Введение
Источники обсеменения молока микроорганизмами
Споровая форма микроорганизмов
Споровые микроорганизмы, погибающие при стерилизации молока
1 Ботулизм
2 Клостридии перфрингенс
Способы стерилизации молока
Оценка качества молока
Заключение
Введение
Стерилизация - это процесс тепловой обработки, при котором в результате воздействия высоких температур (выше 100 °С) погибают все микроорганизмы, а также увеличивается длительность хранения молока. Разрушаются как вегетативные, так и споровые формы микробов. Чем выше температура тепловой обработки, тем больше стерилизующий эффект и более заметны изменения цвета и вкуса молока. С увеличением температуры споры разрушаются намного быстрее, чем происходит изменение цвета и вкуса молока. Изменение его цвета зависит от различных методов стерилизации. По сравнению с пастеризованным, стерилизованное молоко обладает более высокой стойкостью и выдерживает длительное хранение и транспортируется даже без охлаждения. Стерилизованное молоко удобно и экономически выгодно использовать для снабжения населения отдалённых районов, не имеющих достаточно сырьевой базы, а также крупных промышленных центров и новостоек. После стерилизации молоко сохраняет ценные питательные качества и хорошо усваивается организмом. В молочной промышленности в основном применяют одноступенчатую стерилизацию с однократным нагревом молока в потоке до 135 - 140 °С с последующим охлаждением и розливом. .
Целью данного реферата является изучение видов микроорганизмов, которые погибают при стерилизации молока.
1. Источники обсеменения молока микроорганизмами
Известны два пути обсеменения молока микроорганизмами: эндогенный и экзогенный.
При эндогенном пути молоко обсеменяется микроорганизмами непосредственно в вымени животного.
Экзогенное обсеменение происходит из внешних источников: кожи животного, подстилочных материалов, кормов, воздуха, воды, доильной аппаратуры и посуды, рук и одежды работников молочной фермы .
Эндогенное обсеменение. В молоке вымени всегда содержится определённое количество микроорганизмов. В железистой части вымени микроорганизмы могут находиться непостоянно и в единичном количестве клеток. В выводных протоках и молочной цистерне количество бактерий может достигать нескольких десятков или сотен клеток в 1 см. Это микроорганизмы - комменсалы вымени. К ним относятся энтерококки, микрококки, иногда маститные стрептококки, коринебактерии (Рисунок 1).
Рисунок 1 - коринебактерии и энтерококки
Эндогенное обсеменение молока вымени может происходить при маститах, септических инфекционных болезнях, травмах и воспалительных процессах соскового канала и вымени.
Экзогенное обсеменение. Важнейшим источником бактерий сырого молока является кожа животного и особенно кожа вымени и сосков, на которые надевают доильные стаканы.
Молочная плёнка, образующаяся в процессе доения между кожей сосков и доильными стаканами, наличие на коже грубых и мелких складок, а также относительно высокая температура создают благоприятные условия для развития микрофлоры.
Подстилочные материалы из соломы и сена являются существенным источником загрязнения кожного покрова животного, а затем и молока кишечными палочками, маслянокислыми бактериями, энтерококками, гнилостными спорообразующими дрожжами, плесенями, молочнокислыми бактериями.
В кормах также содержится много разнообразных микроорганизмов. В свежескошенной траве больше молочнокислых бактерий, в грубых кормах - гнилостных спорообразующих аэробных бацилл.
Поскольку молоко в настоящее время получают и хранят преимущественно в замкнутых системах, сырое молоко загрязняется в основном при ручном доении. Однако при смене молокопроводов всегда подсасывается наружный воздух.
2. Споровая форма микроорганизмов
Споры бактерий являются покоящейся, не размножающейся их формой. Они формируются внутри клетки, представляют собой образования круглой или овальной формы. Спорообразование - это генетически обусловленный признак, зашифрованный в генетическом коде микроорганизма. Бактерии, преимущественно грамположительные, палочковидной формы с аэробным и анаэробным типом дыхания в старых культурах, а также в неблагоприятных условиях внешней среды (недостаток питательных веществ и влаги, накопление продуктов обмена в среде, изменение рH и температуры культивирования, наличие или отсутствие кислорода воздуха и др.) могут переключаться на альтернативную программу развития, в результате чего образуется одна спора. Это свидетельствует о том, что спорообразование у бактерий является приспособлением для сохранения вида (индивидуума) и не является способом их размножения.
Процесс спорообразования происходит, как правило, во внешней среде в течение 18-24 ч. Внешне он начинается с концентрации и уплотнения цитоплазмы и ядерного вещества в какой-то части клетки. Одновременно вокруг этого участка дифференцируется зона цитоплазмы, которая, уплотняясь, превращается в оболочку споры. Клетка в этой стадии называется проспорой. Проспора, как и вегетативная (размножающаяся) клетка, легко окрашивается анилиновыми красителями.
В процессе образования проспоры ДНК делится на два нуклеоида, цитоплазматическая мембрана врастает внутрь клетки, отгораживая один нуклеоид и небольшое количество цитоплазмы. Вокруг образовавшейся проспоры начинает разрастаться клеточная цитоплазматическая мембрана материнской клетки, развивая два лепестка, из которых в дальнейшем будут формироваться две оболочки: наружная и внутренняя. В промежутке между лепестками мембраны накапливаются мукопептиды, кальциевые соли дипиколиновой кислоты, что обеспечивает споре высокую термоустойчивость .
