Механічне обробляння молока

Механічні впливи у процесі відцентрового очищення молока, сепарування, перекачування, перемішування і гомогенізації в основному супроводжуються змінами ступеня дисперсності та стабільності жирової фази.

Жир. Відцентрове очищення не викликає істотних змін жирової фракції. Втрати жиру й зміна розмірів кульок незначні.

Найсучаснішим і найефективнішим способом очищення молока від механічних забруднень вважається очищення в сепараторах-молокоочисниках. У сепараторному слизі разом з механічними забрудненнями осідають лейкоцити, еритроцити, мікроорганізми, а також частково жирові кульки та міцели білка. Сепараторний слиз містить, %: воду – 66–68%, ліпіди – 2,5–3,5, азотисті сполуки – 25–26, інші органічні сполуки – 1,8–2, мінеральні речовини – 3–3,2.

Кількість сепараторного слизу в середньому становить 0,06 % маси очищеного молока. Воно залежить від температури очищення, відцентрової сили, що розвивається барабаном, а також від складу і якості молока.

Кульки жиру також незначно змінюються у разі бактофугування, поєднаного з пастеризацією. При цьому втрат жиру практично не відбувається.

Тривале зберігання молока при низьких температурах (3–5 °С) перед сепаруванням призводить до підвищення в'язкості та кислотності молока і тим самим знижує ступінь його знежирення. Попереднє перекачування, перемішування і пастеризація молока також негативно впливають на ступінь знежирення, тому що під час механічного та теплового обробляння може відбуватися подрібнення жирових кульок і часткове підзбивання жиру.

Ступінь знежирення підвищується зі збільшенням температури молока. Підвищення температури сепарування супроводжується подрібненням жирових кульок і спінюванням вершків. Утворення піни сприяє частковій дестабілізації кульок жиру і білків. Внаслідок виділення на поверхні кульок вільного жиру відбувається їхнє злипання і утворюються грудочки. Ступінь дестабілізації жиру підвищується зі збільшенням жирності вершків.

Перекачування молока спричиняє зміну ступеня дисперсності жиру – відбувається диспергування великих жирових кульок (діаметр 4–6 мкм і більше) з одночасним зменшенням кількості дрібних кульок (діаметром, меншим як 2 мкм) і збільшенням числа середніх.

У результаті механічного впливу на оболонки кульок жиру в процесі перекачування молока відбувається часткова дестабілізація жиру (під час роботи деяких насосів молочний жир навіть збивається в грудочки). Ступінь дестабілізації жирової емульсії збільшується з підвищенням напору в лінії нагнітання, жирності й кислотності молока, а також з підсмоктуванням у молоко повітря. Відцентрові насоси більш руйнівно діють на жирову фазу, ніж ротаційні.

Гомогенізація молока та вершків призначена для збільшення ступеня диспергування жирової фази, підвищує стабільність жирової емульсії молока і молочних продуктів, поліпшує їх консистенцію та смак, а також сприяє кращій перетравлюваності молочного жиру організмом людини. В результаті гомогенізації утворюються однорідні за величиною (діаметром близько 1 мкм) жирові кульки. Ступінь диспергування жиру залежить від температури й тиску гомогенізації.

У молоці з низьким змістом жиру, процес адсорбції поверхнево-активних речовин плазми відбувається швидко, що приводить до відновлення і навіть підвищення стабільності жирової емульсії. Так, гомогенізація молока під тиском 10–15 МПа знижує кількість дестабілізованого жиру в молоці порівняно з вихідним у 1,5–2 рази.

У процесі гомогенізації вершків, особливо з підвищеним вмістом жиру, формування нових оболонок кульок відбувається повільніше, ніж у молоці, і частина жиру може залишитися незахищеною. Для утворення нових оболонок необхідно у вершках мати співвідношення СЗМЗ/жир вище 0,6–0,85. У вершках із дестабілізованих кульок жиру видавлюється рідкий жир; з допомогою якого, а також за участю субміцел казеїну в процесі зіткнень кульок утворюються агрегати і скупчення. Може відбуватися також злиття окремих кульок з утворенням вторинних кульок більшого діаметра.

Білки, солі та ферменти. Загальні втрати азотистих речовин у процесі відцентрового очищення не перевищують 2,5 %. Також незначні втрати білків відбуваються під час бактофугування і сепарування. Потрапляння в молоко повітря в процесі перекачування може знизити стабільність частинок білка. Проте зміна ступеня диспергування білків незначна і не позначається на здатності молока до сичужного зсідання.

У процесі гомогенізації змінюються структура і властивості білків. Діаметр міцел казеїну зменшується, частина їх розпадається на субміцели, які адсорбуються поверхнею жирових кульок. З підвищенням тиску гомогенізації в молоці, й особливо у вершках, спостерігається агрегація частинок казеїну. Змінюються і структурно-механічні, а також синеретичні властивості кислотного і сичужного згустків – підвищується міцність згустків і уповільнюється синерезис.

На солі і ферменти молока більш значний вплив справляє гомогенізація. В процесі гомогенізації змінюється сольовий склад молока – у плазмі молока збільшується кількість кальцію в іонно-молекулярному стані, а частина колоїдного фосфату і цитрату кальцію адсорбується поверхнею жирових кульок.

Після гомогенізації часто спостерігається активізація ферментів молока – ксантиноксидази, ліпази та ін. Активізація ліпази у гомогенізованому молоці може супроводжуватись утворенням вільних жирних кислот, підвищенням титрованої кислотності і згіркненням молока.

Фізико-хімічні властивості молока. У процесі механічного обробляння також зазнають деяких змін фізико-хімічні властивості молока. Титрована кислотність молока в результаті відцентрового очищення знижується на 0,5–4 °Т, а при бактофугуванні – на 3–4 °Т.

Густина молока після перекачування насосами незначно відрізняється від вихідної, а в'язкість у результаті диспергування жиру трохи зростає. В результаті гомогенізації знижується поверхневий натяг і збільшується в'язкість молока.