачивают под давлением МОЛОЧНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ35 МПа через специальный дроссельный клапан. Проходя через клапан, жировые частицы измельчаются.

Витаминизация. Перед пастеризацией  в молоко вводятся концентрированные  витамины. В цельное молоко добавляют  только витамин D - в таких количествах, чтобы его концентрация дошла до 400 международных единиц на кварту (613 М. Е./л). В молоко пониженной жирности, кроме витамина D, добавляют витамин А, доводя его концентрацию до 1500 М.Е. на кварту (1586 М. Е./л).

Охлаждение. Сразу после  пастеризации молоко охлаждается до температуры не выше 10° С - либо в холодильной камере (после объемной пастеризации), либо прямо на выходе пастеризатора (после пастеризации в потоке) в трубчатом или пластинчатом охладителе с холодной водой, фреоном или аммиаком в качестве хладагента. Охлажденное молоко закачивается в складской резервуар и хранится там до расфасовки.

Расфасовка. В качестве торговой тары для молока чаще всего используются бумажные или пластиковые пакеты, но его разливают и в бутылки, которые перед этим погружаются  в горячий раствор каустической соды с температурой 67° С, а затем несколько раз последовательно промываются чистой водой с понижающейся температурой. На разливочном автомате тара заполняется молоком до заданного уровня, затем она автоматически запечатывается и расфасовывается по ящикам. Заполненные ящики подаются конвейером в хранилище, внутри которого поддерживается температура 4° С, откуда они и развозятся по магазинам, домам и организациям.

Сливки и полусливки. Сливками считается жидкий молочный продукт, в котором содержится 18 и более  процентов жира. В составе густых сливок для взбивания 30% жира, а остальное - снятое молоко. Сливки умеренной жирности (для кофе) содержат 18% жира. Полусливки содержат от 10,5 до 12% жира. Сливки получают при производстве обезжиренного  молока и молока пониженной жирности, а также при стандартизации сырьевого  молока. Сливки пастеризуются при  более высокой температуре, чем  молоко. Большая часть сливок и  полусливок пастеризуется сверхвысокотемпературным методом и упаковывается либо в герметичные пластиковые чашечки, либо в картонные пакеты несколько больших размеров. При пастеризации сливок для улучшения взбивания в них вводят некоторые специальные добавки.

Кисломолочные (ферментированные) продукты. Выпускаются четыре основных вида кисломолочных продуктов: йогурт, пахта, сметана и кефир. Многие разновидности  напитков типа кефира широко потребляются в юго-западной Азии, где сырьем для  них служит не только коровье, но также  козье и даже кобылье молоко. Напиток  из кобыльего молока - кумыс - делают в Центральной Азии и на юго-востоке  России, используя для ферментации  лактозы тот же вид закваски, что  и для кефира. Йогурт обычно делается из маложирного или цельного молока, которое уплотняется 4%-й добавкой обезжиренного сухого молока, чтобы  конечный продукт стал достаточно густым и более приятным на вкус. Уплотненное  молоко пастеризуется при довольно высокой температуре (82° С) в течение, как правило, 10-20 мин, после чего оно  гомогенизируется и охлаждается  до 43° С. Затем в него вводится ферментирующая бактериальная культура, которая преобразует лактозу в молочную кислоту, в результате чего перебродившая масса обретает приятный вкус. В качестве сбраживающей микрофлоры применяются либо двухкомпонентная смесь культур бактерий Streptococcus thermophilus и Lactobacillus bulgaricus в соотношении 1:1, либо трехкомпонентная смесь культур бактерий S. thermophilus, L. bulgaricus и L. acidophilus в соотношении 1:1:2. При правильно выбранной концентрации вводимой микрофлоры образование студенистой массы заканчивается за 4-6 ч; затем продукт должным образом охлаждается и в нем прекращается развитие кислотности, так что сыворотка из него уже не выделяется. Наиболее популярными являются два вида йогурта: по швейцарскому рецепту (с распределением фруктов по всему объему продукта) и наподобие пломбира с фруктами (которые раскладываются по верхней или нижней поверхности продукта). При изготовлении "швейцарского" йогурта в молочную основу до ее пастеризации вводится желатин или пектин, а сбраживание проходит в стандартном чане. Когда кислотность массы доходит до нужного предела (pH = 4,6), ее перемешивают и охлаждают до 24° С, чтобы свести к минимуму дальнейшее образование кислоты. Затем молочную массу перекачивают в резервуар, где она смешивается с фруктами, которых в ней должно быть 15-20%; после этого йогурт расфасовывают по тем сосудам, в каких он поступит в продажу, и дополнительно охлаждают. На этом этапе и происходит окончательное застудневание продукта под действием желатина или пектина - единственной пары веществ, способных при такой кислотности среды заставить ее застыть. При изготовлении йогурта второго типа (подобного пломбиру) фруктовую смесь (те же 15-20%) раскладывают по торговым сосудам и заливают молоком, уже содержащим сбраживающую микрофлору. Затем заполненные сосуды помещают в термостат с температурой 43° С и выдерживают в нем до образования плотного геля. Здесь нет необходимости в применении какого-либо студнеобразующего вещества типа желатина. После достижения нужной кислотности продукт хранится в охлажденном виде вплоть до продажи. Те сосуды, в которых фрукты должны лежать поверх йогурта, заполняются молоком в перевернутом положении.