По мере созревания проспора уменьшается в размерах, становится более плотной. Из лепестков цитоплазматической мембраны формируется две оболочки - наружная (экзина) и внутренняя (интина). В дальнейшем сформировавшаяся спора покрывается толстым слоем из нескольких белков, сходных с кератином, входящих в состав перьев, ногтей, кожи. Происходит обезвоживание споры, вегетативная часть клетки разрушается. Наружная оболочка становится труднопроницаемой для воды и различных веществ. Поэтому зрелая спора утрачивает способность окрашиваться обычными методами. Из внутреннего слоя при прорастании споры формируется клеточная стенка бактерий.
Зрелая спора составляет примерно 0,1 объёма материнской клетки. Споры у разных бактерий различаются по форме, размеру, расположению в клетке.
Микроорганизмы, у которых диаметр споры не превышает ширины вегетативной клетки, называют бациллами, бактерии. Имеющие споры, диаметр которых больше поперечника клетки в 1.5-2 раза, называют клостридиями.
Внутри микробной клетки спора может располагаться в середине - центральное положение, на конце-терминальное и между центром и концом клетки - субтерминальное расположение. Клостридии с терминально расположенными спорами называют плектридиями .
По химическому составу и наличию ферментов споры и вегетативные клетки, из которых они образуются, не отличаются друг от друга. Различие состоит в количественных соотношениях химических соединений. В споре в отличие от вегетативной клетки содержится в два раза меньше воды, которая находится в основном в связанном состоянии. В споре заметно увеличивается концентрация кальция, магния, а также липидов и пиколиновой кислоты, что в значительной степени обусловливает устойчивость спор к воздействию неблагоприятных физических и химических факторов. В результате этого споры могут десятки лет сохраняться в почве, выдерживать кипячение в течение 60 мин и даже нескольких часов, а также действие высоких концентраций дезинфицирующих веществ. Устойчивость спор затрудняет борьбу со спорообразующими гнилостными, маслянокислыми и другими микроорганизмами, попадающими в молоко и молочные продукты, выдерживающими режимы пастеризации молока.
Споры при попадании в питательный субстрат и благоприятные условия существования могут прорастать в исходную вегетативную форму. При этом спора набухает, размеры значительно возрастают, активизируются биохимические процессы. Прорастание споры заканчивается образованием отверстия в оболочке и появлением ростка, вытягивающегося затем в палочку. Прорастающая спора способна окрашиваться обычными анилиновыми красителями.
Росток споры может возникать полярно, экваториально и между полюсом и центром клетки. В первом случае росток появляется на одном из концов споры, во втором он выходит в средней части, препендикулярно длинной оси споры. Процесс прорастания споры осуществляется значительно быстрее, чем её формирование, и заканчивается через 4-5 ч .
Спорообразование постоянный признак, который имеет важное значение при идентификации, т.е. определения вида бактерий. Отличие бактериальной клетки от споровой приведена на рисунке 2.
Рисунок 2 - Образование спор
Споровые микроорганизмы, погибающие при стерилизации молока
При температуре, превышающую оптимальную, наблюдается замедление размножения микроорганизмов, а при температуре выше максимальной из развитие полностью прекращается и микробные клетки погибают. Стойкость микроорганизмов к высоким температурам называют термоустойчивостью или терморезистентностью. Она неодинакова для различных групп микроорганизмов. Наибольшей термоустойчивостью обладают споры бацилл и клостридий. Они выдерживают кипячение от нескольких минут (Bac.subtilis) до 6 ч (Cl. Botulinum) и более. Споры не обезвреживаются при режимах пастеризации молока (65-90 ºС). Вегетативные формы и бесспоровые бактерии являются термолабильными, они погибают при 65 ºС в течение 5-30 мин.
Спорообразующие. К гнилостным аэробам тносятся Bac. Subtilis - сенная палочка, Bac. Mesentericuc - картофелҗная палочка, Bac.megatherium - капустная палочка, Bac. Mysoides - грибовидная палочка и др . К спорообразующим гнилостным аэробам относятся бактерии рода Clostridium. Все спорообразующие гнилостные представляют собой довольно крупные толстые палочки, достигающие размеров 0,5-2,5*10 (у клостридий - до 20) мкм, по Граму красятся положительно, подвижные до момента спорообразования, капсул не образуют . стерилизация молоко микроорганизм 3.1 Ботулизм
Ботулизм - это пищевое отравление, относящейся к числу самых тяжелых заболеваний, связанных с употреблением пищи, инфицированный бактериями Cl. Botulinum и содержащей ботулинический нейротоксин. Возбудитель ботулизма относится к роду клостридий (Clostridium). Известны такие серовары возбудителя как: A, В, С, D, E, F, G, различающиеся по антигенной структуре, образуемыми токсинами и рядом других признаков. Клостридии представляют собой крупные палочки длиной 3,4-8,6 мкм и шириной до 1,3 мкм. Возбудитель подвижен до момента спорообразования, перитрих, по Граму красится положительно, капсул не образует. Споры располагаются в клетке субтерминально. Палочка со спорой по виду напоминает теннисную ракетку, ложку, лодочку (Рисунок 3).
