Технология приготовления сгущеного молока

Сгущенное молоко

Метод консервирования молока путем стерилизации сгущенного молока в герметичных  контейнерах был разработан в  начале 1880-х гг. Но еще до этого, предположительно в 1850 году, метод сохранения сгущенного молока путем добавления сахара был  изобретен в Америке. Производство сгущенного молока, основанное на этих методах, разрослось до промышленных масштабов.

 

Различают два типа сгущенного молока: несладкое (концентрированное) и подслащенное. Несладкое сгущенное  молоко (также называемое молоком  двойной концентрации) - это стерилизованный продукт светлого цвета, напоминающий по внешнему виду сливки. Этот продукт имеет широкий рынок сбыта, используется везде, где отсутствует свежее молоко, например, в тропических странах, употребляется в армии, при пребывании на море. Несладкое сгущенное молоко также используется как заменитель грудного молока. В этом случае добавляют витамин D. Это молоко используется также в кулинарии в качестве сливок для кофе и т.д. Продукт обычно изготавливается из цельного, обезжиренного молока или восстановленного молока, полученного из таких типичных составляющих, как обезжиренное сухое молоко, обезвоженный молочный жир, вода.

 

Описание  сгущенного молока

Концентрированный продукт, несладкое сгущенное молоко, обычно упаковывается в консервные банки, которые затем стерилизуются в автоклавах или горизонтальных стерилизаторах. Концентраты, изготовленные из восстановленного молока, могут быть упакованы в консервные банки с последующей стерилизацией или подвергнуты ультравысокотемпературной обработке и упакованы в картонные пакеты.

 

Подслащенное сгущенное  молоко является концентрированным молоком, в которое добавляется сахар. Этот продукт имеет желтоватый цвет и выглядит как майонез. Благодаря высокой концентрации сахара

в подслащенном молоке осмотическое давление повышается до уровня, при котором большинство микроорганизмов погибает. Концентрация сахара в водной фракции должна быть не ниже 62,5% и не выше 64,5%. При последнем уровне раствор сахара достигает точки насыщения, и часть сахара начинает кристаллизоваться, образуя осадок. Подслащенное сгущенное молоко может изготовляться из цельного или обезжиренного молока, а также из восстановленного молока, приготовленного из сухого обезжиренного молока, обезжиренного молочного жира и воды. Подслащенное сгущенное цельное молоко содержит 8% жира, 45% сахара, 20% сухого обезжиренного молочного остатка и 27% воды. Оно упаковывается в бочки для крупномасштабного промышленного использования (в производстве мороженого и шоколада), в консервные банки для розничной продажи в условиях тропического климата, а в последнее время также в асептические картонные пакеты. Технологии производства обоих продуктов показаны в виде блок-схем на рис. 16.1 и 16.2. Первая стадия в обоих случаях - это точная нормализация содержания молочного жира и сухих веществ. После этого следует тепловая обработка, которая используется частью для уничтожения микроорганизмов в молоке и частью для стабилизации молока таким образом, чтобы оно не коагулировало при последующей стерилизации. Требования к сырью и первоначальной обработке для обоих продуктов идентичны. После этого процессы начинают несколько различаться. При производстве несладкого сгущенного молока термически обработанное молоко подается в выпарной аппарат, где происходит его концентрация, затем перед охлаждением молоко гомогенизируется. Перед упаковкой молока проводится его проверка на термоустойчивость, при необходимости добавляется стабилизатор, обычно динатриевый или тринатриевый фосфат. Затем продукт упаковывается в консервные банки, которые помещаются в автоклав на стерилизацию. Банки охлаждаются перед отправкой на хранение. При производстве подслащенного сгущенного молока термически обработанное молоко подается в выпарной аппарат, где происходит его

концентрирование. Раствор сахара обычно добавляется в концентрат во время выпаривания, но можно также подать сухой сахар в пропорции, рассчитанной для твердого содержания перед выпариванием. После концентрирования продукт охлаждается таким образом, чтобы лактоза образовала очень маленькие кристаллы в перенасыщенном растворе. Эти кристаллы должны быть настолько маленькими (меньше 10 мкм), чтобы не ощущаться языком. После охлаждения и кристаллизации сгущенное молоко упаковывается в банки и отправляется на хранение.

