Производство сгущенного молока

Введение

Молоко играет основополагающую роль в питании людей независимо от возраста, пола, рода занятий и  вероисповедания. Молочные продукты позволяют  человеку получить наибольшее количество жизненно необходимых компонентов  по сравнению с другими традиционными  блюдами, оставаясь при этом одним  из самых доступных. Однако начало   90-х годов ознаменовалось существенным увеличением доли потребления населения немолочной пищи, что явилось причиной обеспокоенности производителей молочной продукции. По мнению В.В. Молочникова, этот вопрос выходит за рамки узковедомственных задач. К нему следует подходить с должной основательностью с целью сохранения и поддержания здоровья общества. Социальный аспект повышения качества традиционных и создания новых видов молочных продуктов вышел на первый план.

В последние 10-15 лет формирование ассортимента молочной продукции и  включение в его состав новых  наименований ведется по нескольким базовым направлениям:

1. Снижение калорийности за счет уменьшения доли жира и увеличение белка;

2. Создание продуктов с различными вкусовыми добавками;

3. Расширение производства продуктов с длительным сроком хранения;

4. Выработка свежих кисломолочных продуктов и напитков;

5. Увеличение выпуска продуктов с повышенным содержанием биологических и физиологических активных веществ;

6. Максимальная переработка всех составных частей молока;

7. Широкое применение новаций в области расфасовки и упаковки;

8. Постоянное обновление ассортиментного ряда.

По мнению специалистов, такой подход обусловлен непосредственным стремлением потребителя к пище, сбалансированной по содержанию белка, жира, углеводов, витаминов и минеральных  веществ, загустителей и консервантов, но обогащенных балластными веществами, содержащимися во фруктах, ягодах и  овощах.

Превалирующей тенденцией в  развитии молочной промышленности конца  второго тысячелетия является уменьшение калорийности продукции, в частности  за счет снижения содержания жира. Однако достижения высокой пищевой ценности продуктов зачастую сопровождаются адекватным повышением калорийности, что стало причиной одной из основных на сегодняшний день проблем современного человека - ожирения. При этом

физиологические потребности  организма в животном белке удовлетворяются  недостаточно. Поэтому очевидной  становиться актуальность постановки вопроса о потреблении молока и молочной продукции на уровне научно обоснованных форм, что должно способствовать увеличению уровня потребления белка. В связи с этим можно предположить, что в ближайшем будущем молочная продукция превзойдет по объему продаж мясо и хлеб и выйдет на первое место в рационе питания человека. Так, уже сегодня значительно снизилось потребление высококалорийной пищи - мясо, сметаны, сливок - и соответственно увеличилось потребление йогуртов, десертов и т.д.

При расширении ассортимента особое внимание уделяется созданию продуктов, отличающихся высокими питательными и вкусовыми свойствами, которые  рассчитаны на повышенный спрос населения. Кроме того, внесение ароматических  добавок способствует существенному  повышению вкусовых свойств продукции на основе нетрадиционных пищевых компонентов, например, улучшается вкус соевого молока и напитков из пахты и сыворотки.

У людей с высоким и  средним уровнем доходов пользуются успехом молочные десерты - кремы, пудинги, коктейли, вырабатываемые в промышленном масштабе на основе разного по составу  молока с добавлением свежих сливок, куриных яиц, какао - порошка, наполнителей и пенообразователей.

Одни из наиболее популярных молочных продуктов с длительным сроком годности - сгущенные молочные консервы с различными наполнителями  на основе осмоанабиоза (повышения осмотического давления), которое основано на нарушении естественного обмена веществ между живой клеткой и средой. По классическим представлениям консервирования сгущенное молоко (как с сахаром, так и без) относится к группе продуктов с промежуточной влажностью, что позволяет прогнозировать перспективность их дальнейших разработок.

По причине повышенного  содержания сахарозы и несбалансированного  с точки зрения геродиетики химического состава данный продукт не предназначен для людей пожилого возраста и тем более в случаях наличия алиментарно-зависимых различных патологий. Во ВНИМИ, разработана технология производства сгущенного сладкого молокосодержащего геропродукта со сбалансированным липидно-белковым составами, заменой сахарозы на фруктозу и содержащего БАД-ликопин.

