Технология молока и молочных продуктов

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации ФГБОУ ВПО Алтайский государственный аграрный университет Зооинженерный факультет КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА По дисциплине: Молочное дело Выполнила Каржавина Е.А.

Студентка 5 курса, шифр 90 111

Проверила: Л. А. Попова Барнаул 2014

1. Понятие о молоке и его значение в жизни человека

2. Водорастворимые витамины

3.Обработка молока на ферме

4. Технологический процесс производства кефира, простокваши Библиографический список

1. Понятие о молоке и его значение в жизни человека

Молоко — полноценный, полезный продукт питания представляющий собой сложную физиологическую жидкость основными компонентами является белки, жиры, углеводы.

Состав молока различных млекопитающих определяется теми условиями окружающей среды, в которых происходит рост молодого организма.

Прежде всего следует отметить высокое содержание солей Ca2+и P, которые нужны организму для формирования костной ткани, восстановления крови, деятельности мозга и т. д. Около 80% суточной потребности человека в кальции удовлетворяется за счет молочных продуктов. В молоке содержится такие важные микроэлементы, как K, Mg, Cl, а также микроэлементы — Zn, Co, Mn, Cu, Fe, J, которые участвуют в построении ферментов, гормонов и витаминов. Молоко является постоянным и важным источником почти всех видов витаминов. Так суточная потребность в относительно дефицитном витамине В2 удовлетворяется на 42- 50% за счет молока и молочных продуктов. Также основным источником витамина, А в питании человека является сливочное масло.

Особо важное значение молоко и молочные продукты имеют в питании детей и пожилом возрасте, а также в питании больных. Молоко и молочные продукты отличаются от всех других продуктов питания тем, что в их составе представлены все необходимые для организма пищевые и биологически активные вещества в сбалансированном состоянии.

Состав молока сложный, в нем содержится более 100 необходимых организму пищевых веществ: жирные кислоты, аминокислоты, витамины, сахара, различные минеральные соли, гормоны и т. д.

Наиболее распространено в питании коровье молоко. Его хим. состав (в %): вода — 87,5; жир — 3,8; белки — 3,3; углеводы — 4,7: минеральные вещества — 0,7. Наряду с коровьим в пищу употребляют молоко других с.-х. животных: овец, коз, буйволиц, верблюдиц, кобылиц и т. д. В вашей стране создана мощная молочная промышленность и широкая сеть молочных хозяйств (ферм). В продажу поступает молоко, содержащее различный процент жирности, сухое, сгущенное, широкий ассортимент молочнокислых продуктов и других продуктов переработки молока. Молочный жир отличается особым составом, вкусом и высокой усвояемостью. Молочные белки (казеин, альбумин, глобулин) содержат все незаменимые аминокислоты. Установлено, что 1 л молока удовлетворяет почти половину суточной потребности взрослого человека в незаменимых аминокислотах. Молочный сахар (лактоза) по питательности равен обычному сахару, но менее сладок. Среди большого числа витаминов, содержащихся в молоке, наиболее существенно содержание жирорастворимых витаминов А, Е, а также витаминов группы В.

Весьма разнообразен минеральный состав молока. По сравнению с другими продуктами оно богаче солями кальция, фосфора, калия, магния и микроэлементами. Усвояемость кальция молока выше, чем кальция круп, овощей, хлеба, что делает М. особенно необходимым в питании детей, а также беременных и кормящих женщин. Содержание всех веществ в молоке подвержено существенным колебаниям в зависимости от сезона, характера кормов, породы скота, периода лактации и т. д.

Ветслужба следит за здоровьем животных, своевременной изоляцией заболевших, их лечением, выдает разрешение на использование молока животных после их выздоровления, следит за употреблением антибиотиков и других лекарств, за правильным использованием дезинфицирующих средств для защиты животных от паразитов, за содержанием пастбищ, выполнением инструкций и распоряжений по охране животных от заболевания и т. д. Эти правила должны строго выполняться не только колхозами и совхозами, но и отдельными лицами, содержащими коров или других молочных животных.

