ТЕМА 12. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ

МОЛОКА ПРИ ЕГО ХРАНЕНИИ И ОБРАБОТКЕ

При хранении, транспортировке и предварительной обработке молока происходят структурные изменения его составных компонентов и как следствие, изменения физико-химических, органолептических и технологических свойств.

В процессе хранения молока в условиях низких температур или в замороженном состоянии, при механической и тепловой обработке его меняется состав оболочек жировых шариков, нарушается их целостность, образуются агрегаты, скопление шариков и т.д. В результате частичной дестабилизации жировой эмульсии появляется деэмульгированный (свободный) жир, что способствует увеличению потерь жира при технологической переработке молока и снижению стойкости молочных продуктов при хранении.

В процессе хранения молока в условиях низких температур возможна миграция β-казеина в плазму без видимого нарушения мицелл и его последующий гидролиз под действием плазмина молока с образованием γ-казеинов и протеозо-пептонов. Механические и тепловые воздействия могут вызвать нарушение структуры казеина и денатурацию сывороточных белков.

Кроме этого, пастеризация и стерилизация способствует изменению солевого равновесия молока, образованию соединений, влияющих на вкус, запах, цвет и биологическую ценность молочных продуктов.

Под воздействием этих факторов происходят изменения свойств ферментов (их активизация или, наоборот, инактивирование), разрушение части витаминов и некоторые другие физико-химические изменения молока.

Все эти изменения связаны с энергетическими воздействиями, которые обусловливают возможность разрыва различных типов связей в составных частях молока. Разрыв различных межмолекулярных и внутримолекулярных связей в результате воздействия механической или тепловой энергии может привести к следующим последствиям. Например, под воздействием механической энергии нарушаются гидрофобные связи, следствием чего является десорбция белковых компонентов с оболочек жировых шариков и дезагрегация казеиновых мицелл.

Под воздействием тепловой энергии происходит разрыв водородных и ковалентных связей, в результате – необратимая денатурация белков, образование продуктов распада с интенсивным вкусом и запахом, разрушение витаминов.

Под воздействием энергии излучения (ультрафиолетовый свет) происходит нарушение ковалентных связей и начинается самоокисление молочного жира.

Возможность разрыва связей, а следовательно, изменения составных частей молока зависят от продолжительности энергетического воздействия, от присутствия каталитически действующих веществ, от величины рН среды, а также от величины окислительно-восстановительного потенциала.

12.1. Изменения при хранении в условиях низких

температур и транспортировке

Сразу после выдаивания молоко охлаждают, чтобы затормозить жизнедеятельность микроорганизмов. Охлаждение осуществляют до температуры 6…10^оС – нормальное охлаждение, до 2…6^оС – глубокое охлаждение, в отдельных случаях – от минус 12 до минус 25^оС – замораживание.

При охлаждении значительным изменениям подвержены компоненты молока с гидрофобными связями, которые при охлаждении ослабляются (прежде всего белки и жир).

Белки.С понижением температуры прочность гидрофобных связей уменьшается. Часть мицеллярного казеина переходит в растворимую форму, что объясняется большим количеством гидрофобных групп у β-казеина. При длительном хранении (двое суток) охлажденного молока может произойти гидролиз β-казеина под действием нативной протеазы – плазмина с образованием γ-казеинов и протеозо-пептонной фракции, что отрицательно сказывается на способности молока свертываться под действием сычужного фермента, синеретических свойствах белковых сгустков и термоустойчивости молока (технологические свойства молока). Кроме этого, при длительном хранении охлажденного молока возможен гидролиз белков под действием бактериальных протеаз, которые в большей степени атакуютκ-казеин и могут способствовать накоплению горьких пептидов и других нежелательных продуктов, придающих молоку посторонние привкусы. При хранении замороженного молока происходит сначала частичная дезагрегация мицелл казеина, а затем мицеллы соединяются в плотные частицы, которые осаждаются при оттаивании молока. За счет этого также ухудшаются технологические свойства молока.

Липиды. Охлаждение молока сопровождается частичным изменением агрегатного состояния молочного жира: часть триацилглицеринов в глицеридном ядре жирового шарика переходит в кристаллическое состояние. Происходят изменения в оболочке жировых шариков за счет перехода части оболочечного вещества в плазму, как следствие, потери отрицательного заряда и ослабления гидратации. Оболочка при этом приобретает хрупкость, несколько истончается и при дополнительных воздействиях (перекачивание, перемешивание, транспортирование) может стать проницаемой для жидкого жира. В этом случае уже происходит дестабилизация жировой эмульсии (см.тему 10, п. 10.3.2. «Факторы нарушения устойчивости жировой эмульсии»). Следствием таких изменений может явиться наличие деэмульгированного жира и его гидролиз под действием нативных липаз или липаз психротрофных микроорганизмов. Нативные липазы могут вызывать два вида липолиза: спонтанный и индуцированный.

Спонтанный липолиз характерен для молока с повышенным содержанием липаз (стародойного, от больных животных). В данном случае плазменная липаза связывается с оболочками жировых шариков и вызывает гидролиз жира. Индуцированный липолиз возникает при нарушении оболочек жировых шариков вследствие механических воздействий (перемешивания, перекачивания, транспортирования), которые приводят к активированию липазы. Следствием липолиза является накопление свободных жирных кислот (СЖК), особенно кислот от С₄ до С₁₂, которые обусловливают появление порока вкуса – прогорклый.

При замораживании молока и последующем его оттаивании также происходит деэмульгирование жира. Это обусловлено тем, что коэффициент теплого расширения жира более чем в 2 раза превышает коэффициент теплового расширения льда. Увеличение объема жира при повышении температуры больше, чем льда, поэтому на поверхности раздела фаз лед – жир возникают напряжения, вызывающие повреждение оболочек жировых шариков. Следствием появления деэмульгированного жира является накопление продуктов его гидролиза и появление прогорклого вкуса.

Соли кальция и фосфора. При хранении, охлаждении молока возможно перераспределение форм солей. При хранении молока даже в условиях низких температур происходит накопление молочной кислоты (некоторое повышение титруемой кислотности), что приводит к снижению отрицательного заряда белковых частиц и нарушению баланса между солями кальция. Часть солей кальция из коллоидной формы переходит в ионно-молекулярное состояние. Увеличение содержания ионизированного кальция обусловливает возможность агрегации частиц казеинаткальцийфосфатного комплекса.

Ферменты. При охлаждении молока происходит десорбция ферментов с оболочек жировых шариков и из мицелл казеина в плазму молока в результате ослабления гидрофобных связей (липаза, протеиназа, щелочная фосфатаза, ксантиноксидаза и др.). В результате механических воздействий, связанных с транспортированием молока повышается активность ферментов следствием чего являются изменения жировой и белковой фаз молока (их гидролиз) и отклонения в технологических параметрах при переработке молока: снижение степени обезжиривания молока при сепарировании; потери жира при производстве масла, сыра, увеличение продолжительности сычужного свертывания молока, увеличение продолжительности сквашивания молока и сливок.

При замораживании молока и последующем оттаивании происходит активация плазменной липазы, что связано также со степенью деформации оболочек жировых шариков. При этих условиях усиливаются и процессы липолиза.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: