Термин «стерилизация» (от латинского «sterilis», что значит «бесплодный») знаком многим. В 1860 году Луи Пастер сумел простерилизовать молоко, нагрев его до 123° С, под давлением 1,5 атмосферы. С этого времени методы тепловой обработки стали развиваться в нескольких направлениях.

ПОЧЕМУ МОЛОКО НАДО СТЕРИЛИЗОВАТЬ
Обычно питьевое молоко, которое продают в бутылках и пакетах, до разлива подвергнуто пастеризации, то есть нагреву до 63-87° С и выдержке при этой температуре. В таком молоке уничтожены вегетативные и болезнетворные формы бактерий. Пастеризация дает довольно безопасный продукт, но срок безопасности невелик. Почему? Потому что после пастеризации остаются споры бактерий, они развиваются и выделяют продукты своей жизнедеятельности, которые разлагают белок молока. Только нагревание молока до 136-140° С ведет к гибели всех микроорганизмов.

ВСЯКОЕ ЛИ МОЛОКО ПРИГОДНО ДЛЯ СТЕРИЛИЗАЦИИ
Нет, не всякое. Оно должно выдерживать так называемую алкогольную пробу. Суть ее состоит в том, что молоко смешивают с этиловым спиртом. В «слабом» молоке спирт отнимает воду у казеина, и он выпадает в осадок. Такое молоко для стерилизации непригодно, оно разрушается при нагреве.

Перед стерилизацией молоко очищают и доводят до 3,5% жирности. Вслед за этим по трубопроводу оно поступает в герметичный аппарат. Там его подогревают до 75 градусов встречным потоком горячего молока, после этого оно поступает в смеситель, где и идет собственно стерилизация — смешивание с потоком сухого очищенного пара. Мгновенно, в течение десятой доли секунды, молоко нагревается до 140 градусов. Чтобы оно не закипело и не пригорало, в установке поддерживают высокое давление. Нагретое молоко после кратковременной выдержки поступает в вакуум-камеру. Здесь удаляют лишнюю влагу, а также часть эфирных соединений, придающих молоку кормовой привкус. Затем в гомогенизаторе под высоким давлением происходит дробление молочных жировых шариков. Гомогенизация делает стерилизованное молоко белее, оно не расслаивается и становится вкуснее.

И, наконец, после гомогенизации молоко охлаждают и направляют в автоматы, которые разливают его в стерильные бумажные пакеты — без доступа воздуха и человеческих рук. Стерилизованное молоко, согласно инструкции, можно хранить при комнатной температуре не менее 10 дней, а практически до четырех недель (при условии, что пакеты не вскрывают).

Можно совершенно серьезно утверждать, что по качеству стерилизованное молоко мало в чем уступает не только пастеризованному, но и сырому. Например, незаменимые аминокислоты лизин, метионин и триптофан почти полностью сохраняются в нем. Витаминов A, D, Е, группы В в стерилизованном молоке столько же, сколько в сыром или ненамного меньше. Исключение — витамин С, содержание которого снижается примерно на 30%, что, правда, не больше, чем при обычной пастеризации.

Человечество всегда пыталось уметь правильно продлевать срок употребления продуктов, не уменьшая при этом его полезных свойств. В середине 19-го века великий ученый, основатель иммунологии Луи Пастер, открыл технологию пастеризации, что дало возможность обеззараживать продукты питания и значительно увеличивать срок их годности.

В современном мире большая часть жидких продуктов проходит данный процесс. Слово "пастеризованное" чаще всего мы видим в магазине на упаковке с молоком. И становится интересно, а возможна ли пастеризация молока в домашних условиях? Безусловно, да. Так давайте же попробуем подробно разобраться в данном процессе.

Пастеризация - это что?

Вначале нужно сказать о самом процессе пастеризации. Эта технология подразумевает в себе нагревание молока до 60-градусной температуры в течение получаса или же до 80 градусов, но тут время нагревания сокращается до 10-20 минут. Значит, температура пастеризации молока - 60-80 градусов, в зависимости от длительности. За этот период часть микроорганизмов погибает, а другая часть снижает активность, тем самым продлевая срок годности молочного продукта. В результате мы и получаем пастеризованное молоко. Пастеризация молока - процесс нетрудный.

