Зависимость температуры замерзания от концентрации истинно растворимых составных частей молока позволяет установить фальсификацию его водой. Не обусловленные технологическими приемами, изменения концентрации истинно растворимых частей молока наблюдаются в следующих случаях: при фальсификации водой, при добавлении нейтрализующих или ингибирующих веществ вследствие биохимического превращения лактозы.
Зависимость температуры замерзания молока от количества добавленной воды приведена в таблице:
Температура замерзания, °С
Количество добавленной воды, %
Температура замерзания резко снижается при подкислении молока, при изменении рН с 6,6 до 6,0 этот показатель изменялся с минус 0,543 до минус 0,564 °С. При кислотности более 24 °Т вообще невозможно провести измерение температуры его замерзания, так как накопление молочной кислоты приводит к денатурации белков.
Если масса и состав истинно растворимых составных частей молока остаются постоянными, можно рассчитать процентное содержание воды, добавленной к фальсифицированной пробе. В подобных случаях пользуются понятием «точка замерзания» под которым подразумевается абсолютная величина температуры замерзания умноженная на 100.
В связи с введением в действие ГОСТ 52054-2003 «Молоко натуральное коровье-сырье. Технические условия» появилась необходимость постоянного контроля качества по температуре замерзания молока и установления его фальсификации по количеству добавленной воды.
Метрологические характеристики методов определения приведены в таблице ниже:
Термисторный криоскопический метод (ГОСТ 30562-97 ИСО 5764-87) состоит в том, что молоко охлаждают до заданной температуры, механической вибрацией вызывают кристаллизацию воды входящей в состав молока после чего температуру быстро повышают до плато, которому соответствует точка замерзания пробы. При этом необходимо использовать стандартные образцы по точкам замерзания растворов, что значительно замедляет процесс проведения измерения.
Другой стандартизованный метод (ГОСТ 25101-92) основан на измерении понижения точки замерзания молока по сравнению с точкой замерзания бидистиллированной воды. Для анализа используют ручной криоскоп с метастатическим термометром типа ТЛ-1 (или прибор Бекмана).
Большинство криоскопических приборов работает следующим образом: образец помещают в охладительную смесь и охлаждают до определенной заранее температуры (на 5-7 °С ниже точки замерзания). Затем вызывают мгновенную кристаллизацию при помощи быстрого и эффективного перемешивания.
Использовали следующие приборы: миллиосмометры МТ-5-02, МТ-4 (НПП «Буревестник», Санкт-Петербург), «MilkoSkan Minor» (фирма Foss-Electric, Дания), АКМ-98 (Новосибирск) и ручной прибор Бекмана (ГОСТ 25101-82). Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице ниже. Испытания проведены на одном и том же молоке-сырье в одних и тех же условиях проведения измерений.
Зависимость температуры замерзания от концентрации истинно растворимых составных частей молока позволяет установить фальсификацию его водой. Не обусловленные технологическими приемами, изменения концентрации истинно растворимых частей молока наблюдаются в следующих случаях: при фальсификации водой, при добавлении нейтрализующих или ингибирующих веществ вследствие биохимического превращения лактозы.
Зависимость температуры замерзания молока от количества добавленной воды приведена в таблице:
Температура замерзания, °С
Количество добавленной воды, %
Температура замерзания резко снижается при подкислении молока, при изменении рН с 6,6 до 6,0 этот показатель изменялся с минус 0,543 до минус 0,564 °С. При кислотности более 24 °Т вообще невозможно провести измерение температуры его замерзания, так как накопление молочной кислоты приводит к денатурации белков.
Если масса и состав истинно растворимых составных частей молока остаются постоянными, можно рассчитать процентное содержание воды, добавленной к фальсифицированной пробе. В подобных случаях пользуются понятием «точка замерзания» под которым подразумевается абсолютная величина температуры замерзания умноженная на 100.
В связи с введением в действие ГОСТ 52054-2003 «Молоко натуральное коровье-сырье. Технические условия» появилась необходимость постоянного контроля качества по температуре замерзания молока и установления его фальсификации по количеству добавленной воды.