Связано это с тем, что молоко является хорошей средой для размножения болезнетворных микроорганизмов и через него могут передаваться различные заболевания (туберкулез, бруцеллез, ящур сибирская язва, туляремия, брюшной тиф, дизентерия). Все товарное молоко подлежит обязательной пастеризации, что гарантирует его безвредность. Такое молоко можно употреблять без дополнительной термической обработки. Молоко, купленное у частного владельца коровы, следует прокипятить. Молоко., поступающее в продажу, имеет на упаковке дату его возможной реализации; хранить молоко следует в холодильнике. Для продления сроков хранения промышленность выпускает консервированное молоко — сухое и сгущенное (стерилизованное и с сахаром). Все виды переработанного молока полноценный заменитель свежего в питании детей и взрослых; хранить его следует в сухом прохладном месте.

Молоко широко используется в питании больных различными заболеваниями, особенно при болезнях сердечнососудистой системы, печени, поджелудочной железы, желчных путей, цистите, при заболеваниях, требующих механически щадящей пищи. У некоторых людей наблюдается непереносимость молока; это связано с болезнью обмена веществ — галактоземией.

К молочнокислым продуктам относятся сметана, творог, простокваша, творожные сырки, ацидофилин, кефир, ацидофильное молоко и др. В республиках нашей страны готовят национальные молочнокислые продукты — варенец, ряженку, мацони, катык, айран, йогурт, кумыс и др.

Молочнокислые продукты сохраняют ценные пищевые и биологические свойства, присущие молоку (высокое содержание полноценного молочного белка и жира, витаминный и минеральный состав, хорошую усвояемость), п наряду с этим приобретают новые качества, позволяющие отнести их к продуктам лечебно-профилактического, диетического направления. Известно нормализующее действие молочнокислых продуктов на кишечную микрофлору, подавляющее развитие гнилостных микроорганизмов. Молочнокислые продукты отличаются высокой усвояемостью; так, по сравнению с молоком простокваша усваивается в 2−3 раза быстрее и более полно. В молочнокислых продуктах в процессе их получения образуются мелкие, нежные хлопья, наиболее доступные действию пищеварительных соков. Благодаря этим свойствам молочнокислые продукты широко применяются в питании детей раннего возраста, а также пожилых и престарелых людей; Промышленное производство молочнокислых продуктов основано на применении чистых культур молочнокислых бактерий и молочных дрожжей, в качестве сырья используют пастеризованное молоко. Различают молочнокислые продукты молочнокислого и смешанного брожения. К продуктам молочнокислого брожения относят простоквашу (обыкновенную, мечниковскую, приготовляемую при использовании болгарской палочки), ряженку (прогретую смесь молока и сливок) и варенец (изготовляется из топленого молока).

К продуктам смешанного брожения (молочнокислого и спиртового) относят кефир и кумыс. Различают кефир жирный (3,2% жира) и обезжиренный. Кефир также широко применяется в лечебном питании: он оказывает благоприятное действие на пищеварение, стимулируя моторную функцию кишечника, нормализуя его микрофлору. Кумыс готовится из кобыльего и коровьего молока и давно уже применяется при лечении легочного туберкулеза. Он оказывает общеукрепляющее действие, повышая обмен веществ, улучшая переваривание и усвоение пищи.

2. Водорастворимые витамины

Витамины — это группа низкомолекулярных биосоединений разной химической природы, которые необходимы для существования живого организма в очень незначительных концентрациях по сравнению с основными продуктами питания. Первоисточником витаминов в большинстве случаев являются растения. Водорастворимые витамины в организм человека и животных поступают с пищей.

Полное отсутствие витаминов в рационе человека или нарушения процессов их усвоения приводит к развитию авитаминозов, недостаточное количество витаминов в пище провоцирует развитие гиповитаминозов, чрезмерное количество — гипервитаминозы. Это негативно сказывается на большинстве обменных реакциях, приводит к торможению процессов роста и развития, снижается иммунологическая резистентность.