Рисунок 3 - Clostridium Botulinum
Клостридии сбраживают глюкозу, фруктозу и некоторые другие углеводы, но сахаролитические свойства непостоянны. По протеолитическим свойствам серовары неоднородны. Протеолитические штаммы способны расплавлять кусочки печени или мясного фарша на средах типа Китта-Тароцци. Возбудитель ботулизма образует два основных типа токсинов: нейротоксин и гемолизин. Нейротоксин (ботулинический токсин) продуцирует все серовары, он определяет клиническую картину интоксикации при ботулизме . Споры возбудителя устойчивы к воздействию внешней среды. Они сохраняют жизнеспособность при таких условиях, когда погибают все другие живые организмы. Споры выдерживают кипячение в течение 5-6 ч, сохраняют жизнеспособность в спирте в течение 2 мес., противостоят действию кислот и формалина, устойчивы к замораживанию . В отличие от доброкачественной пищи продукты, содержащие возбудителя ботулизма, могут иметь специфический запах прогорклого масла, «щиплющий» вкус, становятся бледными на вид, рыхлой консистенции. Человек заражается при употреблении пиши, содержащей токсин и живых микробов, с размножением которых количество токсина увеличивается.
2 Клостридии перфрингенс (Cl.perfringens)
Токсикоинфекции, вызываемые Cl.perfringens, занимают третье место после пищевых отравлений сальмонелленого и стафилококкового происхождения. Название возбудителя связано со способностью образовать большое количество газа, который разрывает окружающую плотную питательную среду. Термин «перфрингенс» в переводе с латинского языка означает «проламывающий», «прорывающий». Клостридии представляют собой крупные неподвижные грамположительные палочки. В организме людей и животных образуют капсулу. Медленно образуют споры (Рисунок 4).
Рисунок 4 - Cl.perfringens Perfringens развивается при температуре от 15 до 50 ºС. Оптимальная температура для наиболее быстрого роста составляет 37 ºС. Особенностью Cl.perfringens является способность к быстрому размножению. Возбудитель сбраживает глюкозу с образованием солей молочной, уксусной и масляной кислот, этилового спирта, углекислого газа и водорода, может ферментировать фруктозу, галактозу, маннозу, лактозу, сахарозу, рибозу, крахмал, декстрин и гликоген .
4. Способы стерилизации молока
Стерилизация молока проводится в целях получения безопасного в санитарно-гигиеническом отношении продукта и обеспечении его длительного хранения при температуре окружающей среды без изменения качества. Существует множество способов стерилизации молока (химический, механический, радиоактивный, электрический, тепловой). Например, стерилизация молока посредством радиационной обработки полностью исключает энергозатраты, поскольку стерилизация на гамма-установке происходит за счёт радиоактивного распада источников излучения. Кроме того, молоко не подвергается нагреву, что исключает изменение вкусовых качеств и основных физико-механических свойств, отпадает необходимость охлаждения. Тем не менее, наиболее надёжным, экономически выгодным и нашедшим широкое применение в промышленности является тепловой способ. В молочной промышленности молочное сырье стерилизуют по трём принципиальным схемам: одноступенчатая в упаковке - после розлива молока в упаковку и её герметичной укупорки при температуре 115-120°С с выдержкой 15-30 мин; одноступенчатая с асептическим розливом - косвенная или прямая стерилизация молочного сырья при температуре 135-150оС в течение нескольких секунд с последующим фасованием в асептических условиях в стерильную тару . В зависимости от особенностей производства и фасования готового продукта молочное сырье стерилизуют периодическим и непрерывным способами. Стерилизацию периодическим способом проводят, помещая продукт в упаковке (стеклянных или пластмассовых бутылках) в автоклав и создавая в нем разрежение 0,08 МПа, что соответствует температуре 121оС. При этой температуре продукт выдерживается 15-30 мин. Затем температуру снижают до 20оС. На стерилизацию молоко поступает нормализованным, гомогенизированным, прошедшим предварительный нагрев. Стерилизация непрерывным способом в упаковке осуществляется в гидростатических башенных стерилизаторах. Фасованный в бутылки продукт подастся в первую башню стерилизатора, где нагревается до (86 ± 1)оС. Во второй башне продукт в бутылках нагревается до температуры 115-125оС и выдерживается в зависимости от объёма бутылки 20-30 мин. В третьей башне стерилизатора бутылки охлаждаются до температуры (65 ± 5)оС, в четвертой - до (40 ± 5)оС. Дальнейшее охлаждение идёт в камере хранения продукта. Весь цикл обработки в башенном стерилизаторе составляет приблизительно 1 ч. Такое молоко хранится при температуре 1-20оС не более 2 мес. со времени выработки. В молочной промышленности стерилизация молока и молочных продуктов осуществляется в таре и в потоке. При стерилизации молочною продукта в таре изменяется вкус и снижается его питательная ценность вследствие того, что при довольно длительном тепловом воздействии разрушаются компоненты продукта, определяющие его вкусовые и питательные свойства . Стерилизация в потоке. Наиболее прогрессивной является стерилизация продукта в потоке при ультравысокотемпературном режиме (135-150оС с выдержкой несколько секунд) с последующим фасованием его в асептических условиях в стерильную тару. Ультравысокотемпературная (УВТ) обработка позволяет увеличить продолжительность хранения продуктов до 6 мес. При фасовании молочных продуктов в асептических условиях применяют пакет из комбинированною материала, пластмассовые бутылки, пакеты из полимерного материала, а также металлические банки и стеклянные бутылки. Молоко, стерилизованное в потоке при ультравысокотемпературных режимах с кратковременной выдержкой, но своим качественным показателям приближается к пастеризованному молоку. В процессе стерилизации в потоке продукт нагревается до температуры стерилизации, выдерживается при этой температуре в течение требуемого времени, охлаждается до температуры фасования в асептических условиях. Соотношение температуры и времени обработки определяется требуемой эффективностью стерилизации и имеет большее значение для качества продукта. Верхним температурным пределом стерилизации молока в потоке является 150оС, так как даже кратковременная выдержка при этой температуре может привести к нежелательным изменениям качества продукта. В то же время трудно осуществить технически очень быстрый нагрев до этой температуры и последующее быстрое охлаждение. Нижним температурным пределом является температура 135оС, так как при температуре менее 135оС эффективность стерилизации недостаточна при кратковременной выдержке. Увеличение продолжительности выдержки также нежелательно во избежание ухудшения качества продукта . Таким образом, стерилизация молока в потоке является наиболее эффективным способом тепловой обработки молока.