Термисторный криоскопический метод (ГОСТ 30562-97 ИСО 5764-87) состоит в том, что молоко охлаждают до заданной температуры, механической вибрацией вызывают кристаллизацию воды входящей в состав молока после чего температуру быстро повышают до плато, которому соответствует точка замерзания пробы. При этом необходимо использовать стандартные образцы по точкам замерзания растворов, что значительно замедляет процесс проведения измерения.
Другой стандартизованный метод (ГОСТ 25101-92) основан на измерении понижения точки замерзания молока по сравнению с точкой замерзания бидистиллированной воды. Для анализа используют ручной криоскоп с метастатическим термометром типа ТЛ-1 (или прибор Бекмана).
Большинство криоскопических приборов работает следующим образом: образец помещают в охладительную смесь и охлаждают до определенной заранее температуры (на 5-7 °С ниже точки замерзания). Затем вызывают мгновенную кристаллизацию при помощи быстрого и эффективного перемешивания.
Использовали следующие приборы: миллиосмометры МТ-5-02, МТ-4 (НПП «Буревестник», Санкт-Петербург), «MilkoSkan Minor» (фирма Foss-Electric, Дания), АКМ-98 (Новосибирск) и ручной прибор Бекмана (ГОСТ 25101-82). Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице ниже. Испытания проведены на одном и том же молоке-сырье в одних и тех же условиях проведения измерений.
Температура замерзания, °С, измеренная приборами
Завод «Кировский транспортник»
Анализ результатов сравнительных испытаний криоскопических приборов и ультразвукового анализатора АКМ-98, использующего ультразвуковой метод определения показывает, что полученные значения различаются на величину от 0,013 до 0,020 °С (0,005 °С соответствует 1 % добавленной воды) что в 2-3 раза превышает значение воспроизводимости результатов измерений, равное 0,006 °С по ГОСТ 30562-97 (ИСО 5764-87).
На основании полученных данных может быть сделан вывод о том что ультразвуковые приборы и ИK-анализаторы не могут быть рекомендованы для измерения температуры замерзания молока.
Прямое измерение точки замерзания молока (методом заморозки пробы) реализовано в криоскопе «Термоскан МИНИ». Прямой метод позволяет получить наиболее точные и достоверные значения точки замерзания молока и с помощью нее определить возможную фальсификацию молока водой или сухими веществами.
Криоскоп «Термоскан МИНИ» полностью соответствует ГОСТ 3562-97 ИСО 5787 «Молоко. Определение точки замерзания. Термисторный метод»; ГОСТР 52054-03 «Молоко коровье сырое (сырье)».
Криоскоп «Термоскан МИНИ» занесен в Государственный реестр средств измерений РФ и поставляется с первичной поверкой. Доступная цена и удобство использования делают его незаменимым помощником в каждой молочной лаборатории.
Замораживание молочного сырья и молочных продуктов
При замораживании происходят более заметные физико-химические и биохимические изменения, чем при охлаждении, причём их глубина зависит от скорости замораживания и температуры хранения замороженных продуктов. Изменения обусловлены процессами кристаллизации воды, перераспределением влаги между структурными образованиями компонентов молока, повышением концентрации растворенных в жидкой фазе веществ.
Влага, содержащаяся в молоке, обусловливает консистенцию и структуру продукта, определяя его устойчивость при хранении. Связанная влага имеет отличные от свободной влаги свойства. Она замерзает при более низких температурах, обладает меньшей способностью растворения, меньшей теплоёмкостью, повышенной плотностью. Количество связанной влаги помимо его физико-химических свойств определяется его дисперсностью. С увеличением дисперсности продукта увеличивается количество связанной влаги.
При медленном замораживании (−10 °C) с образованием крупных кристаллов вне клеток изменяется первоначальное соотношение объёмов межклеточного и внутриклеточного пространства за счёт перераспределения влаги и фазового перехода воды. Быстрое замораживание (−22 °C) предотвращает значительное диффузионное перераспределение влаги и растворенных веществ и способствует образованию мелких, равномерно распределённых кристаллов льда. Наиболее мелкие кристаллы образуются в поверхностных слоях продукта.