Пастеризация в домашних условиях

Теперь о том, как же проводится пастеризация молока в домашних условиях. В качестве примера расскажем про длительную пастеризацию при температуре 60 градусов. Самым оптимальным будет нагревать не само молоко, а кастрюлю с водой, и уже туда поместить упаковку с молоком. При таком режиме пастеризациимолоко будет пастеризовано так же, как если бы мы кипятили его, но качество молочного продукта претерпит минимальные изменения.

Не забывайте самое главное: пастеризация молока - это разовый процесс. От второго раза молоко лучше не станет, а только потеряет часть своих полезных свойств. Также советуем вам, если вы имеете свою собственную корову, после получения парного молока произвести охлаждение. Ведь известно, что при своей температуре такое молоко уже через два-три часа начинает скисать. Пастеризация и охлаждение молока до нужной температуры помогут дольше сохранить его свежесть. Охлаждайте молоко до 10 градусов, чтобы продлить его срок.

Пастеризация молока в мультиварке

С приходом на кухню эры мультиварок пришел и новый вариант пастеризации молока. Теперь не нужно стоять все время у плиты и смотреть на часы, боясь, что молоко убежит в любую минуту, да еще при этом постоянно снимать с него пенку. Теперь достаточно нажатия пары кнопок. Для того чтобы пастеризовать молоко в любой мультиварке, необходимо влить его в кастрюлю и поставить на температуру от 60 до 80 градусов. Если молоко домашнее, то при температуре 80 градусов можно поставить таймер на 20 минут. Если же оно купленное, то лучше будет увеличить срок пастеризации для большей надежности еще минут на двадцать.

В мультиварках нового поколения появился режим "Пастеризация". Там уже достаточно просто влить молоко в кастрюлю, нажать на одну кнопку и просто ждать оповещения о завершении данного процесса. Также желательно простерилизовать банки или бутылки, куда вы будете потом сливать молоко.

Режим пастеризации. Есть ли разница?

Как уже сказано выше, от выбранной температуры зависит время процедуры. И в зависимости от этих двух факторов различают следующие виды пастеризации: ультравысокотемпературная, высокотемпературная кратковременная и длительная. Длительной пастеризацией называется процесс, который длится тридцать минут при температуре 60 градусов. Этот вид считают самым трудоемким, но и самым надежным в плане уничтожения вредных микроорганизмов.

Кратковременная высокотемпературная пастеризация проводится только в промышленных условиях, так как для данного режима нужно специальное оборудование, в котором в течение нескольких секунд молоко прогревается, после чего сразу же охлаждается. Минус данной пастеризации в том, что если ошибиться буквально на пару секунд, то можно либо провести пастеризацию не до конца, в результате чего все микроорганизмы выживут, либо передержать молоко, тем самым уничтожив все его полезные свойства. Поэтому нельзя говорить, что пастеризованное покупное молоко у любого предприятия будет одинакового качества.

Мгновенный нагрев

Есть также довольно простой метод пастеризации, который называется мгновенным нагревом. Данный процесс был разработан для матерей, которые больны ВИЧ-инфекцией, и из-за чего они не могут безопасно вскармливать своих детей. Метод заключается в том, что вначале нужно сделать водяную баню. Водяная баня делается быстро и легко. Берем две кастрюли разного размера. В кастрюлю, которая больше размером, наливаем воду и ставим разогревать на плиту, после чего ставим кастрюлю меньшего размера в большую. После этого наливаем молоко в маленькую кастрюлю, и как только вода закипает, сразу же убираем молоко, готовое к употреблению и прошедшее краткий процесс пастеризации

Пить или не пить?

Многие противники этого процесса говорят, что все полезные бактерии уничтожаются, и пить молоко после пастеризации нет никакого смысла, ведь этот метод создан лишь для того, чтобы продлить срок годности молока. Но они путают его с процессом стерилизации, где молоко нагревается до 100 градусов, и в таком режиме уничтожаются все бактерии, оставляя просто белую оболочку. При пастеризации же максимальная температура всего лишь 87 градусов, а значит, молоко сохраняет большую часть своих полезных свойств. Поэтому теперь, задаваясь вопросом о том, стоит ли делать пастеризацию молока, вы сможете определиться с ответом.