Пути повышения ресурсов молока лежит в более полном

использовании всех составных частей молочного белково-углеводного сырья и расширении выпуска продукции с фруктовыми наполнителями. Так, отечественной промышленностью для производства молока и молочной продукции используются почти 100 % (98) молочного жира и лишь немногим 60 % белка и лактозы.

Современный уровень технологий позволяет молочной продукции вернуть  утраченные сегменты рынка. Происходит это благодаря своего рода революции в области упаковки и расфасовки (рисунок 1).

Рисунок 1 – Сгущенное  молоко

1 Классификация  молочных консервов

Молочные консервы — это  продукты из натурального молока или  молока с пищевыми наполнителями, свойства которых в результате обработки (стерилизация, сгущение, сушка, добавление веществ, повышающих осмотическое давление среды, упаковка) сохраняются длительное время без существенных изменений.

Молочные консервы классифицируются по различным признакам, но в основном при этом учитывают принципы консервирования, технологию, химический состав и др. Товароведная классификация учитывает основные потребительские свойства молочных консервов: физическое состояние продукта, его натуральность, наличие пищевых наполнителей, целевое назначение, химический состав, сохраняемость и др.

По товароведной классификации  молочные консервы подразделяют на два  основных класса: жидкие и сухие. Каждый из этих классов делят на группы: молочные консервы без пищевых наполнителей (приготовленные на натуральном сырье), с пищевыми наполнителями, молочные консервы детского и диетического питания. В каждой из трёх групп возможна систематизация молочных консервов  с учётом их химического состава, технологии, биологических свойств, целевого назначения. Товароведная классификация  жидких молочных консервов приведена  на рисунке 1.

Молочные консервы (жидкие)

Рисунок 2 –Классификация жидких молочных консервов

Сгущенные молочные консервы с сахаром и пищевыми наполнителями. Сгущенные молочные консервы с сахаром  представляют собой пищевые продукты, полученные из пастеризованного коровьего  цельного или обезжиренного молока, пахты, или молока с добавлением  сливок путем выпаривания некоторой  части воды и консервирования  его сахарозой (свекловичным или тростниковым сахаром). Массовая доля белка в сухих обезжиренных веществах молока в котором составляет не менее чем 34 %.

Для расширения ассортимента и разнообразия вкуса при производстве сгущенных молочных консервов кроме  сахара используют пищевые наполнители (кофе, какао натуральное, кофейный напиток и др.).

Сухие молочные продукты являются молочными консервами, из которых  почти полностью удалена влага. Они содержат не более 7 % влаги, благодаря чему хорошо сохраняется. Сухие молочные продукты по структуре относятся к сыпучим порошкам. Их вырабатывают из нормализованного цельного или обезжиренного молока, сливок, пахты высушиванием на распылительных и вальцовых сушилках. Массовая доля влаги в сухих продуктах колеблется от 2 до 7 %. Структура и размер частиц сухих молочных продуктов зависят от способа сушки. Сухое молоко распылительной сушки состоит из агломерированных частиц. Для плёночного молока, высушенного на вальцовых сушилках, характерна структура в виду измельчённых пленок.

В зависимости от содержания сухих веществ вырабатывают два  вида консервов без сахара: сгущенное  стерилизованное молоко и концентрированное  стерилизованное молоко с повышенным содержанием сухих веществ.

Концентрированное или сгущенное цельное молоко - концентрированный или сгущенный молочный продукт, массовая доля сухих веществ молока в котором составляет не менее чем 25%, массовая доля белка в сухих обезжиренных веществах молока - не менее чем 34 % и массовая доля жира - не менее чем 7%.

Концентрированное или сгущенное обезжиренное молоко - концентрированный или сгущенный молочный продукт, массовая доля сухих веществ молока в котором составляет не менее чем 20%, массовая доля белка в сухих обезжиренных веществах молока - не менее чем 34 % и массовая доля жира - не более чем 1,5 %.

Все продукты хорошо растворяются в воде и отличаются высокой пищевой  ценностью, сладким, чистым вкусом, без  посторонних привкусов и запахов. Продукт без вкусовых наполнителей обладает белым кремовым оттенком цвета. Консистенция однородная по всей массе. Вязкость колеблется 3-10 Па/с. не допускаются патогенные микроорганизмы. Сырьем для кефира служат цельное и обезжиренное молоко, сливки, сухое цельное молоко.