При замораживании воды образуются кристаллы различной формы, имеющие острые вершины и кромки, вследствие чего они могут отрицательно воздействовать на грубодисперсные составные части. Максимальное кристаллообразование происходит при температуре от −2 до −8 °C, поэтому, чтобы предотвратить образование крупных кристаллов льда при замораживании, необходимо обеспечить быстрое понижение температур в этом интервале. Кроме того, в этом интервале температур повышается содержание в невымороженной влаге растворенных веществ, увеличивается скорость некоторых реакций, высвобождаются ферменты и окисляются липиды. При медленном замораживании невымороженной остаётся около 4 % свободной и 3,5 % связанной влаги. В свободной влаге повышена концентрация белков, минеральных солей и лактозы. Это приводит к агрегации и дезагрегации казеиновых мицелл и потере ими стабильности. Этому способствует кристаллизация лактозы при охлаждении и сильном перемешивании молока перед замораживанием. При медленном замораживании происходит частичная или полная денатурация белков. Такие изменения белков приводят к снижению способности свёртываться под действием сычужного фермента. При медленном замораживании молочное сырье расслаивается. Замораживание сопровождается уменьшением количества и активности микроорганизмов без их полного уничтожения. Из-за изменения состояния белковолипидных комплексов и механического разрушения микробной клетки кристаллами льда возможны повреждения мембранных структур клетки. Наиболее высокая степень гибели микроорганизмов приходится при температурах −10…-12 °C. Хранение при таких температурах позволяет сохранить продукты без микробиологической порчи. В 70—80 годах прошлого столетия в России проводились исследования сохранности молока при низких температурах. Экспериментаторы убедились, что при температуре −15…-18 °C молоко сохраняет свои бактерицидные свойства до 500 дней (свойства парного молока. ) Хранить замороженное молоко, как и любые продукты следует в полной темноте или в светозащитной упаковке. Но при длительном хранении быстро замороженного молока происходит перекристализация, что впрочем не отражается на его питательных свойствах. При размораживании молока следует восстанавливать его однородность интенсивным перемешиванием.
Температура, при которой лежат молочные продукты в хранилище, напрямую влияет на срок их хранения и пищевую ценность.
Что произойдет, если температура хранения молока будет выше или ниже рекомендованной? При каком температурном режиме хранить козье, коровье, кокосовое, миндальное и другие виды молока?
Ответы на вопросы найдете в статье.
При каком температурном режиме хранить?
По рекомендации Роспотребнадзора, скоропортящиеся продукты, к которым относят и молоко, должны храниться при постоянной температуре в диапазоне от +2 до +6 градусов. Оптимальная температура хранения +4 градуса по Цельсию.
Чем скорее после дойки охлаждается молоко до указанных показателей, тем дольше оно сохраняет биологическую ценность. Поэтому покупать сырое (фермерское, домашнее) молоко следует у продавцов, имеющих холодильную камеру.
Что произойдет, если показатель станет выше?
Ценность молока в богатом составе, который включает:
Такой богатый состав – идеальная среда для развития бактерий, которым для размножения нужно еще и тепло. Чем выше температура окружающей среды, тем быстрее растет колония бактерий.
Сырое молоко при комнатной температуре остается свежим не более 10 ч. Кипяченое простоит сутки до скисания.
Благодаря наличию в сыром продукте антибактериальных веществ, у него есть «бактерицидная фаза», в течение которой микроорганизмы не размножаются. Длится эта фаза 2 ч после дойки. Если в это время успеть продукт пастеризовать, продолжительность его хранения значительно увеличится.
Что будет, если ниже?
При небольших отрицательных показателях вода, содержащаяся в напитке, замерзает. Соли кальция переходят в нерастворимое состояние, многие витамины разрушаются. Пищевая ценность продукта значительно снижается.
Если постоянно меняется?
Многократные скачки температуры более чем на 2 градуса негативно сказываются на качестве продукта:
Отличия для сырого, кипяченого и других видов продукта
В зависимости от обработки напитка после дойки, меняется срок и температура его хранения. Более требовательно к температурным показателям сырое молоко. Оно остается годным к употреблению при +2 +4 градусах в течение 48 ч. При повышении показателя на 2-3 пункта порча продукта наступает уже через 8 ч.
Пастеризованное или кипяченое в домашних условиях сохраняет свои свойства 3 суток при +6 градусах и до 5 суток при +2. Пастеризованный в заводских условиях напиток после вскрытия тары держат в холодильнике при +2 +6 градусах до 8 суток. Без нарушения целостности упаковки продукт сохраняется от 2 до 6 месяцев при температуре +5 +6 градусов.
