Пастеризация молочного сырья

Основная цель пастеризации — уничтожение патогенной токсинообразующей микрофлоры и инактивация ферментов. В результате исключается передача через молоко и молочные продукты инфекционных заболеваний и обеспечивается более длительный срок хранения.

В молоко от больной коровы, с рук переболевшего персонала, загрязнённого корма, питьевой воды, посуды и т. д. могут попасть такие патогенные микроорганизмы, как возбудители туберкулёза, бруцеллёза, чумы, сибирской язвы, кишечная палочка и т. д. Эти заболевания могут через молоко передаваться человеку. Стойкость различных патогенных микроорганизмов к температуре неодинакова. Как правило, патогенные микроорганизмы погибают при относительно невысоких температурах. Наиболее стойкой к нагреванию из неспорообразующих микроорганизмов является туберкулёзная палочка. Возбудитель туберкулёза погибает при температурах 60—65 °C в течение 30 минут. Однако есть сведения^{[источник не указан 1198 дней]}, что для уничтожения туберкулёзной палочки необходима более высокая температура (75 °C с выдержкой 30 минут). Это объясняется тем, что стойкость к температурным режимам в зависимости от многочисленных факторов у разных штаммов может быть не одинакова. Поэтому при использовании молока коров с подозрением на туберкулёз необходимо нагревать его до температуры 80 °C в течение 30 минут или кипятить. Молоко от заболевших животных необходимо уничтожать. Остальная неспорообразующая патогенная микрофлора погибает при более низких температурах, чем туберкулёзная палочка. В связи с этим при обосновании режимов пастеризации молока за основу принимают тепловую обработку туберкулёзной палочки.

Одним из санитарно-показательных микроорганизмов, которые могут привести в различного рода токсикозам и кишечным отравлениям, являются бактерии группы кишечной палочки (БГКП). Наличие этих бактерий в молоке говорит о нарушении требуемых санитарно-гигиенических условий производства молока. Они не выдерживают нагрева молока до 60 °C в течение 30 минут.

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 °C.

Нагревание молочного сырья до температур пастеризации приводит к инактивации ферментов, тепловая устойчивость которых также индивидуальна, как и тепловая устойчивость микроорганизмов. Температурные режимы пастеризации, принятые в молочной промышленности, полностью инактивируют щелочную фосфатазу. Известно, что после нагревания молока до 65 °C в течение 30 минут фосфатаза в нём не обнаруживается. Тепловая обработка фосфатазы используется в молочной промышленности для определения эффективности пастеризации молока при производстве питьевого пастеризованного молока. При производстве кисломолочных напитков или масла эффективность пастеризации определяется пробой на ксантиноксидазу, которая инактивируется при температурах около 80 °C. Протеазы инактивируются при температурах выше 75 °C, нативные липазы — при температуре 80 °C, а бактериальные липазы — при температуре 90 °C.

Сущность теплового разрушения микроорганизмов и ферментов состоит в тепловой денатурации белковых компонентов клеток, при которой происходит развёртывание их полипептидных цепей с потерей биологических свойств. Теоретические основы пастеризации описываются уравнением Дальберга — Кукаприменительно к туберкулёзной палочке: lnz=α — βt, где z — время воздействия температуры, (c); α, β — коэффициенты, равные 36,84 и 0,48 соответственно; t — температура пастеризации, (°C).

Уравнение показывает взаимозависимость температуры и времени для разрушения микроорганизмов и ферментов.

На производстве фактическое время выдержки Q при тепловой обработке молочного сырья не должно быть меньше теоретических значений z. При Q=z процесс пастеризации считается проведённым 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 Pa. Для любого бесконечно малого отрезка времени dQ элементарный эффект пастеризации равен dQ/z, а суммарный эффект за время z обозначается Pa={\displaystyle logdQ/z}. Для завершения процесса пастеризации и обеспечения безопасности молочных продуктов критерий Пастера должен быть равен единице или больше её.

На основании теоретических выводов для производства молочных продуктов были разработаны три вида режимов пастеризации молочного сырья, обеспечивающие уничтожение туберкулёзной палочки, бактерий группы кишечной палочки и других патогенных микроорганизмов и инактивацию ферментов:

• Длительная пастеризация: t=65 °C, z=30 минут

• Кратковременная пастеризация: t=71—74 °C, z=40 с

• Мгновенная пастеризация: t=85 °C, z=8—10 с

• Ультрапастеризация: t=125 °C, z=0,5 с

Эффективность пастеризации молочного сырья при производстве различных молочных продуктов зависит от температуры и времени проведения процесса. Большое значение имеет первоначальное бактериальное обсеменение и механическая загрязнённость 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 сьрьё должно содержать не более 3·10⁶ КОЕ/см³ общего количества бактерий (мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов КМАФАнМ), причём термостойких бактерий должно быть не более 3·10⁴/см³, а бактерии группы кишечной палочки не должны обнаруживаться в 0,001 см³ сырья.

Эффективность пастеризации по трём показателям после секции охлаждения пастеризационной установки контролируют на производстве не реже 1 раза в декаду. БГКП не должны обнаруживаться в 10 см³ молока, проба на фосфатазу должна быть отрицательной, а общее количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов не должно быть выше 10⁴/см³.