ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ КЕМЕРОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ И.В. Буянова Технология цельномолочных продуктов Учебное пособие Рекомендовано учебно-методическим объединением по образованию в области переработки сырья и продуктов животного происхождения в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 655900 – Технология сырья и продуктов животного происхождения по специальности 271100 – Технология молока и молочных продуктов Кемерово 2004 УДК: 637.14 Печатается по решению редакционно-издательского совета Кемеровского технологического института пищевой промышленности Рецензенты: Начальник контрольно-производственной лаборатории ЗАО Кемеровомолпром Е.В. Синецкая Профессор кафедры «Товароведение и экспертиза продовольственных товаров» Кемеровского института РГТЭУ, д.т.н. О.А. Рязанова И.В. Буянова. Технология цельномолочных продуктов: Учебное пособие / Кемеровский технологический институт пищевой промышленности.- Кемерово, 2004. - 116 с. ISBN 5-89289-230-I Учебное пособие предназначено для теоретической подготовки студентов всех форм обучения по дисциплине «Технология молока и молочных продуктов», раздел – «Технология цельномолочных продуктов». Дается характеристика современного состояния отрасли и основные направления по переработке сырья на цельномолочные продукты. Рассмотрены технологические особенности производства цельномолочных продуктов, требования к сырью, схемы производства и влияние режимов на формирование органолептических свойств продуктов. Даны теоретические и научные концепции по биохимическим и микробиологическим основам производства кисломолочных продуктов, их ассортимент, диетические и лечебные свойства. Приводятся данные по составу и свойствам, пищевой ценности цельномолочных продуктов и мороженого. Рассматриваются технологические схемы производства, аппаратурное их оформление. Библ. назв. - 5 , табл. - 7 , ил. - 11 . 4001120000 Б У 50(03) –03 ISBN 5-89289-230-I Кемеровский технологический институт пищевой промышленности, 2004 Введение Краткая характеристика цельномолочной отрасли. Цели и задачи технологии. Цельномолочная отрасль предназначена для выпуска и обеспечения городского населения повседневными молочными продуктами питания. Ассортимент насчитывает большое количество различных видов питьевого молока, диетических кисломолочных напитков, сметаны, творога и творожных изделий, мороженого. Продукция выпускается молочными комбинатами, городскими молочными заводами или цехами при маслодельных, сыродельных, молочноконсервных комбинатах. Производственная мощность молочного завода определяется потребностью населения в цельномолочной продукции. Она зависит от численности населения и норм потребления, рекомендуемых Академией медицинских наук РФ. В настоящее время в стране действует около 1150 предприятий цельномолочной отрасли, общей мощностью 250 тысяч тонн переработки молока в смену. Средняя мощность цельномолочного предприятия по России 34т молока в смену. В основном это заводы средней мощности. Около 14% цельномолочной продукции производят на сельскохозяйственных предприятиях и около 6% от общего объема выпуска - на малых предприятиях. Одними из крупных предприятий молочной отрасли России являются: ОАО «Лианозовский молочный комбинат», ОАО «Царицынский молочный комбинат», ОАО «Останкинский» молочный комбинат, ОАО Санкт-Петербургский молочный комбинат №1 «Петмолоко» и др. За последнее десятилетие промышленностью приобретен опыт работы в условиях рыночной экономики, в которой отмечаются позитивные сдвиги в направлении роста производства продукции. Так, с 2001 года прирост продукции ежегодно по России составляет 911%. Темпы развития промышленности во многом зависят от состояния сырьевой базы. Производство молока во всех категориях хозяйств, начиная с 2001году, стабилизировалось и прирост заготовляемого молока составил 1,8% в год. Около 32,9 млн. тонн молока в год поступает сейчас на рынок для переработки. Объемы молока увеличены за счет повышения надоев при уменьшении численности коров. Основной причиной снижения производства в период с 19912000 г.