Стерилизованное молоко

Целью стерилизации является продление сроков хранения молока путем уничтожения спор и вегетативных клеток бактерий. В некоторых зарубежных странах до 40 % питьевого молока вырабатывают в стерилизованном виде. Оно характеризуется более высокой стойкостью и выдерживает более длительное хранение по сравнению с пастеризованным. Стерилизованное молоко по органолептическим свойствам не должно в значительной степени отличаться от пастеризованного. Для производства стерилизованного молока к исходному сырью предъявляют повышенные требования. Молоко должно быть свежее кислотностью 16-18 0 Т, плотностью не ниже 1027 кг/м 3 , чистотой по эталону не ниже I группы, бактериальной обсемененностью по редуктазной пробе не ниже I класса, без посторонних привкусов и запахов. Стерилизованное молоко в полиэтиленовых пакетах выпускают с массовой долей жира 2,5 и 3,2 % кислотностью не более 20 0 Т. Оно должно обладать достаточной термоустойчивостью, что контролируется по алкогольной пробе.

Технологический процесс получения стерилизованного молока осуществляется по двум схемам: с одно- и двухступенчатым режимом стерилизации. При одноступенчатой стерилизации молоко подвергают термической обработке один раз – до розлива или после него. Одноступенчатый способ предусматривает стерилизацию при температуре 130-150 0 С с выдержкой 15-20 мин. После охлаждения до 20-22 0 С его разливают в тару в асептических условиях. Молоко с одноступенчатым режимом стерилизации чаще всего используют для местного потребления. Стерилизованное молоко хранят в стеклянных бутылках в защищенном от прямого солнечного света месте до 2 мес со дня выработки при температуре от 1 до 20 0 С, в пакетах – до 10 сут.

Двухступенчатый способ производства стерилизованного молока в большей степени гарантирует стерильность продукта, чем одноступенчатый. При этом способе в молоке происходят более глубокие изменения, чем при одноступенчатом режиме стерилизации. В нем снижается содержание витаминов, появляется более сильный привкус кипяченого молока, повышается кислотность и вязкость. Двухступенчатый способ стерилизации молока предусматривает предварительную стерилизацию в потоке в трубчатом регенеративном стерилизаторе и повторную – фасованного продукта в бутылках. Такое молоко при определенных температурных режимах может храниться до года.

Значительно меньшие физико-химические изменения молока происходят при ультравысокотемпературной стерилизации. Для этого подготовленное для стерилизации молоко подвергают предварительному нагреванию до 78-82 0 С и центробежной очистке для удаления дестабилизированного белка. Подогретое очищенное молоко гомогенизируют под давлением 15-20 МПа. Обычно ультрастерилизацию проводят при температуре 135-150 0 С с выдержкой 2-3 с. В этих условиях микроорганизмы начинают погибать быстрее, чем происходят физико-химические изменения компонентов молока.

4.6. Сливки

Пастеризованные сливки – пресный молочный продукт, который производят жирностью 10 %, 20 и 35 % из свежего натурального молока здоровых коров. Чем более высокой жирности сливки, тем в них меньше белков, углеводов и минеральных веществ. При содержании жира в сливках 10 % в их состав входит белков 3,4 %, лактозы – 4,2 и минеральных веществ – 0,6 %, а при жирности 35 % соответственно 2,4 %, 2,7 и 0,2 %. Они должны быть однородной консистенции, со слегка сладковатым вкусом, повышенной вязкости, белого цвета с кремовым оттенком. Сливки получают путем сепарирования молока и используют в основном для производства сметаны, мороженого, нормализации молока по содержанию жира и непосредственного потребления. Сливки для маслоделия должны иметь повышенное содержание жира, на питьевые цели используют менее жирные сливки.