Сгущенное молоко с сахаром в жестяной банке не испортится до 8 месяцев при температуре до +18 градусов. Молочный концентрат – консервы с неограниченным сроком годности, при соблюдении температурного режима от +2 до +15 градусов.
Кокосовое молоко после вскрытия заводского пакета хранят при +2 +4 градусах не более 70 ч. Соевое, не стерилизованное молоко, в плотно закрытой чистой таре, при температуре от +1 до +6 градусов сохраняет свои качества до 7 суток. Пастеризованный продукт при тех же условиях не портится до 30 дней.
Миндальное, приготовленное в домашних условиях, без кипячения сохранит свежесть 12-18 ч при стандартной температуре в +4 градуса. Заводской пастеризованный продукт сохраняет свежесть после вскрытия упаковки 5-6 дней.
Рисовый, овсяный и конопляный напитки лишь цветом и вкусом напоминают молоко, но они богаты кальцием, углеводами и витаминами, и подходят людям с непереносимостью лактозы. Хранят эти жидкости в холодильнике, при +2 +4 градусов, не более 3 дней.
Натуральное верблюжье молоко является рекордсменом по длительности хранения среди напитков животного происхождения. Не кипяченое, в прохладном месте, оно не портится около месяца. После пастеризации, в плотно закрытой таре напиток можно хранить до полугода.
О хранении ультрапастеризованного молока читайте здесь, пастеризованного — тут, кипяченого — в этой статье, домашнего — в этой. Как хранить козье молоко, можно узнать здесь и тут, кокосовое — в этой статье, сухое — в этой.
Советы
После покупки сырого продукта или вскрытия упаковки заводского напитка, его следует сразу же перелить в чистую и сухую тару, убрать в холодильник. Большие объемы помещают под проточную ледяную воду в ванну для быстрого охлаждения.
Заключение
Оптимальная температура для хранения любого молока +4 градуса. Для поддержания высокого качества продукта, важно избегать изменения этого показателя в течение всего процесса хранения.
Охлаждение и замораживание молока и молочных продуктов
Известно, что стойкость молока и молочных продуктов в основном зависит от температуры, при которой оно хранится, так как в определенных пределах температуры микроорганизмы развиваются тем быстрее, чем выше температура.
По окончании бактерицидной фазы в молоке при высокой температуре хранения (13-15 °С) начинается быстрое размножение разнообразной микрофлоры. При этом в нем могут накапливаться бактериальные токсины, вызывающие сильные пищевые отравления, появляются окисленный и прогорклый привкусы, повышается титруемая кислотность, и молоко свертывается. Поэтому температура 6-10 °С является предельной для кратковременного (не более 1-х суток) хранения сырого молока. При необходимости более длительного хранения (2-5 суток) молоко охлаждают до температуры 2-5 °С. При этой температуре содержание сухих веществ, жира и белка в процессе хранения не изменяется. Однако длительное его хранение, особенно после предварительной обработки (центробежной очистки, перекачивания насосами и т.д.), может влиять на физико-химические, органолептические и технологические свойства молока.
При охлаждении молока жир переходит из жидкого состояния в твердое, в результате чего повышается его вязкость и плотность. Вследствие кристаллизации высокоплавких триглицеридов жировых шариков изменяются состав и свойства их защитных белковых оболочек. Кроме этого, механические воздействия могут привести к повреждению оболочек и повышению степени дестабилизации жировой фазы, и поэтому в таком молоке активнее происходят липолиз и окисление липидов. При длительном низкотемпературном хранении молока уменьшается средний диаметр казеиновых мицелл, увеличивается содержание γ-казеина. Молоко медленнее свертывается сычужным ферментом, снижается интенсивность синерезиса.
В процессе хранения в плазме молока повышается количество ионов кальция, что приводит к снижению термоустойчивости молока.
Важно помнить, что холод убивает бактерий не так, как это делает тепло. Хранение молока при 0 °С не оказывает значительного разрушающего влияния на бактерии: действие этой температуры в основном проявляется в сдерживании их развития и обмена веществ или химической активности.