г. явилось сокращение объемов сырья, вследствие сокращения численности коров и снижения их продуктивности. В настоящее время, в условиях рынка многие предприятия максимально перерабатывают имеющееся сырье, рационально его используют, выпускают конкурентоспособную продукцию с улучшенным качеством и товарным видом, более длительным сроком хранения. В связи с этим, приоритетным направлением в совершенствовании технологии и ассортимента выпускаемой продукции является создание продуктов повышенной пищевой и биологической ценности, лечебно-профилактического назначения, имеющих повышенную стойкость при хранении. В структуре цельномолочных продуктов повышенным спросом пользуются молоко и кисломолочные напитки, ацидофильные напитки, ряженка, простокваша, йогурт, сметана, творог и творожные изделия (особенно сладкий творог). Предпочтение отдается продукции отечественных производителей. Лидером в этом сегменте рынка является отечественная компания «Вимм-Билль-Данн». Выпуск этим производителем йогурта, творожной массы, «Чудотворога» и др. составляет сильную конкуренцию зарубежным производителям. Поступление импортной продукции на Российский рынок в настоящее время снизилось на 35%. Рейтинг отечественной продукции поднялся не только за счет качественной и разнообразной продукции, но и с учетом практичной, красивой упаковки, удобной для потребителя. Новые формы упаковки расцениваются в большей степени с позиции влияния на здоровье, безвредности, практичности использования, улучшения формы или внешнего вида готового продукта. В результате нововведений упаковки для готового продукта стали более разнообразными и практичными. Это породило сегментацию рынка, инициировав, например, создание упаковки, ориентированной на молодежь. Удельный вес расфасованных молочных продуктов с использованием современных упаковочных материалов увеличился по молоку и напиткам с 56% в 1990 г. до 75% в настоящее время, по сметане – с 14 до 60%, творогу и творожным изделиям – с 45% до 65%. Кроме традиционных молочных продуктов в ХХI веке будут созданы молочные продукты в соответствии с новыми направлениями в науке о питании, в частности о функциональном (здоровом) питании. В настоящее время в условиях рынка в производстве продуктов питания наибольшее распространение получили такие функциональные компоненты, как пищевые волокна, витамины, минеральные вещества, полиненасыщенные жиры, антиоксиданты, микроэлементы, бифидобактерии. В соответствии с этой концепцией в ассортимент новых продуктов будут входить: продукты из обезжиренного молока, пахты, сыворотки, обогащенные пищевкусовыми добавками; модифицированные продукты с заменой отдельных компонентов молока на растительные (кисломолочные продукты, плавленые сыры, сырные и сливочные пасты; продукты, обладающие защитными факторами (витамины, поливитаминные премиксы, бифидобактерии); продукты для вегетарианцев (соевое молоко, сквашенные напитки, творог, низкожирная продукция, пасты); продукты с новыми потребительскими свойствами (сырные пасты, десерты, сливки взбитые, соусы и др.). Производство молочных продуктов, как классического ряда, так и нового поколения базируется на знании биотехнологии, микробиологии, закономерностях научных знаний. Поэтому, технология – это наука о процессах переработки продукта природы в продукт потребления. Объекты технологии. Технология занимается изучением изменения состава и свойств сырья на различных этапах его переработки в зависимости от режима переработки, технологических процессов. Объектом определяется степень использования сырья или затрат сырья на выработку готовой продукции. Технология изучает скорость и направления течения технологических процессов. Задачи технологии: повышение