5. Оценка качества молока
Определение микробиологических показателей проводят методами, предусмотренными нормативными документами, и по методикам, утверждённым органами и учреждениями Госсанэпидслужбы России. Продукт изготовляют в соответствии с требованиям настоящего стандарта по технологическим инструкциям, утвержденным в установленном порядке. По органолептическим характеристикам продукт должен соответствовать требованиям таблицы 1.
Таблица 1 - органолептическая оценка молока Наименование показателяХарактеристикаВнешний видНепрозрачная жидкость. Для жирных и высокожирных продуктов допускается незначительный отстой жира, исчезающий при перемешивании консистенцияЖидкая, однородная нетягучая, слегка вязкая. Без хлопьев белка и сбившихся комочков жираВкус и запахХарактерные для молока, без посторонних привкусов и запахов, с легким привкусом кипячения. Для топленого и стерилизованного молока - выраженный привкус кипячения. Для восстановленного и рекомбинированного допускается сладковатый привкусЦветБелый, равномерный по всей массе, для топленого и стерилизованного - с кремовым оттенком, для обезжиренного - со слегка синеватым оттенком Стерилизованное молоко должно отвечать требованиям промышленной стерильности. Требования промышленной стерильности к стерилизованному и ультрастирилизованному молоку: После термостатной выдержки при температуре 37 градусов Цельсия в течение 3-5 суток отсутствие видимых дефектов и признаков порчи (вздутие упаковки, изменение внешнего вида и другие) отсутствие изменений вкуса и консистенции. После термостатной выдержки допускаются изменения: а) титруемой кислотности не более чем на 2 градуса Тернера; б) КМАФАнМ не более 10 КОЕ/см3 (г) . Заключение
В молоке содержится более 200 веществ легкодоступных для микроорганизмов, поэтому они интенсивно размножаются в нем. В состав молока входят белки, пептоны, полипептиды, глобулины, альбумины, казеин, аминокислоты. Молоко содержит жирные кислоты, липиды, молочный сахар (лактоза), витамины, гормоны, ферменты и минеральные соли. И всегда в натуральном молоке существуют микроорганизмы. При стерилизации молоко освобождается не только от вегетативной микрофлоры, но и от споровой. Такой продукт обладает абсолютной надёжностью с санитарно-гигиенической точки зрения, позволяет осуществлять перевозки на длительные расстояния без охлаждения, исключает необходимость ежедневной поставки в торговлю. Из года в год растёт потребительский спрос на молочные продукты длительного хранения во всех странах мира, расширяется их ассортимент, увеличиваются сроки хранения, совершенствуются пути повышения стойкости в хранении.
Список использованной литературы
1.Твердохлеб Г.В. Технология молока и молочных продуктов / Г.В. Твердохлеб, Г.Ю. Сажинов, Р.И. Раманаускас. - М.: ДеЛи принт, - 2006. - 616 с. Степаненко П.П. Микробиология молока и молочных продуктов / П.П. Степаненко. - М.: ООО «Все для Вас-Подмосковье», - 1999. - 415 с. Соляник Т.В. Микробиология. Учебно-методическое пособие / Т.В. Соляник, А.А. Гласкович. - Горки: БГСХА, - 2014. - 104 с. Курсовая работа. Процесс стерилизации молока и аппараты для его реализации / АлтГАУ: инженерный факультет, - 2011 г., - 26 с. Курсовая работа. Микрофлора молока и молочных продуктов / Павлодарский государственный университет им. С. Торайгыровa, -2012. -31 с. ГОСТ Р 52090-2003. Молоко питьевое. Технические условия; Введ.01.07.04.-М.: Изд-во стандартов, 2008.-5 с. Федеральный закон Российской Федерации от 12 июня 2008 г. N 88-ФЗ "Технический регламент на молоко и молочную продукцию".
Известны следующие способы стерилизации: химический, механический, радиоактивный, электрический и тепловой. Наиболее надежным и экономически выгодным является тепловой. Сущность его заключается в тепловой обработке молока в целях уничтожения в нем не только вегетативных форм микроорганизмов, но и их спор, инактивации ферментов при минимальном изменении его вкуса, цвета и питательной ценности.
