Изменение составных частей молока

ПРИ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКЕ

Для уничтожения микроорганизмов и разрушения ферментов сырье при выработке пищевых продуктов подвергают тепловой обработке. Ос­новная цель тепловой обработки - получить при минимальном измене­нии вкуса, цвета, пищевой и биологической ценности безопасный в ги­гиеническом отношении продукт и увеличить срок его хранения.

В процессе тепловой обработки изменяются составные части моло­ка, в первую очередь белки, инактивируются почти все ферменты, час­тично разрушаются витамины. Кроме того, меняются физико-химичес­кие и технологические свойства молока: вязкость, поверхностное натя­жение, кислотность, способность казеина к сычужному свертыванию. Молоко приобретает специфический вкус, запах и цвет.

Белки молока

Наиболее глубоким изменениям при нагревании молока подверга­ются сывороточные белки. Агрегаты сывороточных белков молока имеют небольшие размеры и достаточно сильно гидратированы. Поэтому они остаются в растворе и лишь небольшая их часть в виде хлопьев оседает на поверхности нагре­вательных аппаратов. Денатурация сывороточных белков начинается при сравнительно низких температурах нагревания молока (62°С). Степень денатурации белков (со снижением их растворимости) зависит от температуры и про­должительности ее воздействия на молоко. Из сывороточных белков наиболее чувствительны к нагреванию им­муноглобулины, сывороточный альбумин и β-лактоглобулин. α-Лактальбумин - термостабильный белок. Он полностью теряет растворимость при нагревании молока до 96°С и выдерживании при этой температуре в течение 30 мин. Вследствие тепловой денатура­ции сывороточных белков и осво­бождения сульфгидрильных групп молоко приобретает специфичес­кий вкус «кипяченого молока» или привкус пастеризации.

Казеин, по сравнению с сыво­роточными белками, более термо­устойчив. Он не коагулирует при нагревании свежего молока до 130 - 150°С. Однако тепловая обра­ботка при высоких температурах изменяет состав и структуру казе­инового комплекса. От комплекса отщепляются органические фос­фор и кальций, изменяется соот­ношение фракций. С повышени­ем температуры пастеризации уве­личиваются диаметр частиц казеина и вязкость молока. Изменение состава и структуры казеиновых мицелл влияет на ско­рость получения сычужного сгустка. Продолжительность свертывания молока сычужным ферментом после тепловой обработки (при 85°С и выше) увеличивается в несколько раз по сравнению с продолжительнос­тью свертывания сырого молока (стерилизованное молоко практически утрачивает способность к сычужному свертыванию). Тепловая обработка влияет на структурно-механические свойства кислотного и сычужного сгустков - прочность и интенсивность отделе­ния сыворотки. С повышением температуры пастеризации прочность сгустков увеличивается, а процесс отделения сыворотки замедляется.

Соли молока

При тепловой обработке молока изменяется его солевой состав. Эти изменения часто имеют необратимый характер. В первую очередь нару­шается соотношение форм солей кальция в плазме молока. В процессе нагревания гидрофосфат кальция, находящийся в виде истинного раство­ра, переходит в плохо растворимый фосфат кальция:

ЗСаНР0₄ → Са₃(Р0₄)₂ + Н₃Р0₄

Образовавшийся фосфат кальция агрегирует и в виде коллоида осаж­дается на казеиновых мицеллах. Часть его выпадает на поверхности на­гревательных аппаратов, образуя вместе с денатурированными сыворо­точными белками так называемый молочный камень. Таким образом, после пастеризации и стерилизации в молоке снижается количество ра­створимых солей кальция, что приводит к ухуд­шению способности молока к сычужному свертыванию. Поэтому перед сычужным свертыванием в пастеризованное молоко вносят для восста­новления солевого баланса растворимые соли кальция в виде СаС1₂.

Молочный сахар

В процессе длительной высокотемпературной пастеризации молока, и особенно при стерилизации, лактоза взаимодействует с белками и сво­бодными аминокислотами - происходит реакция Майара, или реакция меланоидинообразования. Вследствие образования меланоидинов изме­няются цвет и вкус молока. Интенсивность окраски молока зависит от температуры и продолжительности нагревания. Она может усиливаться при хранении молока.

Стерилизация молока также вызывает распад лактозы с образовани­ем углекислого газа и кислот - муравьиной, молочной, уксусной и др. При этом кислотность молока увеличивается на 2 - 3°Т.

Молочный жир

Молочный жир – наиболее устойчивый к тепловому воздействию компонент молока. При пастеризации глицериды молочного жира хи­мически почти не изменяются. При тепловой обработке молока изменениям подвергаются оболоч­ки жировых шариков. Даже при низких температурах пастеризации (63°С) происходит переход белков и фосфолипидов с поверхности жировых шариков в плазму молока.

При стерилизации молока происходит денатурация оболочечных бел­ков и разрушение части оболочек жировых шариков, в результате неко­торые жировые шарики сливаются и наблюдается вытапливание жира. Для повышения устойчивости жировой эмульсии стерилизованного мо­лока в технологическую схему производства молочных продуктов обыч­но включают процесс гомогенизации.

Витамины и ферменты

Тепловая обработка молока вызывает в той или степени снижение содержания витаминов, причем потери жирорастворимых ви­таминов меньше потерь водорастворимых.

Потери витаминов зависят от температуры нагревания и продолжи­тельности выдержки. При хранении пастеризованного и стерилизованного молока наблю­дается дальнейшее уменьшение содержания витаминов. Наиболее устой­чив при хранении витамин В₂, менее устойчивы С, В₁, А, В₁₂. Особенно большим изменениям подвержен витамин С. Он быстро разрушается при хранении пастеризованного охлажденного молока. Так, потери его на вторые сутки хранения составляют 45%, на третьи - 75%.

При тепловой обработке инактивируется большая часть ферментов. Наиболее чувствительны к нагреванию амилаза, щелочная фосфатаза, каталаза и нативная липаза. Так, щелочная фосфатаза разрушается пол­ностью при длительной и кратковременной пастеризации. Сравнитель­но устойчивы к нагреванию кислая фосфатаза, ксантиноксидаза, бакте­риальные липазы, плазмин и пероксидаза. Они теряют свою активность при нагревании молока до температуры выше 80 - 85°С.

Контрольные вопросы:

1. Как меняются свойства сывороточных белков при тепловой обработке?

2. Почему после высокотемпературной пастеризации изменяется водоудерживающая способность белковых сгустков?

Лекция 16