качества выпускаемой продукции, снижение расхода сырья и материалов на выработку готовой продукции, создание условий для перехода к механизированному и автоматизированному производству, улучшение условий труда, создание новых продуктов вследствие развития науки и техники. Общие вопросы в технологии продуктов Изучение технологии любого продукта начинается с оценки качества сырья, специфических требований к нему, как к сырью для выработки молочных продуктов. Каждый из них вырабатывается согласно технологической схеме. Схема – совокупность технологических процессов, данная в определенной последовательности с указанием технологических режимов, направленная на получение из сырья того или иного продукта. Схема всегда включает: подготовительные, основные и заключительные операции. К подготовительным можно отнести механическую и тепловую обработку молока (например, очистка, гомогенизация, пастеризация и др.). Основные операции в технологической схеме связаны с непосредственной выработкой продукта (например, сквашивание, обработка сгустка, охлаждение, прессование и др.). Заключительные – это последние этапы переработки молока и заключаются в расфасовке и хранении готового продукта. Объективная оценка составу и свойствам традиционным и новым видам продукции дается в соответствии со стандартом. В настоящее время на молочные продукты действует 105 стандартов (79 межгосударственных, 26 государственных стандартов) РФ, их них 3 – ГОСТы на термины и определения, 22 – ГОСТы на продукцию, 80 – ГОСТы на методы контроля. Выпуск продукции осуществляется при наличии нормативной документации, которая в себя включает: -технологическую инструкцию; -технические условия (ТУ, указывается состав и свойства продукта); - нормы расхода сырья и потерь; -условия хранения, сроки хранения; -пороки продуктов, причины возникновения и способы устранения; -технохимический и микробиологический контроль; Ассортимент цельномолочных продуктов насчитывает до 350 наименований с учетом однотипных видов, но с различным содержанием жира, белка, наполнителей, различными режимами термической обработки. В состав цельномолочной продукции включено 12 групп, в т.ч. молоко и сливки питьевые – 16 наименований (с учетом норм массовой доли жира – 49), молочные и сливочные напитки – 20 наименований, сметана – 7 (15), кефир – 10 (20), простокваша – 10 (16), кисломолочные напитки – 37 (62), ацидофилин – 5 (7), напитки из пахты – 20, напитки из сыворотки – 25, творог – 16 (36), творожные пасты – 10 (24), сырки альбуминные – 7, сырки творожные, массы, кремы, торты, сырники, вареники – 42 (84) наименования. Тема 1. Технология молока и сливок питьевых 1. 1 Молоко питьевое пастеризованное и молочные напитки 1.1.1 Ассортимент В настоящее время насчитывается более 30 видов наименований пастеризованного молока и молочных напитков, различающихся по массовой доле жира, сухим веществам, по способу тепловой обработки, по виду внесенных наполнителей, пищевых добавок. Обновление ассортимента идет по пути снижения массовой доли жира, повышения пищевой и биологической ценности, увеличения сроков хранения. Внесение в молочную основу обогащающего сырья растительного происхождения позволяет увеличить массовую долю белка, витаминов, макро- и микроэлементов, пищевых волокон. Основной ассортимент питьевого молока представлен в табл.1. По основным показателям продукт должен соответствовать требованиям ГОСТа Р 520902003 «Молоко питьевое». Таблица 1 Основные виды питьевого молока и молочных напитков Наименование продукта Массовая доля жира, % Плотность, кг/м3, не менее Кислотност Массовая ь, Т, доля не более белка, % 1 Молоко пастеризованное обезжиренное нежирное маложирное классическое жирное высокожирное 2 3 4 5 0,1 1030 21 2,8 0,3;0,5;1,0 1029 21 2,8 1,2;1,5;2,0;2,5 1028 21 2,8 2,7;3,0;3,2;3,5;4,0; 4,5 1027 21 2,6 4,7;5,0;5,5;6,0;6,5; 7,0 1024 20 2,6 7,2;7,5;8,0;8,5;9,0; 9,5 1024 20 2,6 Молоко белковое