Жирои водорастворимые витамины являются регуляторами обмена веществ. Из многих витаминов в организме синтезируются ферменты — биокатализаторы, при помощи которых осуществляются реакции обмена веществ. Гипои авитаминозы могут быть вызваны наличием в пище антивитаминов — структурных аналогов витаминов: они вытесняют витамины с определенных реакций метаболизма и не способны исполнять их функции. Кроме этого, антивитамины могут быть соединениями, которые инактивируют витамины, расщепляя их на простые вещества, или образуют с витаминами химически неактивные комплексы.

Существует несколько классификаций витаминов. Основными из них являются физическая и химическая. Согласно с физической классификацией витамины, растворимые в жирах, называют жирорастворимыми те, которые растворяются в воде — водорастворимыми. Данная классификация является общепризнанной. Химическая классификация витаминов основана на характере строения молекул: витамины гетероциклического ряда, алициклического ряда, алифатического ряда, ароматического ряда.

Водорастворимые витамины хорошо растворяются в воде, при этом практически не растворяются в жирах и органических растворителях. Они термолабильны (разрушаются при высоких температурах), не могут депонироваться в организме.

Витамины водорастворимые. Тиамин (витамин В1) построен из производных пиримидина и тиазола. Наиболее богаты им дрожжи, капуста, шпинат, морковь, горох, бобы, почки, яйца, молочная сыворотка. Этот витамин может также синтезироваться и микрофлорой кишечника. Принимает участие в регуляции углеводного метаболизма. При его дефиците нарушается функция сердца и нервной системы, возможны мышечные судороги.

Рибофлавин (витамин В2) играет ключевую роль в обменных процессах в организме так, как является коферментом ряда энзимов, которые участвуют в процессах тканевого дыхания.

Пиридоксин (витамин В6) — производное пиридина, входит в состав энзимов амитрансферазы и декарбоксилазы. Аминотрансферазы переносят аминогруппы от одной кислоты на другую. Декарбоксилазы катализируют гидролиз карбоксильной группы. Недостаток витамина провоцирует развитие дерматологических заболеваний.

Никотинамид (витамин В5) — амид никотиновой кислоты, составная часть кодегидраз, которые отщепляют Гидроген из органических веществ. При недостатке витамина развиваются дерматиты.

Цианокобаламин (витамин В12) имеет очередь сложную химическую структуру. Центральным атомом является кобальт. Принимает участие в кроветворении. При дефиците цианокобаламина в организме развивается алиментарная анемия.

Водорастворимые витамины — аскорбиновая кислота. Данный витамин широко используется для лечения цинги. Значительное количество витамина содержится в цитрусах, шиповнике, черной смородине, хрене, яблоках, брюкве, помидорах и т. д.

Витамины группы Д относятся к жирорастворимым. На сегодня синтезирован водорастворимый витамин Д. Известно, что холекальциферол (витамин Д3) может синтезироваться в нашем организме в результате действия солнечного света. Наш организм особенно чувствителен к Д-гиповитаминозам особенно в осенне-зимний период. Особенно ярко это выражается у детей грудного возраста.

В чем преимущества водорастворимой фракции витамина Д3? Водный раствор витамина Д3 лучше всасывается в пищеварительном тракте по сравнению с масляными растворами. Водный раствор холекальциферола особенно популярен в педиатрии.

3. Обработка молока на ферме

Первичная обработка молока включает в себя очистку, охлаждение и хранение охлажденного молока. Она не должна изменять его натуральных свойств.

От механических примесей свежевыдоенное молоко очищают процеживанием через металлическое сито-цедилку со слоем марли или специальным фильтром (лавсановым) заводского производства при сливе его в молочную флягу. При доении в молокопровод применяют специальные закрытые щ. точные фильтры. На молочных фермах промышленного типа применяют центробежные молокоочистители.

При вращении барабана сепаратора центробежная сила отбрасывает к периферии более тяжелые механические примеси, бактериальные и соматические клетки.