Для повышения дисперсности, равномерного распределения жира, предупреждения отстоя сливки гомогенизируют при температуре 55-70 0 С и давлении 5-10 МПа. Сливки 8-10 %-ной жирности пастеризуют при температуре 78-80 0 С, 20 и 35 %-ной жирности – при 85-87 0 С с выдержкой 15-30 с. Их кислотность должна быть соответственно 18 и 16-17 0 Т. Технологический процесс приготовления сливок включает приемку сырья, нормализацию, гомогенизацию, пастеризацию, охлаждение до 4-6 0 С, розлив. Срок хранения составляет 24 ч при температуре 3-6 0 С.

Стерилизованные сливки имеют однородную консистенцию, равномерный белый цвет с кремовым оттенком, с выраженным привкусом пастеризации. Массовая доля жира должна быть не менее 10 %, кислотность не выше 19 0 Т, температура при выпуске с молочного завода не выше 20 0 С. Для повышения термостойкости сливок в них вводят соли – стабилизаторы (трехзамещенный лимонно-кислый или двухзамещенный фосфорнокислый натрий) в количестве 0,01-0,1 %.

Стерилизованные сливки вырабатывают по той же схеме, что и стерилизованное молоко двух- и одноступенчатым способами. При двухступенчатом способе сливки сначала гомогенизирую при давлении 11-17 МПа, стерилизуют при температуре 135 0 С с выдержкой 20 с, фасуют в узкогорлые бутылки, укупоривают и снова стерилизуют в гидростатическом стерилизаторе при температуре 110 0 С с выдержкой 18 мин.

При стерилизации в автоклаве сливки сначала пастеризуют при температуре 90-95 0 С, гомогенизируют, охлаждают до 65-70 0 С, разливают в бутылки, затем нагревают до 117 0 С в течение 15 мин и стерилизуют при этой температуре в течение 25 мин, охлаждают до 20-25 0 С в течение 35 мин. Срок хранения сливок с момента выработки не более 30 суток при температуре 15-20 0 С.

Пастеризацией называется нагревание молока от 63°С до температуры, близкой к точке кипения. Стерилизация -- нагревание молока выше температуры кипения. Пас теризацией уничтожаются вегетативные формы микробов, а стерилизацией -- одновременно и споры. При кипячении убивается вся микрофлора молока, за исключением спор, устойчивых к температуре кипения.

На практике применяют длительную, кратковременную и мгновенную пастеризацию. При длительной пастеризации молоко нагревают до 63--65°С и выдерживают 30 мин. Кратковременная пастеризация проводится при температуре 72--76°С с выдержкой молока в течение 15--20 с. И наконец, мгновенная пастеризация осуществляется при температуре 85--90°С без выдержки. Под воздействием термических факторов составные части молока изменяются.

Степень изменений зависит как от температуры и продолжительности воздействия ее, так и от применяемой аппаратуры.

При нагревании из молока улетучиваются газы. Вследствие удаления углекислоты кислотность молока снижается на 0,5--1°Т. При температуре выше 85°С частично изменяется казеин. Но большему воздействию подвергается альбумин молока (при 60--65°С он начинает денатурироваться). Нарушается при пастеризации и солевой состав молока. Растворимые фосфорнокислые соли переходят в нерастворимые. Из-за частичного свертывания белков и образования нерастворимых солей на поверхности нагревающих приборов (пастеризаторы) появляется осадок -- молочный камень (пригар). Пастеризованное молоко медленнее свертывается сычужным ферментом. Чем выше температура нагревания, тем хуже свертываемость молока. Это объясняется выпадением кальциевых солей. Добавление к такому молоку раствора хлористого кальция восстанавливает его способность свертываться ферментом. Нагревание молока вызывает разрушение некоторых ферментов.

Витамины отличаются стойкостью к воздействию высоких температур, особенно если молоко нагревается без доступа кислорода воздуха, например в закрытых пластинчатых пастеризаторах. Но при кипячении пастеризованного молока количество витаминов С и группы В уменьшается почти в 2 раза. Вследствие образования осадка белков, жира и солей кальция на стенках посуды теряется 15--20% питательных веществ. Поэтому кипятить пастеризованное молоко без особой нужды не следует.

Нагревание до высоких температур (80--85°С и выше) придает молоку особый привкус и аромат, которые по мере повышения температуры усиливаются.