Способ и режимы тепловой стерилизации молока должны обеспечивать уничтожение в нем бактерий и их спор, инактивацию ферментов при минимальном изменении его вкуса, цвета и питательной ценности. Требуемые для этого температура и продолжительность нагревания находятся в зависимости от количества и вида спорообразующей микрофлоры в молоке.
Производство стерилизованного молока в значительной степени зависит от качества исходного сырья, в частности от его бактериальной обсемененности и термоустойчивости, ибо требуемый режим стерилизации определяется количеством и видом спорообразующей микрофлоры сырого молока, а способность молока выдерживать необходимый высокотемпературный нагрев без коагуляции белков - его термоустойчивостью.
Молоко, пригодное для пастеризации, может оказаться непригодным для стерилизации вследствие образования хлопьев или даже свертывания. Поэтому к качеству молока, предназначенного для стерилизации, предъявляются повышенные требования.
Сливки и обезжиренное молоко, используемые для нормализации, должны быть получены путем сепарирования молока высшего или первого сорта, выдерживающего алкогольную пробу с 75%-м этиловым спиртом. Сливки должны быть кислотностью в плазме не выше 22°Т, с содержанием жира не более 30 %, обезжиренное молоко - кислотностью не выше 19 °Т.
Эффективность стерилизации находится в прямой функциональной зависимости от температуры и продолжительности ее воздействия.
Для теоретического обоснования вероятности максимального уничтожения бактерий при тепловой стерилизации измеряют первоначальную концентрацию (С н) жизнедеятельных клеток в единице объема предварительно приготовленной микробиологической суспензии. Затем суспензию подвергают тепловой обработке при различных комбинациях температуры и времени выдержки и подсчитывают конечную концентрацию спор (С к).
Стерилизующий эффект определяется по разности десятичных логарифмов первоначальной и конечной концентрации спор (Е с =log 10 С н – log 10 С к) и должен находиться в пределах от 9 до 10. Это означает, например, что эффект стерилизации, равный 9, достигается, когда первоначальное количество спорообразующих бактерий (1000 в 1 см 3) уменьшается до 1 на 1 м 3 .
В молочной промышленности в зависимости от особенностей производства различают периодическую и непрерывную стерилизацию молока и молочных продуктов в таре и в потоке с асептическим розливом.
Периодическая стерилизация в таре может осуществляться одноступенчатым способом - после розлива в тару и ее герметической укупорки при 110-120 °C с выдержкой 15-30 минут. Для одноступенчатой стерилизации в таре служат стерилизаторы периодического действия - автоклавы.
Данный способ стерилизации обеспечивает высокую стойкость продукта при хранении, однако он мало производителен и вызывает физико-химические изменения составных частей молока.
Непрерывная стерилизация при двухступенчатом способе осуществляется следующим образом: первоначально продукт стерилизуют в потоке при 130-150 °C с выдержкой несколько секунд, затем после розлива и герметической укупорки вторично стерилизуют продукт в таре при температуре 110-118 °C в течение 15-20 минут. Двухступенчатый режим стерилизации позволяет инактивировать не только микроорганизмы, имеющиеся в сырье, но и попавшие в продукт при его расфасовке. Готовый продукт можно хранить и употреблять в течение года.
В настоящее время применяют системы прямого и косвенного нагрева. Прямая подача пара применяется реже из-за большихэнергозатрат при удалении конденсата. Качество продукта, стерилизованного пароконтактным способом, во многом зависит от качества пара, используемого для нагрева продукта. Он должен быть сухим, насыщенным, без посторонних примесей и запахов. Однако имеется преимущество прямого нагрева - практически мгновенное нагревание всей массы продукта, что позволяет использовать молоко более низкой термоустойчивости. Кроме этого, мгновенное тепловое воздействие вызывает наименьшие физико-химические изменения составных частей молока.
Для стерилизации продукта способом косвенного нагрева используют трубчатые, пластинчатые и для вязких продуктов скребковые теплообменники, которые характеризуются надежностью в работе, простотой обслуживания, высокой степенью использования тепла. Основная трудность, возникающая при использовании косвенных систем, особенно с пластинчатыми теплообменниками, заключается в пригарообразовании. Степень разрушения компонентов молока при стерилизации различна и зависит от режима стерилизации.
При стерилизации молока в таре изменения составных частей молока выражены особенно резко, что значительно снижает его биологическую ценность.
Однако обычные режимы стерилизации являются более жесткими по сравнению с режимами пастеризации. Высокие температуры нагревания молока и особенно продолжительное действие этих температур, когда оно стерилизуется в таре, вызывают в нем реакции, в результате которых молоко приобретает коричневый оттенок и ярко выраженный кипяченый привкус.
При нагревании молока до температур стерилизации происходит изменение свойств и структуры белка. Эти изменения определяют одну из специфических особенностей молока, которую принято называть термостабильностью. При стерилизации изменение белка проявляется в наиболее выраженной форме, чем при пастеризации, и зависит от режима стерилизации. Наибольшим изменениям при стерилизации подвержены сывороточные белки. Денатурация сывороточных белков при стерилизации молока при обычных режимах выше, чем при пастеризации; к действию тепла более чувствительным является b-лактоглобулин, чем a-лактоальбумин. При повышенной кислотности молока процессы денатурации и образования осадка интенсифицируются.