Охлаждают молоко до 4−8°С сразу же (не позднее, чем через 2 часа) после выдаивания. Чем быстрее охладить молоко после дойки, тем лучше сохраняются его бактерицидные вещества. Для его охлаждения применяют различные охладители или холодильные установки. Международная молочная федерация предлагает молоко охлаждать до следующих температур: до 15 °C, если молоко направляется на переработку в течение 4 часов после дойки; до 10 °C, если молоко направляется на переработку не позже 24 часов после дойки; до 4 °C, если молоко хранится на ферме свыше суток.

Вывозят молоко с ферм специализированным автотранспортом. На молочных предприятиях все молоко, которое закупается государством, обязательно подвергается пастеризации, то есть нагреванию, при котором микробы, находящиеся в молоке, погибают. Пастеризация бывает длительная (молоко выдерживают 30 минут при 63—65°С), кратковременная (15—16 минут при 72—76°С) и мгновенная (при 85—90°С).

Молоко от коров, больных инфекционными болезнями (определенных ветеринарным законодательством), стерилизуют, чтобы уничтожить всю микрофлору. Осуществляют ее нагреванием под давлением до 140 °C.

На ферме с поголовьем 200 коров при использовании ОМ-1А может быть достаточна холодильная установка на 24 000 кКкал/час для установки МВТ-14−1-0. Для хранения молока можно применять резервуар-охладитель с промежуточным хладагентом, используя работающую с ним холодильную установку и для предварительного охлаждения молока в охладителе агрегата ОМ-1. молоко физиологический кефир простокваша На фермах с поголовьем 200 коров вместо ОМ-1 и ОМ-1А можно использовать агрегат ОМ-1.50 с очисткой молока — фильтрацией. В этом случае нужна холодильная установка МВТ-20−1-0 при потоке молока 600 литров/час или две установки МВТ-14−1-0 при потоке молока от 600 до 800 литров/час.

На фермах с поголовьем 200 коров с высокопродуктивным стадом свыше 4000 кг на корову в год целесообразно охлаждать молоко в потоке с пластинчатым охладителем с последующим хранением его в резервуаре-термосе. Такая схема пригодна и для широко распространенной фермы на 400 коров, состоящей из двух коровников по 200 голов с доением в доильных залах типа «Тандем» и «Елочка».

В этом случае при среднем часовом потоке молока от доильной установки до 400 литров/час используют холодильную установку МВТ-14−1-0, от 400 до 600 литров/час — установку МВТ-20−1-0, свыше 600 до 800 литров/час — две установки МВТ-14−1-0, а при потоке свыше 800 литров в час — АВ-30.

Для ферм с поголовьем 200−400 коров и доением в стойлах в молокопровод или доильном зале на установках «Тандем» и «Елочка» применяют технологическую схему, согласно которой очистка и охлаждение молока предусматривается в агрегате ОМ-1А, который используется вместо входящих в комплект доильных установок оборудования для первичной обработки молока.

Для фермы на 400 коров с двумя доильными установками «Елочка» нужно два агрегата ОМ-1А.

Хранить охлажденное до 4−5 градусов молоко следует в резервуаре-термосе, вместимость которого должна быть не менее максимального суточного удоя на ферме. Производительность модернизированного агрегата ОМ-1А предопределяется потоком молока, поступающим из молокопровода. Поток молока из установки АДМ-8 может составлять в зависимости от сезона и продуктивности коров от 400−500 до 800−1000 литров/час, установок «Елочка» и «Тандем» — от 300 до 600 литров/час. В зависимости от этого в комплекте предусматривают холодильную установку с соответствующей холодопроизводительностью.

Схема для ферм с поголовьем 800, 1200 и 1600 коров и доением в специальном помещении на нескольких однотипных установках предусматривает использование вместо нескольких охладителей АДМ-33 000, входящих в комплект доильных установок, один общий высокопроизводительный охладитель.