2 Основное сырье  и материалы

К сырью, предназначенному для  производства молочных консервов, предъявляют  повышенные требования, так как пороки сырого молока в результате концентрирования сухих веществ усиливаются. Для  консервирования пригодно натуральное  молоко, соответствующее требованиям технического регламента на молоко и молочную продукцию (в ред. Федерального закона от 22.07.2010 N 163-ФЗ). Оно должно соответствовать показателям, установленным стандартами, нормативными документами федеральных органов исполнительной власти, сводами правил и (или) техническими документами.

2.1 Требования к сырому молоку, продуктам его переработки

Требования к безопасности сырого молока, сырого обезжиренного  молока, сырых сливок (в ред. Федерального закона от 22.07.2010 N 163-ФЗ):

1. Условия получения от  сельскохозяйственных животных  молока, перевозки, реализации и  утилизации сырого молока, сырого  обезжиренного молока и сырых  сливок, молочных продуктов непромышленного  производства должны соответствовать  требованиям законодательства Российской Федерации о ветеринарии (в ред. Федерального закона от 22.07.2010 N 163-ФЗ);

     2. Сырое молоко  должно быть получено от здоровых  сельскохозяйственных животных  на территории, благополучной в  отношении инфекционных и других  общих для человека и животных заболеваний;

     3. Не допускается  использование в пищу сырого  молока, полученного в течение  первых семи дней после дня  отела животных и в течение  пяти дней до дня их запуска  (перед их отелом) и (или) от  больных животных и находящихся на карантине животных;

     4. Изготовитель  должен обеспечивать безопасность  сырого молока в целях отсутствия  в нем остаточных количеств  ингибирующих, моющих, дезинфицирующих  и нейтрализующих веществ, стимуляторов  роста животных (в том числе  гормональных препаратов), лекарственных  средств (в том числе антибиотиков), применяемых в животноводстве  в целях откорма, лечения скота  и (или) профилактики его заболеваний;

     5. Молоко, получаемое  от разных видов сельскохозяйственных  животных, за исключением коровьего  молока, должно соответствовать  показателям, установленным стандартами, нормативными документами федеральных органов исполнительной власти, сводами правил и (или) техническими документами;

     6. Массовая  доля сухих обезжиренных веществ  в коровьем сыром

молоке должна составлять не менее чем 8,2%. Плотность коровьего молока, массовая доля жира в котором составляет 3,5%, должна быть не менее чем 1 027 кг/м³ при температуре 20 ^оС или не менее чем эквивалентное значение для молока, массовая доля жира в котором другая;

     7. К сырому  молоку, используемому для производства  пищевых продуктов с определенными  потребительскими свойствами, могут  предъявляться следующие дополнительные  требования:

     1) сырое молоко  сельскохозяйственных животных, предназначенное  для производства продуктов детского  питания на молочной основе, должно  соответствовать требованиям настоящей  статьи, а также следующим требованиям: 

     а) показатель  чистоты не ниже первой группы, показатель термоустойчивости по алкогольной пробе не ниже третьей группы в соответствии с требованиями национального стандарта;

     б) количество  колоний мезофильных аэробных микроорганизмов и факультативно анаэробных микроорганизмов не превышает допустимый уровень, установленный для сырого молока высшего сорта и сырого молока первого сорта в соответствии с приложением Б к настоящему Федеральному закону;

     в) количество  соматических клеток не превышает  допустимый уровень, установленный  для сырого молока высшего  сорта в соответствии с приложением Б к настоящему Федеральному закону;

     г) хранение  и перевозка сырого молока, предназначенного  для производства продуктов детского  питания на молочной основе, осуществляются  в отдельных емкостях с соблюдением  требований, предусмотренных статьей  6 настоящего Федерального закона;

     д) использование сырого молока, показатели идентификации которого не соответствуют виду сельскохозяйственных животных, от которых получено молоко, и (или) показатели безопасности которого не соответствуют требованиям настоящего Федерального закона, не допускается;

     2) сырое молоко  коровье, предназначенное для  производства молока стерилизованного, в том числе молока концентрированного  или молока сгущенного, должно  соответствовать требованиям настоящей  статьи и показателю термоустойчивости по алкогольной пробе не ниже третьей группы в соответствии с требованиями национального стандарта;

     3) сырое молоко  коровье, предназначенное для  производства сыра, должно соответствовать  требованиям настоящей статьи, а  также следующим требованиям: 

     а) сычужно-бродильная  проба I и II классов; 

