КАк меняется состав сыворотки при тепловой обработке?
Для уничтожения микроорганизмов и разрушения ферментов сырье при выработке пищевых продуктов подвергают тепловой обработке . Основная цель тепловой обработки - при минимальном изменении вкуса, цвета, пищевой и биологической ценности получить безопасный в гигиеническом отношении продукт и увеличить срок его хранения.
В процессе тепловой обработки изменяются составные части молока, в первую очередь белки, инактивируются почти все ферменты, частично разрушаются витамины. Кроме того, меняются физико-химические и технологические свойства молока: вязкость, поверхностное натяжение, кислотность, способность казеина к сычужному свертыванию. Молоко приобретает специфические вкус, запах и цвет. Белки Наиболее глубоким изменениям при нагревании молока подвергаются сывороточные белки. Сначала происходит их денатурация, которая сопровождается развертыванием полипептидных цепей. При этом освобождаются ранее «скрытые» группы - сульфгидрильные, гидроксильные и др.
Затем денатурированные белки при взаимодействии SН-групп образуют дисульфидные связи (-5-8-), с помощью которых агрегируют при частичной или полной потере растворимости и уменьшении гидратации. В первую очередь агрегирует денатурированный b-лактоглобулин.
Агрегированные частицы сывороточных белков молока имеют небольшие размеры и сильно гидратированы. Поэтому они остаются в растворе, и лишь небольшая их часть в виде хлопьев оседает на поверхности нагревательных аппаратов. При высоких температурах пастеризации денатурированный b-лактоглобулин образует комплекс с c-казеином термостабильных казеиновых мицелл и таким образом сохраняет свою устойчивость в растворе. Образование комплекса b-лактоглобулин - c-казеин, в свою очередь, повышает термоустойчивость казеина при стерилизации молока. В некоторых случаях образование комплекса, наоборот, снижает устойчивость казеина.
Денатурация сывороточных белков начинается при сравнительно низких температурах нагревания молока (62 °С). Степень денатурации белков (с потерей их растворимости) зависит от температуры и продолжительности ее воздействия на молоко. Для различных режимов пастеризации и стерилизации она составляет (%):
Пастеризация:
63 °С, выдержка 30 мин 7
72-74 °С, выдержка 15-20 с 9
85 °С 22-30
Стерилизация в бутылках 78-100
УВТ-стерилизация (УВТ-обработка) 40-80
Из сывороточных белков наиболее чувствительны к нагреванию иммуноглобулины, сывороточный альбумин в b-лактоглобулин. a-лактальбумин - термостабильный белок. Он полностью теряет растворимость при нагревании молока до 96 °С и выдерживании при этой температуре в течение 30 мин. Высокая термоустойчивость a-лактальбумина объясняется его способностью к ренатурации.
Мезофильные молочнокислые бактерии (S. lactis, S. cremoris и др.) в процессе пастеризации в основном погибают. Термофильные молочнокислые стрептококки и энтерококки (S. durans, S. bovis, S. faecalis) сохраняются в молоке после пастеризации в довольно значительном количестве. Однако их биологическая активность в процессе хранения молока при температурах ниже 8°С сравнительно низкая, и они не оказывают влияния на качество охлажденного пастеризованного молока. Термоустойчивые молочнокислые палочки также выдерживают принятые режимы пастеризации. Однако при низких температурах хранения молока они не развиваются. Их роль особенно велика в производстве кисломолочных продуктов, где повышенные температуры сквашивания и присутствие молочнокислых стрептококков стимулируют их развитие.
Психротрофные бактерии в процессе пастеризации в основном погибают, хотя отдельные клетки более термоустойчивых видов могут выдерживать кратковременную пастеризацию при температурах 71—72°С-и даже 75—77°С.
Эффективность пастеризации зависит от того, какие виды микроорганизмов преобладают в сыром молоке. Этот фактор, в свою очередь, определяется условиями хранения сырого молока до пастеризации.
При охлаждении сырого молока до О—3°С и его длительном хранении в кем преобладают психротрофные бактерии (до 25% общей микрофлоры), отличающиеся невысокой термостойкостью. Соответственно эффективность пастеризации такого молока достаточно высока (до 99,9%). Если молоко охлаждают до температуры О—3°С сразу после доения и хранят при этой температуре до переработки, в нем развивается преимущественно психротрофная микрофлора. Психротрофы обладают низкой термоустойчивостью, поэтому эффективность пастеризации глубоко охлажденного молока высокая (до 99,9%). Развиваясь в сыром молоке, психротрофы могут вырабатывать термостойкие липады и протеазы, не разрушающиеся при термической обработке, которые могут оказывать отрицательное влияние на качество стерилизованного молока и молочных консервов.
Если молоко хранится при температурах выше 8—10Х, в нем преобладают термостойкие бактерии (энтерококки, термофильные стрептококки и др.), достигающие 50% и выше от общего количества микроорганизмов. В результате эффективность пастеризации молока бывает ниже 98%.