При стерилизации очень сильно разрушаются витамины. Стерилизация в таре сопровождается разрушением как жирорастворимых, так и водорастворимых витаминов.
Уникальный продукт питания. Он обладает сбалансированным составом, в котором есть белки и витамины, жиры и углеводы, минеральные элементы. Его вкус знаком каждому с детства. Из разнообразия продуктов, которые продаются в магазинах, самым полезным считается пастеризованное молоко. Что оно из себя представляет, сохраняет ли оно свой состав после обработки, может ли оно нанести вред здоровью? Ответы на эти вопросы - в этой статье.
Что такое пастеризованное молоко ?
Это продукт, прошедший термическую обработку. Она увеличивает срок хранения. В процессе промышленной пастеризации молоко нагревают до 60 градусов в течение 1 часа либо до 80 градусов в течение получаса. Под воздействием такой температуры уничтожаются все болезнетворные бактерии и микробы, которые всегда есть в цельном молоке. При пастеризации погибает до 90 или даже 99% микроорганизмов (данные по этому вопросу разнятся). С помощью насосов молоко очищают от посторонних примесей, затем перекачивают в сепаратор, где отделяют сливки. Затем продукт охлаждается и помещается в специальную емкость, фасуется и отправляется в холодильник.
Срок годности продукта в итоге увеличивается до недели при условии хранения в закрытой упаковке в холодильнике. Потом молоко скисает, образуется простокваша. При комнатной температуре продукт может храниться всего несколько часов.
Чем отличается ультрапастеризованное молоко ?
В последнее время на прилавках магазинов можно встретить не только пастеризованное молоко, но и ультрапастеризованное. Оно производится по схожей технологии, но нагревается до большей температуры, равной 135 градусов, в течение всего 2-3 секунд. Проведенные исследования подтверждают, что столь короткого времени обработки достаточно для качественной очистки молока от вредных бактерий. Затем его сразу охлаждают до +4 градусов.
Ультрапастеризация продлевает срок годности продукта до 6 недель и более, причем даже при хранении при комнатной температуре. После вскрытия упаковки оно остается свежим 3-4 дня, затем скисает, как и все остальное молоко.
Видео: Что скрывается под обозначениями на молоке. Стерилизованное, пастеризованное молоко.
Полезные свойства и состав
Пастеризованное молоко по своим характеристикам уступает цельному. Все же его можно назвать полезным продуктом. Из всех современных методов обработки молока лучшим считается именно пастеризация, поскольку она позволяет удалить все посторонние примеси, разрушить вредные микробы и споры грибков. Поэтому такой продукт не нуждается в дополнительном кипячении перед употреблением.
Калорийность пастеризованного молока невысокая. В 100 граммах продукта 2,5% жирности содержится 54 Ккал, а в 3,5% жирности – 60 Ккал. Выпивая 1 стакан, человек получает:
- почти 50% суточной нормы кальция;
- другие минералы - медь, йод, стронций;
- витамины D, группы B.
молочный белок;
Пастеризованный продукт отлично подойдет людям, которые не переносят вкуса парного. Он не содержит консервантов, безопасен для здоровья и подходит для детского питания. Температура, при которой проводится пастеризация, позволяет сохранить большинство витаминов и микроэлементов.
Особенно полезным считается белковое пастеризованное молоко – получают его, смешивая цельное и сухое обезжиренное. В нем 1% жира и 4,3-4,5% белка.
Есть и обезжиренное пастеризованное молоко, в котором содержание жира составляет лишь сотые части процента. Такой продукт полезен людям с непереносимостью животных жиров.
Стерилизация происходит при значительно более высокой температуре - до 150 градусов. Таким образом сырье обрабатывается в течение получаса.
Есть 3 основных различия между двумя видами продукта:
- В пастеризованном молоке сохраняются полезные молочнокислые бактерии, а в стерилизованном совсем не остается полезной микрофлоры.
- Пастеризованное молоко в герметично закрытой коробке хранится около недели (ультрапастеризованное - 2 месяца или более). Стерилизованное же не теряет своих качеств в течение года после изготовления, если заводскую упаковку все это время не вскрывают.
- У стерилизованного молока меньше пищевая ценность, чем у пастеризованного.
По практичности стерилизованное молоко выигрывает. Оно хранится гораздо дольше. По составу полезнее все же пастеризованный продукт.
Сравнение пастеризации и ультрапастеризации
После пастеризации все же выживают некоторые бактерии, которые отличаются особой термостойкостью. Ультрапастеризация уничтожает все вредные микроорганизмы, но полезные вещества при этом остаются: обработка проводится при более высокой температуре, но всего 2-4 секунды. В таких условиях не разрушается молочный сахар (лактоза), сохраняются изначальные свойства кальция и других минеральных солей, витаминов, ферментов.
Специалисты Института пищевых технологий США называют ультрапастеризацию одним из высших достижений 20 в. Результаты многих исследований показывают, что такая кратковременная обработка позволяет сохранить гораздо больше ценных бактерий и витаминов. Многие из этих полезных веществ не выдерживают длительного нагрева в процессе пастеризации и разрушаются.
Как сделать так, чтобы молоко дольше оставалось свежим и полезным?
