Физико-химические изменения молока при механических воздействиях
Механические воздействия при центробежной очистке молока, сепари-ровании, перекачивании, перемешивании и гомогенизации в основном со-провождаются изменениями степени дисперсности и стабильности жировой фазы. В зависимости от конструкций аппаратов и условий работы на них, а также от температуры и кислотности молока при его механической обработ-ке возможно дробление крупных шариков жира или, наоборот, агрегирова-ние, скопление шариков и даже их слияние вследствие дестабилизации жи-ровой эмульсии. При механической обработке может образовываться пена, снижающая устойчивость низкодисперсных фаз молока (жира и белков). Ко-личество пены зависит от свойств и температуры молока, конструкции аппа-ратов и т. д. Физико-химические свойства молока изменяются незначительно. Исключение составляет вязкость молока, которая после гомогенизации по-вышается.
Жир. Центробежная очисткане вызывает существенных изменений жира. Потери жира и изменение размеров шариков незначительны.
Степень обезжиривания при сепарированиизависит от состава и фи-зико-химических свойств молока, степени диспергирования жира, плотности, вязкости и кислотности молока. Перечисленные показатели молока определяются породой коров, стадией лактации и другими факторами. Длительное хранение молока при низких температурах (от 3 до 5 °С) перед сепарирова-нием приводит к повышению вязкости и кислотности молока и тем самым снижает степень его обезжиривания. Предварительное перекачивание, пере-мешивание и пастеризация молока также отрицательно влияют на степень обезжиривания, так как при механической и тепловой обработке может про-исходить дробление шариков жира и частичное подсбивание жира.
Перекачивание молокавызывает изменение степени дисперсности жира - происходит диспергирование крупных шариков жира с одновременным уменьшением количества мелких шариков и увеличением числа средних. Большее диспергирующее действие на жировую фазу молока оказывают центробежные насосы, меньшее - насосы диафрагменного типа.
В результате механического воздействия на оболочки шариков жира в процессе перекачивания молока происходит частичная дестабилизация жира (при работе некоторых насосов молочный жир даже сбивается в комочки). Степень дестабилизации жировой эмульсии увеличивается с повышением напора в линии нагнетания, жирности и кислотности молока, а также при подсасывании в молоко воздуха.
Перемешивание парного молокамешалками (при охлаждении до 5 °С и хранении в резервуарах) существенно не влияет на диспергирование и стабильность жировой фазы. Однако неоднократное перемешивание и пере-ливание молока в процессе длительного хранения до поступления на молоч-ные заводы снижают стабильность жировой эмульсии. Так, содержание дес-табилизованного жира в сыром молоке, поступающем на переработку, как правило составляет от 1,1 до 2,5 % общего содержания жира, в то время как в парном молоке его лишь от 0,3 до 0,7 %.
Гомогенизация молокаи сливок, предназначенная для увеличения степени диспергирования жировой фазы, повышает стабильность жировой эмульсии молока и молочных продуктов, улучшает их консистенцию и вкус, а также способствует лучшей переваримости молочного жира организмом человека. В результате гомогенизации образуются однородные по величине (диаметром около 1 мкм) шарики жира. Степень диспергирования жира зави-сит от температуры и давления гомогенизации.
В молоке после гомогенизации не происходит скоплений шариков жи-ра и практически не наблюдается отстоя сливок. Однако в гомогенизирован-ных сливках могут образовываться агрегаты и скопления шариков жира, что можно объяснить следующим образом. В процессе гомогенизации резко уве-личивается общая площадь поверхности шариков жира и происходит изме-нение состава оболочек. Нативных оболочечных компонентов недостаточно для того, чтобы покрыть возросшую поверхность шариков жира. Поэтому дефицит оболочечного вещества компенсируется за счет адсорбирования белков молочной плазмы - казеина и сывороточных белков (β-лактоглобулина и др.). Следовательно, в гомогенизированных молоке и слив-ках формируются новые оболочки шариков жира из нативных оболочечных компонентов, казеина и сывороточных белков.
При гомогенизации сливок, особенно с повышенным содержанием жи-ра, формирование новых оболочек шариков идет медленнее, чем в молоке, и часть жира может остаться незащищенным.
Белки, соли и ферменты. Общие потери азотистых веществ при цен-тробежной очисткене превышают 2,5 %. Также незначительны потери бел-ков при бактофугировании и сепарировании. Попадание в молоко воздуха в процессе перекачивания может снизить стабильность частиц белка. Однако изменение степени диспергирования белков обычно незначительно и не от-ражается на способности молока к сычужному свертыванию.
В процессе гомогенизацииизменяются структура и свойства белков. Диаметр мицелл казеина уменьшается, часть их распадается на субмицеллы, которые адсорбируются поверхностью шариков жира. С повышением давле-ния гомогенизации в молоке и особенно в сливках наблюдается агрегация частиц казеина. Меняются и структурно-механические, а также синеретиче-ские свойства кислотного и сычужного сгустков: повышается прочность сгу-стков и замедляется синерезис.
На соли и ферменты молока более значительное влияние оказывает го-могенизация. В процессе гомогенизации меняется солевой состав молока: в плазме молока увеличивается количество кальция в ионно-молекулярном со-стоянии, а часть коллоидного фосфата и цитрата кальция адсорбируется по-верхностью шариков жира.
Физико-химические свойства молока. При механической обработке они меняются следующим образом. Титруемая кислотность молока в резуль-тате центробежной очистки снижается на 0,5-4 °Т, а при бактофугировании - на 3-4 °Т.
Плотность молока после перекачивания насосами незначительно отли-чается от исходной, а вязкость в результате диспергирования жира несколько возрастает. В результате гомогенизации понижается поверхностное натяже-ние и увеличивается вязкость молока.
Повышение вязкости гомогенизированного молока и сливок обуслов-лено увеличением общей площади поверхности жировой фазы, образованием агрегатов шариков жира и адсорбцией белков на их оболочках.