Для равномерной загрузки охладителя молоко, поступающее от молокопроводов доильных установок, собирается в приемный бак, а из него подается насосом в охладитель. Бак должен быть оборудован устройством для автоматического включения и выключения молочного насоса, чтобы исключать засасывание в охладитель воздуха, когда в баке нет молока.

Охладитель АДМ-33 000 может использоваться с 2−3 установками УДА-8А в том случае, если среднечасовой поток молока от них не превышает 1000 литров в час. При большем потоке применяют охладитель ООТМ. Для охлаждения молока до 4−5 градусов в аппарате АДМ-33 000 нужна холодильная установка АВ-30. При доении на доильных установках АДМ-8 на 2−3 установках УДА-8А поток молока обычно не превышает 1500−2000 литров в час, поэтому для охлаждения в ООТМ можно использовать 2−3 холодильные установки МВТ-20−1-0 или 2 установки АВ-30.

4. Технологический процесс производства кефира, простокваши

Простокваша и кефир относятся к кисломолочным напиткам. Все виды кисломолочных напитков вырабатываются путем сквашивания подготовленного исходного сырья заквасками определенных чистых культур.

Полученный сгусток охлаждается, а для некоторых продуктов он созревает.

Для получения кефира, простокваши используют молоко цельное и обезжиренное, сливки.

Существует два способа производства кисломолочных напитков — резервуарный и термостатный.

Резервуарный способ Технологический процесс производства кисломолочных напитков резервуарным способом состоит из следующих технологических операций: подготовки сырья, нормализации, пастеризации, гомогенизации, охлаждения, заквашивания, сквашивания в специальных емкостях, охлаждения сгустка, созревания сгустка, фасовки.

Для производства кисломолочных напитков используется молоко не ниже второго сорта кислотностью не выше 19°Т, которое предварительно подвергают очистке.

Кисломолочные напитки вырабатывают с различной массовой долей жира: 6; 4; 3,2; 2,5 1,5; 1%. Поэтому исходное молоко соответственно нормализуется до требуемой массовой доли жира. Нормализация молока осуществляется в потоке на сепараторах — нормализаторах или смешением. Нежирные продукты вырабатываются из обезжиренного молока.

При нормализации сырья смешением массу продуктов для смешения определяют по формулам материального баланса или по рецептуре.

Нормализованное сырье подвергается тепловой обработке. В результате пастеризации уничтожаются микроорганизмы в молоке и создаются условия, благоприятные для развития микрофлоры закваски. Наилучшие условия для развития микроорганизмов создаются, если молоко пастеризуется при температурах, близких к 100 °C. При этих условиях происходит денатурация сывороточных белков, которые участвуют в построении структурной сетки сгустка, повышаются гидратационные свойства казеина и его способность к образованию более плотного сгустка, хорошо удерживающего сыворотку. Поэтому при производстве всех кисломолочных напитков, кроме ряженки и варенца, исходное сырье пастеризуется при температуре 85—87°С с выдержкой 5—10 мин или при 90— 92 °C с выдержкой 2—3 мин, ряженки и варенца — 95—98°С с выдержкой 2—3 ч.

Тепловая обработка молока обычно сочетается с гомогенизацией. В результате гомогенизации при температуре 55—60°С и давлении 17,5 МПа улучшается консистенция кисломолочных продуктов и предупреждается отделение сыворотки.

После пастеризации и гомогенизации молоко охлаждается до температуры заквашивания. При использовании закваски, приготовленной на термофильных бактериях, молоко охлаждается до 50—55°С, мезофильных—30—35°С и кефирной закваски— 18—25°С.

В охлажденное до температуры заквашивания молоко должна быть немедленно внесена закваска, соответствующая виду продукта. Наиболее рационально вносить закваску в молоко в потоке. Для этого закваска через дозатор подается непрерывно в молокопровод и в смесителе смешивается с молоком.

Сквашивание молока проводят при температуре заквашивания. В процессе сквашивания происходит размножение микрофлоры закваски, нарастает кислотность, коагулирует казеин и образуется сгусток. Окончание сквашивания определяют по образованию достаточно плотного сгустка и достижению определенной кислотности.

