Интенсивность тепловой обработки в свою очередь от применяемой температуры, длительности ее воздействия и движения продукта в процессе обработки.
Однако любое тепловое воздействие влияет на снижение биологической ценности молочного сырья, поэтому необходимо выбирать рациональные режимы тепловой обработки.
Назначение и сущность процесса пастеризации
Основная цель пастеризации — уничтожение патогенной и токсинообразующей микрофлоры и инактивация ферментов. В результате исключается передача через молоко и молочные продукты инфекционных заболеваний и обеспечивается более длительный срок хранений.
С помощью пастеризации в молоке можно уничтожить лишь вегетативные формы микрофлоры, так как наличие спор повышает тепловую устойчивость микроорганизмов на 10—15, а иногда и на 50 °С.
В молочном сырье, прошедшем пастеризацию не должно содержаться туберкулезной палочки, бактерий группы кишечной палочки, ферментов и других патогенных микроорганизмов. Температурные режимы, применяемые в молочной промышленности, должны полностью инактивировать щелочную фосфатазу. Тепловая инактивация фосфатазы используется в молочной промышленности для определения эффективности пастеризации молока при производстве молока питьевого пастеризованного, тепловая инактивация ксантиноксидазы для определении эффективности пастеризации при производстве кисломолочных напитков.
Закономерности процессов и эффективность пастеризации
Сущность теплового разрушения микроорганизмов и ферментов состоит в тепловой денатурации белковых компонентов клеток, при которой происходит развертывание их полипептидных цепей с потерей биологических свойств. Теоретические основы пастеризации описываются уравнением Дальберга; они дополнены Г. А. Куком применительно к туберкулезной палочке:
где z —время воздействия температуры, с; α, β— коэффициенты, которые, по данным Кука, для туберкулезной палочки имеют соответственно значения 36,84 и 0,48; t—температура пастеризации, °С.
t, ºС
61,1
z, c
25,6
25,6
1,4
На производстве фактическое время выдержки Q при тепловой обработке молочного сырья не должно быть меньше теоретических значений z.При Q = z процесс пастеризации считается проведенным правильно; при Q < z — процесс пастеризации не обеспечивает безопасность продукта; при Q > z — процесс пастеризации излишне длителен. Средний эффект пастеризации равен отношению Q/z. По предложению Кука эта величина была названа критерием Пастера и стала обозначаться символом Ра. Для любого бесконечно малого отрезка времени dQ элементарный эффект пастеризации равен dQ/z, а суммарный эффект за время z обозначается следующим образом: Ра = dQ/z. Длязавершения процесса пастеризации и обеспечения безопасности молочных продуктов критерий Пастера должен быть равен единице или быть больше ее.
На основании теоретических выводов для производства молочных продуктов были разработаны три вида режимов пастеризации молочного сырья:
Длительная пастеризация
t=65 °С, z=1800 c (30 мин)
Кратковременная пастеризация
t=71-74 °С, z=40 с
Мгновенная пастеризация
t=85 °С, z=8-10 с
Эффективность пастеризации молочного сырья при производстве различных молочных продуктов зависит не только от температуры и времени проведения процесса. Большое значение имеет первоначальное бактериальное обсеменение и механическая загрязненность сырого молока. Эффективность пастеризации выражают отношением количества бактерий, уничтоженных пастеризацией, к количеству бактерий, содержавшихся в исходном молоке. Эффективность пастеризации должна достигать 99,5—99,98 %. Для обеспечения такого значения сырье должно содержать не более 3 · 106 КОЕ в 1 см3 общего количества бактерий (мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов), причем термостойких бактерий должно быть не более 3·104 в 1 см3, а бактерии группы кишечной палочки не должны обнаруживаться в 0,001 см3 сырья.