Цель пастеризации -- продлить срок хранения молока и оздоровить его, если в нем имеются болезнетворные микробы. При этом нельзя забывать, что кажущееся чистым молоко может быть опасно, если в нем содержатся хотя бы в незначительном количестве болезнетворные микробы. Процесс пастеризации должен проводиться наиболее тщательно с соблюдением строгих режимов.

Представим, что если какие-либо, пусть мельчайшие, порции молока не будут подвергнуты тепловому воздействию, то находящиеся в них микробы создадут активную колонию, которая быстро размножится в пастеризованном молоке.

В условиях производства пользуются длительной пастеризацией. Для длительной пастеризации применяют ванны (ВДП)4 представляющие цилиндрические двухстенные резервуары вместимостью 300 л и более. Поступающий в межстенное пространство пар нагревает воду, которой обогревается внутренний резервуар с молоком. Молоко в резервуаре перемешивается мешалкой, работающей от привода. Внизу ванны имеется выпускное отверстие. По окончании пастеризации, если межстенное пространство заполнить холодной водой или рассолом, можно охладить молоко в той же ванне.

Для кратковременной и мгновенной пастеризации (в основном на молочных заводах) используют непрерывно действующие пастеризаторы различных конструкций. Существует и паровой барабанный пастеризатор, представляющий собой два цилиндрических резервуара, вставленные один в другой (ОПД-1,2М). Межстенное пространство между ними во время работы заполняется паром. Температура пастеризации регулируется изменением подачи пара или притока молока.

В хозяйствах и молочной промышленности применяют пластинчатые пастеризаторы. Они, как и пластинчатые охладители, состоят из различного количества пластин с волнистой или ребристой поверхностью прямоугольной формы. Молоко проходит между двумя пластинами (слоем 2--4 мм), а теплоноситель (вода или пар низкого давления) циркулирует противотоком с другой стороны пластины. Такой аппарат имеет высокую производительность и размещается на небольшой площади.

Во всех пастеризационных установках контроль и регулировка нагрева выполняются автоматически. Для этой цели самописцы отмечают температуру и время нагрева молока, моменты остановки системы. В эти приборы встроен механизм, предназначенный для автоматического отвода молока, если температура нагрева его недостаточна. Как только температура достигнет заданной величины, поток молока возвращается в пастеризатор.

Стерилизация молока дает возможность уничтожить в нем почти всю микрофлору. При этом молоко сначала подогревается паром до 75°С, потом оно в инжекторе за доли секунды нагревается до 140°С и, наконец, в течение 4 с выдерживается под высоким давлением. Предложен и новый способ стерилизации молока. Он заключается в том, что молоко распыляют и в этот момент его нагревают до температуры перегретого пара. Бактерии мгновенно погибают. Затем молоко охлаждают. Стерилизованное молоко, полученное тем или иным способом, не изменяет своего вкуса. В герметически закупоренной посуде стерилизованное молоко может храниться длительное время при комнатной температуре.

В последние годы начали применять новые методы воздействия на молоко с целью уничтожения микрофлоры и одновременно сохранения его естественных свойств. Из этих методов наибольшее распространение получили ультрапастеризация и актинизация.

Ультрапастеризация проводится при температуре от 105 до 150°С с выдержкой молока от нескольких секунд до долевой секунды. Теоретической предпосылкой ультрапастеризации является то, что живая клетка микроорганизмов обладает более высокой чувствительностью к повышению температуры, чем вещества, обусловливающие питательную ценность молока. Так, при повышении температуры (выше 100°С) на каждые 10°С скорость уничтожения микроорганизмов увеличивается в 10 раз, а скорость, например, побурения молока -- только в 3 раза.

При температурах 130--150°С ультрапастеризация весьма эффективна в отношении уничтожения теплостойких спор. Даже при большой бактериальной обсемененности (до 500 теплостойких спор в 1 мл) после ультрапастеризации остается несколько бактерий на 20 т молока. По сохранению витаминов ультрапастеризация превосходит другие виды тепловой обработки молока -- стерилизацию, сгущение, сушку, приближаясь в этом отношении к обычной пастеризации.