По окончании сквашивания продукт немедленно охлаждается. Кисломолочные продукты, вырабатываемые без созревания, немедленно направляются на охлаждение.

Кефир, вырабатываемый с созреванием, после сквашивания охлаждается до 14—16°С и при этой температуре созревает. Продолжительность созревания кефира не менее 10—12 ч. Во время созревания активизируются дрожжи, происходит процесс спиртового брожения, в результате чего в продукте накапливаются спирт, углекислота и другие вещества, придающие этому продукту специфические свойства.

Технологическая линия производства кисломолочных напитков резервуарным способом. Молоко из емкости для сырого молока подается в балансировочный бачок, откуда направляется в рекуперативную секцию пастеризационно-охладительной установки, где подогревается до 55—57°С.

Для пастеризации молока используются пастеризационно-охладительные установки для кисломолочных продуктов, в которых можно проводить пастеризацию с необходимой выдержкой и последующим охлаждением до температуры сквашивания. Подогретое молоко направляется сначала в сепаратор-нормализатор, а затем — на гомогенизатор.

Для гомогенизации предназначены гомогенизаторы клапанного типа. Из гомогенизатора молоко сначала поступает в секцию пастеризации, далее через пульт управления — в емкость для выдерживания и возвращается в рекуперативную секцию и. в секцию охлаждения пастеризационно-охладительной установки, где охлаждается до температуры заквашивания. Если по выходе из секции пастеризации молоко не достигло заданной температуры, то оно с помощью возвратного клапана направляется в балансировочный бачок для повторной пастеризации. Охлажденное молоко поступает в емкость для производства кисломолочных напитков, перемешиваясь в смесителе с закваской.

Сквашивание молока проводят в специальных двустенных вертикальных емкостях, оборудованных мешалками с автоматическим устройством.

Мешалка устроена таким образом, чтобы не взбалтывала кефир и не резала бы его на пласты и кубики, а равномерно и одновременно перемешивала всю массу кефира. Частичное перемешивание или разрезка сгустка приводит к отделению сыворотки, а взбалтывание мешалкой — к пенообразованию, что в свою очередь вызывает отделение сыворотки.

Автоматическое устройство обеспечивает протекание сквашивания по определенному циклу: перемешивание — покой — перемешивание, а также служит для включения системы охлаждения. Охлаждение осуществляют холодной водой или рассолом, циркулирующим по кольцевому зазору между внутренней и средней емкостями. Средняя емкость снабжена теплоизоляцией, облицованной защитным кожухом.

Для выработки кисломолочных продуктов используются емкости вместимостью 2000, 4000, 6000 и 10 000 л.

Заквашенное молоко сквашивается в емкости до требуемой кислотности.

Полученный сгусток охлаждается в той же емкости, при этом через каждые 30—40 мин включается мешалка для размешивания сгустка и более быстрого его охлаждения. Если требуется созревание, то сгусток охлаждается до температуры созревания и оставляется в емкости на созревание.

Охлаждение продукта можно проводить в потоке. Для этого молоко заквашивается в емкости, а по достижении заданной кислотности продукт подается на пластинчатый охладитель, где охлаждается в потоке до требуемой температуры и поступает в промежуточную емкость, откуда направляется на фасовку.

Кисломолочные напитки фасуются в термосвариваемые пакеты или в стеклянную тару на автоматах для фасовки жидких молочных продуктов.

Библиографический список

1. Барабанщиков Н. В. Молочное дело: учебник / Н. В. Барабанщиков, А. С. Шувариков. — М.: Изд. МСХА, 2000.

2. Степанова Л. И. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры. Т.2. Масло коровье и комбинированное. — СПб: ГИОРД, 2002. — 336 с.

3. Технология молока и молочных продуктов / Г. Н. Крусь, А. Г. Храмцов, С. В. Карпычев; под ред. А. М. Шалыгиной. — М.: Колос, 2006. — 455 с.