Однако медленное уничтожение бактерий при низких температурах все же происходит, причем скорость его различна в зависимости от вида микроорганизма и конкретных условий. Существует мнение, что убивает бактерии не холод, а связанное с ним механическое воздействие в процессе кристаллизации.
Молоко после пастеризации должно быть как можно быстро охлаждено. Установлено, что температура охлаждения для молока и молочных продуктов должна быть от 2 до 6 °С.
В молоке при замораживании могут иметь место следующие изменения: изменения молока как коллоидального раствора, которые проявляются как в изменении свойств молока в целом, так и изменения, касающиеся различного распределения составных частей молока в замерзшей массе.
При замораживании молока в отдельных его участках увеличивается концентрация всех его составных частей как стабилизирующих коллоиды, так и стимулирующих их коагуляцию.
Характер изменений состава молока при замораживании может быть изложен в следующих положениях.
2. Все составные части молока, за исключением жира, увеличивают свою концентрацию снаружи внутрь приблизительно в одинаковой степени пропорционально их начальной концентрации, так что увеличивается только их количественное содержание, соотношения составных частей друг к другу изменяются сравнительно мало.
3. Параллельно с изменениями химического состава отдельных слоев изменяются также физические свойства этих слоев молока: плотность, вязкость, кислотность, электропроводность и др. Концентрация ионов водорода во всех частях замороженного куска молока остается почти одинаковой, что объясняется большой буферной емкостью молока.
4. В гомогенизированном молоке жир распределяется почти так же, как и остальные части молока.
Кроме этого, при замораживании происходят различные изменения в самих составных частях молока, нежелательные с точки зрения технологических свойств молока.
К таким изменениям, в первую очередь, относятся дестабилизация жировых шариков, изменение дисперсности, окисление, липолиз. Все это приводит к потерям жира, изменению качества молочных продуктов, снижению сроков хранения высокожирных продуктов.
Однако следует отметить, что данные изменения состава и свойств молока при замораживании зависят от температуры и скорости замораживания.
Молоко замерзает при температуре ниже минус 0,54 °С. В интервале от минус 0,54 до минус 3,5 °С в лед превращается основная часть (80-85 %) воды, процесс льдообразования практически заканчивается при температуре минус 30 °С.
Замораживание используется в производстве мороженого, являясь основным процессом, определяющим структуру и консистенцию готового продукта. Замораживание проводят в две стадии: 1) частичное замораживание влаги (45-55 % всего количества) с одновременным взбиванием смеси во фризере и 2) окончательное превращение в лед оставшейся влаги во время закалки.
В некоторых случаях используют замораживание сливок, например, если предприятие имеет возможность заморозить летние сливки и хранить их в замороженном состоянии от 6-ти до 9-ти месяцев с целью использования их в зимний период для выработки масла, сметаны или других молочных продуктов.
Сущность процесса замораживания сливок основана на явлении фазового изменения (перехода водной фазы в лед). При этом так же, как и в молоке, затормаживается или полностью прекращается развитие микроорганизмов, содержащихся в сливках, прекращаются процессы окислительной порчи, снижается действие большинства ферментов. В результате повышается сохраняемость качества сливок.
Эффективность использования летних замороженных сливок для выработки сливочного масла в осенне-зимний период заключается в улучшении консистенции пищевой ценности «зимнего» масла, сглаживанию сезонности производства.
Существует четыре способа замораживания сливок: в блоках на воздухе при температуре минус 25 °С; в виде пластин толщиной 50 мм в контактных пластинчатых аппаратах; на металлических охлаждаемых барабанах при толщине замораживаемого слоя сливок 1,2-1,5 мм, который соскребается в виде стружки; в виде мелкодисперсных частиц в среде азота.
Вопросы для самостоятельной работы:
1. Как влияет охлаждение и замораживание на состав и свойства молочного сырья?
2. Где применяются процессы охлаждения и замораживания в производстве молочных продуктов?
Температура, при которой лежат молочные продукты в хранилище, напрямую влияет на срок их хранения и пищевую ценность.
Ценность молока в богатом составе, который включает:
Сгущенное молоко с сахаром в жестяной банке не испортится до 8 месяцев при температуре до +18 градусов. Молочный концентрат – консервы с неограниченным сроком годности, при соблюдении температурного режима от +2 до +15 градусов.
