Физико-химические изменения молока при стерилизации
Опубликовано: 06.09.2018
Стерилизация сгущенной молочной смеси как более жесткое тепловое воздействие изменяет некоторые физико-химические свойства ее. При нагревании молока до 40, 50 и 60 °С гетерогенность белков не изменяется. Сохраняются те же 17 фракций белка, что и в сыром молоке. При нагревании до 70 °С в молоке остается уже 15, до 80 °С - 12, до 90 °С - 11 и до 100 °С - 7 фракций. В результате тепловой денатурации белок становится гидрофобным и выпадает в осадок, что и вызывает уменьшение числа фракций.
Стерилизация приводит к уменьшению содержания сывороточных белков на 78 % и увеличению диаметра белковых частиц в 1,2 раза. Сывороточные белки оседают на мицеллах казеинового комплекса.
В зависимости от способа стерилизации в 3-4 раза уменьшается содержание азота сывороточных белков. Имеются упоминания о том, что комплекс казеин - сывороточные белки более устойчив при стерилизации в автоклавах.
Липидная часть молока не подвергается пиролизу, но нагревание катализирует процессы окисления и гидролиза. В триглицеридах молочного жира уменьшается содержание ненасыщенных жирных кислот: линолевой на 37 %, линоленовой на 21 % и арахидоновой на 35 %.
Цвет продукта изменяется, что обусловлено меланоидинообразованием. В реакции лактозы с аминогруппами белка участвуют главным образом лизин и аргинин. Повышение интенсивности тепловой обработки при стерилизации (увеличение Fo от 0,5 до 18) приводит к увеличению с постоянной скоростью содержания меланоидинов. Потемнение сопровождается увеличением концентрации ионов водорода более чем в 100 раз. Представляют интерес данные о влиянии различных сочетаний параметров процесса стерилизации температура - время на цвет несгущенного молока.
Если при температуре стерилизации 100 °С и продолжительности ее 660 мин относительная скорость потемнения составила 100 000, то при 120 °С и продолжительности 6 мин - 6250, а при 150 °С и продолжительности 0,36 с - всего лишь 97. При добавлении в продукт глюкозооксидазы и каталазы интенсивность потемнения продуктов при хранении уменьшается.
Компонентами нормального вкуса свежего продукта являются уксусный альдегид, гептанон-2, пентанон-2. Специфично для стерилизованных молочных продуктов появление привкуса карамели, в образовании которого участвуют продукты распада лактозы и альдегиды. Последние образуются из α-аминокислот, которые при нагреве реагируют с дикарбонильными соединениями. Тепловая обработка способствует появлению специфического привкуса кипяченого молока, обусловленного летучими соединениями серы.
С увеличением температуры стерилизации споры микроорганизмов разрушаются быстрее, чем изменяются цвет и вкус молока. Так, при нагревании до 120 °С вместо 100 °С относительная скорость разрушения спор увеличивается в 100 раз, а относительная скорость реакции побурения - в 6,2 раза. На скорость потемнения больше влияет продолжительность выдержки, чем температура стерилизации.
На некоторое снижение биологической ценности молока при стерилизации указывает уменьшение (на 10-15 %) содержания лизина в продукте. Кроме того, при стерилизации теряются витамины молока, контроль за изменениями которых предлагается производить по содержанию аскорбиновой кислоты, являющейся из всех витаминов наиболее термолабильной. Потери витаминов зависят от способа стерилизации. При тепловой обработке продукта в таре потери витамина В12 достигают 87-90 %, тогда как после стерилизации инжекцией острого пара их практически не остается. Добавление в продукт низина уменьшает потери витаминов и позволяет выбирать более мягкие режимы стерилизации.
При дозе низина 100 Р. ед. г-1 сгущенного продукта при температуре стерилизации 112 °С и продолжительности 10 мин (Fo = 3) или 112 °С в течение 20 мин (Fo = 3) меньше изменяются его вкусовые и питательные свойства, чем при нагревании до 118 °С в течение 20 мин при Fo = 10.
Препараты низина особенно заметно снижают тепловую стойкость следующих штаммов возможных возбудителей пороков «бомбаж» и «свертывание»: Вас. subtilis, Вас. mesentericus, Вас. mуcoides, Cl. sporogenes, Вас. cereus, Cl. butyricum.
Споры бактерий, выдержавшие стерилизацию, в продукте неактивны из-за ослабления физиологических функций. Восстановлению их жизнедеятельности может содействовать встряхивание упаковок с продуктом, нарушение герметичности укупорки, повышение температуры хранения.