Если есть необходимость в том, чтобы продлить срок годности пастеризованного молока, можно его заморозить. В морозильной камере продукт сохранит свои полезны качества. Только замораживать следует только 1 раз, а затем нужно кипятить. Стоит прокипятить пастеризованное молоко и в том случае, если им собираются кормить маленького ребенка.
Можно пастеризовать дома фермерское молоко. Это поможет продлить срок годности, ведь скисает такой продукт очень быстро. Понадобятся большая кастрюля, простерилизованные бутылки или банки с плотными крышками и воронка. Порядок действий следующий:
Налить молоко в кастрюлю.
Довести до кипения.
Остудить.
Разлить в банки.
Плотно закрыть и убрать в холодильник.
Пастеризованное молоко, приготовленное в домашних условиях, сможет простоять в холоде с плотно закрытой крышкой около недели. Все это время оно будет оставаться свежим, все полезные бактерии, витамины, микроэлементы в нем сохранятся.
Возможный вред
Потенциальный вред продукта в основном связан с тем, что для продления срока годности могут добавляться химические вещества.
В результате пастеризации погибает до 90% вегетативных форм бактерий, которые обитают в молоке. Проблема в том, что уничтожаются только те микроорганизмы, что находятся в активном состоянии. Их споры остаются жизнеспособными (хотя ультрапастеризации они не выдерживают). После попадания в организм человека при появлении более-менее благоприятных условий они начнут быстро размножаться. Поэтому хранить пастеризованное молоко следует правильно - при прохладной температуре и не дольше срока, указанного на упаковке. Иначе употребление продукта может грозить отравлением и другими негативными реакциями организма.
Можно сделать вывод о том, что пастеризованное молоко – не полностью обезвреженное. Его правильнее назвать продуктом с удлинённым сроком годности. Если условия хранения соблюдаются, а само молоко качественное, то рисков для здоровья оно несет не больше, чем парное.
Скрытые угрозы для детей
Для детского питания оптимально подходит именно пастеризованное молоко. В нем нет вредных консервантов, которые провоцируют аллергические реакции, в том числе диатез.
Есть и предостережение для родителей. Готовить каши на пастеризованном молоке ребенку рекомендуется только с возраста 6-7 лет. После 1 года малыш может его пить, но не раньше.
Пастеризованное молоко для ребенка лучше прокипятить. В ходе тепловой обработки на заводе некоторые микроорганизмы, покрытые устойчивой пленкой, не разрушаются. Для взрослых они безопасны, но детский организм более чувствительный.
Как выбрать полезное молоко в магазине?
Разновидностей пастеризованного молока много . Поэтому в магазине стоит в первую очередь смотреть на дату изготовления и срок годности. Если он истек или завершается в скором времени, от покупки лучше отказаться.
Полиэтиленовые пакеты не подходят для длительного хранения продукта. Еще они недостаточно прочные. Пластик передает посторонний вкус и запах молоку. У стеклянных бутылок такого недостатка нет, но лучше выбирать продукцию в картонных пакетах. Они отлично подходят для длительного хранения.
Также следует изучить состав. Если там указано цельное молоко, это натуральный продукт, который прошел термическую обработку. Цельное молоко может разбавляться восстановленным - произведенным из сухого порошка. Оно не обязательно некачественное, просто полезных веществ в таком продукте меньше.
Есть простой способ проверить качество молока. Нужно капнуть его каплю в стакан воды. Если она опустится на дно, молоко цельное, если растечется - разбавленное.
У хорошего пастеризованного молока не бывает осадка, но это можно проверить лишь дома уже после вскрытия пакета.
В импортном молоке часто находят антибиотики. Если оно долго не скисает, значит, эти вещества в продукте есть, как и стабилизаторы кислотности. Покупать его явно не стоит - пользы для здоровья это не принесет.
Стерилизация молока – это тепловая обработка молока (выше 100°С) с целью повышения стойкости в хранении путем уничтожения как вегетативных, так и споровых форм микроорганизмов.
Эффективность стерилизации Э С определяется по разности десятичных логарифмов первоначальной концентрации спорообразующих микроорганизмов в исходном молоке С Н и конечной концентрации спор С К в продукте после тепловой обработки: Э С = lg 10 С Н – lg 10 С К . Она должна быть в пределах от 9 до 10 Эффективность стерилизации находится в такой же прямой зависимости от температуры и продолжительности ее воздействия, как и при пастеризации. Стерилизация по сравнению с пастеризацией проводится при более высоких температурах, но с менее продолжительной выдержкой, поэтому физико-химические свойства молока претерпевают почти такие же изменения, как при пастеризации.
В зависимости от особенностей производства и фасования, продукта различают периодическую и непрерывную стерилизацию в таре и в потоке с асептическим розливом. Периодическая стерилизация в таре осуществляется после фасования и герметического укупоривания продукта при температуре 110–120 °С в течение 15–30 мин. Для одноступенчатой стерилизации в таре служат стерилизаторы периодического действия – автоклавы. При периодической стерилизации продукт в таре загружают в стерилизатор, нагревают паром, выдерживают определенное время и охлаждают водой или воздухом до 40–50 °С. Периодический способ стерилизации обеспечивает высокую стойкость продукта при хранении даже в неблагоприятных условиях (при 50 °С) в течение 12 месяцев и более. Однако этот способ малопроизводителен и вызывает физико-химические изменения составных частей молока вследствие продолжительного теплового воздействия. В результате этих изменений молоко приобретает сильно выраженный кипяченый вкус, буровато-кремовую окраску.