Бактериальная пахта. Для  получения этого кисломолочного продукта молоко сбраживают определенным составом микрофлоры (такой же подход используется в сыроделии, где конкретный вид сыра получают под воздействием свойственной только ему микрофлоры). В производстве такой пахты применяют  смесь бактериальных культур  Streptococcus lactis и Leuconostos cremoris в соотношении 9:1. Бактерии Leuconostos обеспечивают вкусовой букет продукту, придавая ему аромат коровьего масла. Таким образом, бактериальная пахта, производимая молочными заводами, - это принудительно проквашенное молоко, существенно отличающееся от традиционной пахты, которая получается при сбивании сливочного масла. При изготовлении бактериальной пахты молоко, полностью обезжиренное или с очень малым содержанием жира, пастеризуют при 85-88° С в течение 30 мин, после чего охлаждают до 22° С. Затем в молоко вводится бактериальная культура, и оно бродит в течение 12-16 ч, приобретая в конечном счете заданную кислотность с показателем pH = 4,6. Потом продукт аккуратно перемешивается и слегка подсаливается для улучшения вкуса. На некоторых заводах в холодную бактериальную пахту впрыскивают ярко окрашенное сливочное масло в растопленном виде, и в продукте появляются золотистые блестки, что делает его похожим на натуральную пахту из маслобойки.

Сметана. Сметана нормальной жирности или полужирная (т.е. кислые полусливки) может изготавливаться  с помощью тех же бактериальных  культур и по той же технологии, что и бактериальная пахта. Исходным сырьем служат сливки умеренной жирности (18-20%) или полусливки 10,5-12% жирности с добавкой 3% обезжиренного сухого молока. Эти смеси пастеризуются  при 74° С в течение 30 мин, затем гомогенизируются и охлаждаются до 22° С. Перед расфасовкой в продукты вводится бактериальная культура, благодаря которой их кислотность доводится до рекомендованного уровня со значением pH от 4,7 до 4,6.

ПРОЧИЕ МОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ

Масло. Состав масла таков: 80,3% жира; 16,5% воды; 2,5% соли (добавленного хлорида натрия); 0,7% творога. Минимальная  его жирность - 80%. Сливочное масло  представляет собой эмульсию мельчайших водяных капелек в жире. В масле  довольно много витамина А, но его содержание в зависимости от времени года изменяется в пределах от 9500 до 18 000 М.Е. (международных единиц).

Маслоделие. Одна массовая единица  масла вырабатывается из 21 массовой единицы молока. При изготовлении масла прежде всего надо выделить сливки из молока. Сливки - универсальный продукт; их можно употреблять непосредственно или использовать для выработки сметаны, мороженого, сливочного сыра, масла и пр. в зависимости от рыночного спроса. При изготовлении несоленого сливочного масла используются свежие сливки удовлетворительного вкуса и запаха. Они пастеризуются при минимальной температуре 68° С в течение 30 мин; при этом уничтожаются все нежелательные микроорганизмы и обеспечивается рекомендуемый срок хранения будущего масла. Может применяться и высокотемпературная кратковременная пастеризация, когда сливки нагреваются до 68° С и выдерживаются при этой температуре в течение 15 с. После пастеризации сливки незамедлительно охлаждают до температуры сбивания масла и выдерживают при ней не менее двух часов, чтобы молочный жир приобрел нужную консистенцию. Температура сбивания масла (9-11° С) определяется как температура, при которой сбивание заканчивается за 45 мин (чтобы свести к минимуму потери молочного жира в пахту). Зимой она выше, чем летом, потому что зимой коровы дают молоко с более плотным жиром. Для изготовления масла охлажденные сливки закачиваются в маслобойку, она приводится в движение и вращается до тех пор, пока не появятся хлопья масла. После этого сбивание прекращается, и сливается пахта. Затем в маслобойку заливается некоторое количество воды и аппарат приводится в медленное вращение, чтобы смыть из него остатки пахты. Потом промывочная вода сливается, и в маслобойке вращается одно масло, чтобы удалить из него лишнюю воду. После этого добавляется соль, которая вращением вмешивается в масляную массу. Затем берется проба на влажность и добавляется вода для того, чтобы вся масса сбиваемого масла приобрела заданные свойства; сбивание продолжается до тех пор, пока добавленная вода не распределится по всему маслу в виде мельчайших капелек. Масло, извлеченное из маслобойки, укладывается в ящики для хранения или подается прямо в бункер экструдера, формующего масляные брикеты. Нарезанные брикеты оборачивают в бумагу и упаковывают в картонную тару. В Германии создано оборудование для непрерывного процесса выработки масла. Пастеризованные и охлажденные сливки жирностью 40-45% подаются в маслообразовательный цилиндр, где они подвергаются сильной тряске, и масляные хлопья образуются за 1-2 с. После слива пахты масляная масса поступает в следующую камеру, где в нее червячным механизмом вмешивают соль и воду. На выходе линии масло вытягивается экструдером в брус, разрезается на брикеты, оборачивается в бумагу и расфасовывается в тару. Производительность такой поточной линии до 4500 кг масла в час.