     б) уровень  бактериальной обсемененности по  редуктазной пробе I и II классов в соответствии с требованиями национального стандарта, количество колоний мезофильных аэробных микроорганизмов и факультативно анаэробных 6 микроорганизмов составляет не более чем 1 x

10 колониеобразующих единиц  в кубическом сантиметре;

     в) количество  спор мезофильных анаэробных лактатсбраживающих маслянокислых микроорганизмов составляет для:

     сыров с  низкой температурой второго  нагревания не более чем 13 000 спор в кубическом дециметре; 

     сыров с  высокой температурой второго  нагревания не более чем 2 500 спор в кубическом дециметре; 

     г) кислотность  не более 19 ^оТ;

     д) массовая доля белка не менее 2,8 %;

     4) коровье сырое  молоко, предназначенное для производства  продуктов диетического питания,  должно соответствовать требованиям  настоящей статьи, а также следующим  требованиям: 

      а) количество  колоний мезофильных аэробных микроорганизмов и 5 факультативно анаэробных микроорганизмов не более чем 5 x 10 колониеобразующих единиц в кубическом сантиметре; 5

б) количество соматических клеток составляет не более чем 5 x 10 в кубическом сантиметре;

     в) показатель  термоустойчивости по алкогольной пробе не ниже второй группы в соответствии с требованиями национального стандарта.

     8. Показатели  химической и радиологической  безопасности коровьего сырого  молока, сырого обезжиренного молока  и сырых сливок не должны  превышать установленный в приложении А к настоящему Федеральному закону допустимый уровень (в ред. Федерального закона от 22.07.2010 N 163-ФЗ) ;

     9. Показатели  микробиологической безопасности  и содержания соматических клеток  коровьего сырого молока, сырого  обезжиренного молока и сырых  сливок не должны превышать установленный в приложении Б к настоящему Федеральному закону допустимый уровень (в ред. Федерального закона от 22.07.2010 N 163-ФЗ);

     10. Решение об использовании сырого молока, сырого обезжиренного молока и сырых сливок, не соответствующих требованиям безопасности к допустимым уровням содержания потенциально опасных веществ, микроорганизмов и соматических клеток, принимает изготовитель в соответствии с требованиями законодательства Российской Федерации о ветеринарии, законодательства Российской Федерации в области обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения и законодательства в области экологической безопасности (в ред. Федерального закона от 22.07.2010 N 163-ФЗ).

2.2 Технические  условия молока сгущенного с  сахаром

Продукты изготавливаются  в соответствии с ГОСТ Р 53436-2009 «Консервы молочные. Молоко и сливки сгущенные с сахаром. Технические условия», вступившее в силу с 1 января 2011 года (взамен ГОСТ 2903-78 «Молоко цельное сгущенное с сахаром»).

Настоящий стандарт распространяется на сгущенное молоко и сливки с  сахаром, получаемые частичным удалением  воды из обезжиренного или нормализованного, или цельного коровьего молока, или  сливок, консервированием сахаром, предназначенные  для непосредственного использования  в пищу и для промышленной переработки.

По органолептическим характеристикам сгущенное молоко должныо соответствовать требованиям таблицы 1.

Таблица 1 - Органолептические  характеристики сгущенного молока

По физико-химическим показателям сгущенное молоко должно соответствовать нормам, указанным в таблице 2.

Таблица 2 - Физико-химические показатели сгущенного молока

2.3 Пороки сгущенных молочных продуктов

Пороки сгущенных молочных продуктов бывают физические, химические, биохимические и микробиологические.

Физические пороки — отстой жира, образование осадка лактозы, мучнистость, песчанистость, выпадение кристаллов сахарозы, расслоение, загустевание, гелеобразование.

Химические пороки — потемнение, карамелизация, загустевание, слабый кормовой привкус.

Биохимические пороки —  появление прогорклого нечистого  вкуса.

Микробиологические —  загустевание, появление плесени, бомбаж, свертывание, образование нечистого вкуса.

Физические пороки. Отстой молочного жира, расслоение сгущенных  продуктов с сахаром и образование  осадка лактозы возникает при  жидкой консистенции сгущенного молока с сахаром.

Мучнистость, песчанистость приводят к образованию осадка на дне банке и появляются при нарушении режимов охлаждения продукта.

Выпадение кристаллов сахарозы на стенках и дне банки происходит при увеличении концентрации сахарозы, снижении влаги или при низких температурах хранения.