Наибольшее распространение получила непрерывная стерилизация с одноступенчатым и двухступенчатым режимами. При одноступенчатой стерилизации в потоке продукт подвергают кратковременной ультравысокотемпературной обработке (УВТ) при температуре 130–150 °С в течение нескольких секунд, после чего фасуют в асептических условиях в стерильную тару. Стерилизация в потоке может осуществляться прямым или косвенным нагревом. Прямой нагрев осуществляется путем смешивания теплоносителя (пара) с продуктом, а косвенный нагрев – через теплопередающую поверхность. При смешивании с паром происходит практически мгновенное нагревание продукта, что позволяет использовать молоко более низкой термоустойчивости. Кроме того, мгновенное тепловое воздействие вызывает наименьшие физико-химические изменения. К существенным недостаткам указанного способа относятся низкий коэффициент регенерации тепла, повышенные требования к качеству пара, используемого для нагревания продукта.
Для стерилизации продукта способом косвенного нагрева применяют трубчатые, пластинчатые и для вязких продуктов скребковые теплообменники. Эти теплообменники характеризуются надежностью в работе, простотой обслуживания, высокой степенью использования тепла. Однако при стерилизации в теплообменниках косвенного нагрева быстрее образуется пригар на теплопередающих поверхностях.
Непрерывная стерилизация при двухступенчатом режиме осуществляется в следующей последовательности: первоначально продукт стерилизуют в потоке при 130–150 °С в течение нескольких секунд, затем после розлива и укупоривания вторично стерилизуют продукт в таре при температуре 110–118 °С в течение 15–20 мин. Двухступенчатый режим стерилизации предназначен не только для уничтожения микроорганизмов, имеющихся в сырье, но и попавших в продукт при его фасовании. Продукт, полученный при двукратном режиме стерилизации, обладает высокой стойкостью при длительном хранении.
При выборе способа стерилизации и типа установок следует учитывать условия эксплуатации, качество исходного сырья, вид вырабатываемого продукта и экономическую целесообразность.
Глава 4. ТЕХНОЛОГИЯ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ЗАКВАСОК И КОНЦЕНТРАТОВ
Термин «стерилизация» (от латинского «sterilis», что значит «бесплодный») знаком многим. В 1860 году Луи Пастер сумел простерилизовать молоко, нагрев его до 123° С, под давлением 1,5 атмосферы. С этого времени методы тепловой обработки стали развиваться в нескольких направлениях.
ПОЧЕМУ МОЛОКО НАДО СТЕРИЛИЗОВАТЬ
Обычно питьевое молоко, которое продают в бутылках и пакетах, до разлива подвергнуто пастеризации, то есть нагреву до 63-87° С и выдержке при этой температуре. В таком молоке уничтожены вегетативные и болезнетворные формы бактерий. Пастеризация дает довольно безопасный продукт, но срок безопасности невелик. Почему? Потому что после пастеризации остаются споры бактерий, они развиваются и выделяют продукты своей жизнедеятельности, которые разлагают белок молока. Только нагревание молока до 136-140° С ведет к гибели всех микроорганизмов.
ВСЯКОЕ ЛИ МОЛОКО ПРИГОДНО ДЛЯ СТЕРИЛИЗАЦИИ
Нет, не всякое. Оно должно выдерживать так называемую алкогольную пробу. Суть ее состоит в том, что молоко смешивают с этиловым спиртом. В «слабом» молоке спирт отнимает воду у казеина, и он выпадает в осадок. Такое молоко для стерилизации непригодно, оно разрушается при нагреве.
Перед стерилизацией молоко очищают и доводят до 3,5% жирности. Вслед за этим по трубопроводу оно поступает в герметичный аппарат. Там его подогревают до 75 градусов встречным потоком горячего молока, после этого оно поступает в смеситель, где и идет собственно стерилизация — смешивание с потоком сухого очищенного пара. Мгновенно, в течение десятой доли секунды, молоко нагревается до 140 градусов. Чтобы оно не закипело и не пригорало, в установке поддерживают высокое давление. Нагретое молоко после кратковременной выдержки поступает в вакуум-камеру. Здесь удаляют лишнюю влагу, а также часть эфирных соединений, придающих молоку кормовой привкус. Затем в гомогенизаторе под высоким давлением происходит дробление молочных жировых шариков. Гомогенизация делает стерилизованное молоко белее, оно не расслаивается и становится вкуснее.
И, наконец, после гомогенизации молоко охлаждают и направляют в автоматы, которые разливают его в стерильные бумажные пакеты — без доступа воздуха и человеческих рук. Стерилизованное молоко, согласно инструкции, можно хранить при комнатной температуре не менее 10 дней, а практически до четырех недель (при условии, что пакеты не вскрывают).
Можно совершенно серьезно утверждать, что по качеству стерилизованное молоко мало в чем уступает не только пастеризованному, но и сырому. Например, незаменимые аминокислоты лизин, метионин и триптофан почти полностью сохраняются в нем. Витаминов A, D, Е, группы В в стерилизованном молоке столько же, сколько в сыром или ненамного меньше. Исключение — витамин С, содержание которого снижается примерно на 30%, что, правда, не больше, чем при обычной пастеризации.