пастеризованное: 1,0 нежирное 1036 25 4,3 Продолжение табл.1 1 2 3 4 5 маложирное 2,5 1036 25 4,3 обезжиренное 0,1 1030 21 2,8 нежирное 1,0 1029 21 2,8 классическое 4,0 1025 21 2,8 жирное 6,0 1024 21 2,6 маложирный 0,1 1030 21 2,8 классический 1,5;2,5 1027 21 2,8 3,2 1027 21 2,8 1,0 1030 21 3,2 3,2 1030 21 3,2 Молоко топленое: Витаминизированный молочный напиток: обезжиренный Молочный напиток с кофе: нежирный классический Характеристика питьевого молока и молочных напитков Органолептические показатели: по внешнему виду - это непрозрачная, однородная жидкость, без осадка, без отстоя сливок. Для жирных и высокожирных видов питьевого молока допускается незначительный отстой жира. Для молока с наполнителями допускается незначительный осадок. Вкус и запах – чистый, без посторонних, не свойственных свежему молоку привкусов и запахов, с легким привкусом кипячения. Для топленого молока выраженный привкус кипячения, для молока с использованием сухих видов молочных продуктов допускается сладковатый привкус. Цвет – белый, со слегка желтоватым оттенком, равномерный по всей массе. Для топленого с кремовым оттенком, для молочных напитков с наполнителями – цвет наполнителя. По микробиологическим показателям расфасованное в бутылки и пакеты питьевое молоко подразделяют на группы А и Б. Для группы А- КМАФАМ 5×104, КОЕ/см3, группы Б - 1×105 КОЕ/см3, для молока «Школьное» - 5×104, КОЕ/см3. БГКП не допускаются в 1 см3 для группы А, для группы Б - в 0,01 см3 и для молока «Школьное» в 1 см3 . Фосфатаза не допускается. Содержание токсичных элементов, микотоксинов, антибиотиков, пестицидов и радионуклидов в продукте не должно превышать допустимых норм. Вырабатывается питьевое молоко из нормализованного по массовой доле жира или сухим веществам молока, массовой долей жира не более 9,5%, подвергнутое тепловой обработке, без добавления немолочных компонентов. 1.1.2 Требования к сырью в производстве питьевого пастеризованного молока Для изготовления питьевого пастеризованного молока из натурального молока применяется молоко коровье не ниже второго сорта по ГОСТ Р 52054. Для выработки продукта из нормализованного молока, применяют также молоко обезжиренное, сливки с массовой долей жира не более 30%, кислотностью не более 17,5 Т; пахту сладко-сливочного масла с кислотностью не более 17Т, плотностью не менее 1024 кг\м3 . Для получения восстановленного или рекомбинированного молока применяют сухие продукты, которые контролируются по составу и качеству: молоко цельное сухое высшего сорта, молоко сухое обезжиренное распылительной сушки, сливки сухие. Сырье по показателям безопасности должно соответствовать требованиям СанПиН 2.3.2.1078. Сырье контролируется перед использованием по составу и качеству и принимается в соответствии с требованиями действующих стандартов. Для сохранения высокого качества принимаемого молока важно следить за его температурой, которая должна быть не выше 10С. Процесс переработки сырого молока должен проводиться интенсивно, чтобы сократить длительность хранения сырья на предприятии. Допускается хранить его в течение 12 часов охлажденным до 4 С и в течение 6 часов, охлажденным до 6 0С. 1.1.3 Общая технология Несмотря на разнообразие видов питьевого молока, производство на молочных заводах состоит в основном из одинаковых технологических операций. Технология производства питьевого пастеризованного молока ведется по единой схеме с использованием одинакового оборудования. Режимы технологических процессов Подогрев. Молоко подогревают до температуры 40-45 0С в секции регенерации автоматизированной пастеризационно-охладительной установке и осуществляется для эффективной нормализации сырья и его очистки. Очистка. Очистку нормализованного молока от механических загрязнений проводят либо на сепараторах-молокоочистителях, либо на сепараторах- нормализаторах, совмещая ее с нормализацией. Нормализация. Для всех видов пастеризованного молока