Загустевание проявляется в образовании пастообразной консистенции, при которой продукт не вытекает из банки.

Гелеобразование сгущенного стерилизованного молока является результатом  взаимодействия агломерированных частиц белка и потери нормальной текучести  продукта.

Бомбаж (ложный), хлопающие  концы банок, возникает в результате термического сжатия и расширения содержащегося  в банках сгущенного молока и приводит к вспучиванию дна и крышки банки.

Химические пороки. Потемнение — в результате реакции меланои-динообразования, при хранении свыше 27 °С изменяются цвет (от выраженного кремового до темно-бурого) и вкус (привкус карамели).

Карамелизация появляется при повышении термической обработки во время стерилизации.

Загустевание — при нарушении солевого равновесия и повышения СОМО в продукте увеличивается вязкость до полной потери текучести сгущенного молока с сахаром.

Кормовой привкус является результатом позднего введения сахарного  сиропа, наличия в продукте инвертного сахара более 1%, ощущается в виде постороннего привкуса (привкус сахарного сиропа).

Биохимические пороки. Прогоркание сгущенных молочных консервов с сахаром образуется при липолизе молочного жира.

Нечистый вкус — результат  протеолиза белков в сырье или в сгущенных молочных консервах с образованием комков белка.

Микробиологические пороки. Загустевание возникает при вторичном обсеменении (фасовании) продукта микроорганизмами при этом повышаются вязкость и кислотность продукта, возникает затхлый запах.

Появление плесени (образование  пуговиц) возможно при попадании  в продукт шоколадно-коричневой плесени. Этот порок проявляется  наличием комков, плоских уплотнений (сгустков) от светло-желтого или  кремового до темно-кремового цвета, появлением привкуса карамелизации и легкой кисловатости.

Бомбаж — результат  заражения продукта дрожжами или  гнилостной микрофлорой. Продукт не годен для употребления.

Свертывание происходит при  развитии спорообразующих бактерий с образованием комочков, сгустков.

3 Технология производства  молочных сгущенных консервов

При производстве консервов  применяются в основном три принципа консервирования: ксероанабиоз (сушка молока), осмоанабиоз (сгущение молока), абиоз (стерилизация).

Сгущенные  молочные  консервы  вырабатывают  по   традиционной технологии в соответствии с требованием технического регламента на молоко и молочную продукцию (в ред. Федерального закона от 22.07.2010 N 163-ФЗ).

Сгущенное молоко получают из свежего цельного или обезжиренного  молока путем выпаривания определенного  количества воды и последующего консервирования  добавлением сахара или стерилизацией. При производстве сгущенных молочных консервов используют принципы осмоанабиоза и абиоза. Осмотическое давление в молоке составляет 0,74 МПа и мало отличается от давления внутри бактериальной клетки (около 0,6 МПа). Поэтому микроорганизмы при наличии питательных веществ хорошо развиваются в молоке и вызывают его порчу. Если осмотическое давление среды больше этого давления внутри бактериальной клетки, то протоплазма клетки обезвоживается, в результате происходит плазмолиз клетки, и создаются неблагоприятные для её жизнедеятельности условия.

Для консервирования молока повышают осмотическое давление путём  увеличения сухих веществ (сгущения) и добавления сахара. В сгущенном  молоке с сахаром осмотическое давление достигает 18 МПа. Консервирование сгущенного молока достигается путём его стерилизации.

Качество и стойкость  молочных консервов во многом зависят  от сырья и тепловой обработки. Чем  меньше бактерий в молоке, направляемом на сгущение, тем эффективнее методы консервирования. Поэтому основные задачи тепловой обработки: уничтожение  первичной микрофлоры молока; разрушение ферментов (особенно липазы бактериального происхождения); придание молоку определённых технологических свойств во избежание  запустевания при хранении; обеспечение  наименьших изменений физико-химических свойств молока.

Для сгущения нормализованных  смесей используют однокорпусные и  многокорпусные вакуум-выпарные установки  различного типа. Выпаривание влаги  из молока происходит при температуре  от 75 до 45 ^оС за счёт частичного разрежения воздуха в установках.

Благодаря низким температурам выпаривания физико-химические свойства молока существенно не изменяются. При сгущении происходит частичное  разрушение жировых шариков, образуются белковые комочки. Для улучшения  консистенции продукта и повышения  его стойкости применяют гомогенизацию.