Способ актинизации, предложенный в Швейцарии, заключается в применении ультрафиолетовых излучений определенной длины волн также с целью уничтожения микроорганизмов и спор. Молоко без нагрева, проходя по кварцевым трубкам, подвергается воздействию лучей путем бомбардировки его фотонами, проходящими через кварц. Такая пастеризация молока при контакте его с холодной трубкой имеет преимущество -- исключает применение дорогостоящего оборудования и одновременно обеспечивает высокое качество молока.

Известны следующие способы стерилизации: химический, механический, радиоактивный, электрический и тепловой. Наиболее надежным и экономически выгодным является тепловой. Сущность его заключается в тепловой обработке молока в целях уничтожения в нем не только вегетативных форм микроорганизмов, но и их спор, инактивации ферментов при минимальном изменении его вкуса, цвета и питательной ценности.

В молочной промышленности в зависимости от особенностей производства различают периодическую и непрерывную стерилизацию молока и молочных продуктов в таре и в потоке с асептическим розливом.

Периодическая стерилизация в таре может осуществляться одноступенчатым способом - после розлива в тару и ее герметической укупорки при 110-120 °C с выдержкой 15-30 минут. Для одноступенчатой стерилизации в таре служат стерилизаторы периодического действия - автоклавы.

Данный способ стерилизации обеспечивает высокую стойкость продукта при хранении, однако он мало производителен и вызывает физико-химические изменения составных частей молока.

Непрерывная стерилизация при двухступенчатом способе осуществляется следующим образом: первоначально продукт стерилизуют в потоке при 130-150 °C с выдержкой несколько секунд, затем после розлива и герметической укупорки вторично стерилизуют продукт в таре при температуре 110-118 °C в течение 15-20 минут. Двухступенчатый режим стерилизации позволяет инактивировать не только микроорганизмы, имеющиеся в сырье, но и попавшие в продукт при его расфасовке. Готовый продукт можно хранить и употреблять в течение года.

В настоящее время применяют системы прямого и косвенного нагрева. Прямая подача пара применяется реже из-за больших энергозатрат при удалении конденсата. Качество продукта, стерилизованного пароконтактным способом, во многом зависит от качества пара, используемого для нагрева продукта. Он должен быть сухим, насыщенным, без посторонних примесей и запахов. Однако имеется преимущество прямого нагрева - практически мгновенное нагревание всей массы продукта, что позволяет использовать молоко более низкой термоустойчивости. Кроме этого, мгновенное тепловое воздействие вызывает наименьшие физико-химические изменения составных частей молока.

Для стерилизации продукта способом косвенного нагрева используют трубчатые, пластинчатые и для вязких продуктов скребковые теплообменники, которые характеризуются надежностью в работе, простотой обслуживания, высокой степенью использования тепла. Основная трудность, возникающая при использовании косвенных систем, особенно с пластинчатыми теплообменниками, заключается в пригарообразовании. Степень разрушения компонентов молока при стерилизации различна и зависит от режима стерилизации.

Однако обычные режимы стерилизации являются более жесткими по сравнению с режимами пастеризации. Высокие температуры нагревания молока и особенно продолжительное действие этих температур, когда оно стерилизуется в таре, вызывают в нем реакции, в результате которых молоко приобретает коричневый оттенок и ярко выраженный кипяченый привкус.

При нагревании молока до температур стерилизации происходит изменение свойств и структуры белка. Эти изменения определяют одну из специфических особенностей молока, которую принято называть термостабильностью. При стерилизации изменение белка проявляется в наиболее выраженной форме, чем при пастеризации, и зависит от режима стерилизации. Наибольшим изменениям при стерилизации подвержены сывороточные белки. Денатурация сывороточных белков при стерилизации молока при обычных режимах выше, чем при пастеризации; к действию тепла более чувствительным является b-лактоглобулин, чем a-лактоальбумин. При повышенной кислотности молока процессы денатурации и образования осадка интенсифицируются.

При стерилизации очень сильно разрушаются витамины. Стерилизация в таре сопровождается разрушением как жирорастворимых, так и водорастворимых витаминов.