сырье нормализуют по массовой доле жира с таким расчетом, чтобы содержание жира в нормализованном молоке был равен содержанию жира в готовом продукте, Жнм = Жгпр. Однако, при выработке топленого молока необходимо учитывать выпаривание влаги при топлении и, следовательно, увеличение содержания сухих веществ в продукте, поэтому Жнм = Жгпр – 0,15. При выработке белкового молока нормализацию проводят по двум показателям: по массовой доле жира и Схема производства пастеризованного молока Приемка молока, оценка качества Охлаждение, промежуточное хранение (4 - 6 0С) Подогрев (40-45 0С) Очистка, нормализация Подогрев (62-63 0С) Гомогенизация (Р 10-15Мпа) Пастеризация (76 0С, выдержка 20 сек) Охлаждение (4-6 0С) Промежуточное хранение, не более 6 часов Розлив (t = 6 0С) Хранение (t = 0 – 6 0С, не более 36 час, в т.ч. 18 ч на заводе) по сухим веществам. Процесс ведут в сепараторах-нормализаторах (нормализация в потоке) или путем смешивания сырья в резервуарах (нормализация смешением). Гомогенизация. Молоко нагревают до 60-65 0С во второй секции регенерации пастеризационноохладительной установки и проводят гомогенизацию при давлении 12,5±2,5 МПа. Такая механическая обработка приводит к улучшению консистенции продукта и вкуса. Операция обязательна для пастеризованного молока с высокой долей жира (3,2 % и более), а также, если в составе продукта использовали сухие компоненты. Пастеризация, охлаждение. В технологических инструкциях режимы пастеризации находятся в интервале температур 74-76 0С, с выдержкой 15-20 сек. Режим пастеризации должен обеспечить безопасность потребляемого продукта. Остаточная микрофлора при одинаковом режиме обработки зависит от первоначальной обсемененности молока. В связи с этим для сырого молока II сорта необходим более жесткий режим пастеризации. В результате нагрева сырого молока происходит формирование органолептических свойств продукта. Как нагревание, так и охлаждение молока проводятся в секции пастеризации, водяного и рассольного охлаждения пастеризационно-охладительной установки. Охлажденное молоко на конечном этапе имеет температуру 4-6 0С. Розлив, упаковывание, маркирование. Осуществляется в полимерную, стеклянную или бумажную тару вместимостью 0,25, 0,5 и 1,0л, а также во фляги, цистерны, контейнеры различной вместимости. Наибольшее распространение получили одноразовые и полимерные виды тары, что значительно уменьшает транспортные расходы, снижает площади складских помещений. Особенно увеличена доля бумажных пакетов типа «Тетра-брик» и «Пюр-пак», имеющих размеры соответствующие международным стандартам для транспортных поддонов. Упаковочные материалы обладают рядом характеристик, обеспечивающих герметичность и гарантированное качество в течение, как минимум, 36 часов при температуре от 0 до 6 0С. На любой вид упаковки наносится маркировка: наименование продукта, название предприятия, его товарный знак, объем, условия хранения, число конечного срока реализации, обозначение стандарта, пищевая ценность продукта. Хранение. Осуществляется при температуре от 0 до 6 0С не более 36 часов, в том числе не более 18 часов на предприятии-изготовителе. Новые виды продуктов имеют увеличенные сроки до 35суток. Хранение пастеризованного молока дольше установленных сроков, может привести к появлению пороков запаха и вкуса микробного происхождения, изменению физических показателей. Технологическая схема производства питьевого молока в аппаратурном оформлении представлена на рис.1 1.1.4 Особенности технологии отдельных видов питьевого молока и молочных напитков На настоящий момент, в соответствии с основными концепциями в области здорового питания, актуальными остаются направления по созданию новых видов молочных продуктов, расширяющих, в частности, и ассортимент питьевого молока. Согласно чему, вырабатываются новые виды молочных напитков пониженной калорийности и повышенной пищевой ценности, а также обогащенные