 

Сырье для производства сгущенного молока

Качество сырья  для производства сгущенного молока такое же, как и для производства других молочных продуктов. Существуют две критические точки в производстве сгущенного молока:

• Количество спор термостойких микроорганизмов в молоке

• Способность  молока выдерживать сильный нагрев без коагуляции (стабильность белка).

 

 

Бактериологическое качество сырья

Выпаривание проводится в вакууме при температуре  не выше 65-70°С. При температуре ниже 65°С споры и термостойкие бактерии имеют идеальные условия для роста, что может привести к нарушению всей технологии, поэтому точный контроль за содержанием микроорганизмов в этом процессе производства сгущенного молока является необходимым.

 

Термоустойчивость сырья

Способность молока выдерживать жесткую тепловую обработку зависит во многом от его кислотности, которая должна быть низкой, и солевого баланса в молоке. Последний может меняться в зависимости от времени года, типа питания и стадии лактации. Имеется возможность улучшить способность молока выдерживать требуемый уровень термического воздействия.

 

Предварительная обработка

Предварительная обработка производится одинаково  как для несладкого, так и для  подслащенного сгущенного молока. Она  включает в себя нормализацию по содержанию жира и сухого обезжиренного молочного остатка, а также термическую обработку.

 

Нормализация

Сгущенное молоко продается  с фиксированным содержанием  жира и сухих веществ. Значения варьируются  в зависимости от стандарта, обычно составляют 8% жира и 18% сухого обезжиренного молочного остатка. Отношение жира к СОМО составляет 8:18 или 1:2,25. Указанные соотношения представляют собой минимальные значения, которые следует поддерживать, но с точки зрения экономии они не должны превышаться более чем на оправданную величину. Текущий уровень содержания устанавливается в соответствии с этим - например, 8,05% жира и 18,10% сухого обезжиренного молочного остатка.

Современные автоматические системы нормализации позволяют  осуществлять непрерывный и крайне точный контроль за содержанием жира и соотношением между содержанием жира и сухого обезжиренного молочного остатка в исходном молоке.

 

Тепловая  обработка

Перед стерилизацией нормализованное  молоко проходит интенсивную тепловую обработку с целью разрушения микроорганизмов и улучшения термоустойчивости. Тепловая обработка, часто проводимая в выпарной установке, происходит в трубчатом или пластинчатом теплообменнике при температуре 10-120°С в течение 1 -3 минут, после чего молоко охлаждается примерно до 70°С, а затем подается в выпарной аппарат. Во время тепловой обработки значительная часть сывороточных белков денатурируется, тогда как кальциевые соли осаждаются. Таким образом, протеиновый комплекс молока стабилизируется так, что может выдержать последующую стерилизацию без коагуляции во время выдержки. Тип термической обработки в значительной мере определяет вязкость конечного продукта, и поэтому его выбор крайне важен с точки зрения обеспечения качества.

 

Несладкое концентрированное молоко

Выпаривание

Обычно используется выпарной аппарат с многоступенчатой падающей пленкой жидкости. Молоко проходит сквозь нагреваемые паром трубы под вакуумом. Кипение происходит между 65 и 70°С. Содержание сухих веществ в молоке увеличивается, поскольку вода выкипает. Плотность постоянно измеряется. Требуемая концентрация сухих веществ достигается тогда, когда плотность доходит до 1,07. На этой стадии 1 кг несладкого концентрированного молока с содержанием жира 8% и содержанием СОМО 18% получается из 2,1 кг исходного молока с содержанием жира 3,8% и сухого обезжиренного молочного остатка 8,55%.

 

Гомогенизация

Концентрированное молоко перекачивается из выпарного  аппарата в гомогенизатор, который  работает при давлении 12,5-25 МПа (125-250 бар) При гомогенизации жиры диспергируются, и предотвращается образование скоплений жировых шариков при последующей стерилизации. Обычно рекомендуется двухступенчатый тип гомогенизации. Гомогенизация не должна быть слишком интенсивной. Поскольку она может нарушить стабильность белков и увеличить риск коагуляции молока во время стерилизации, поэтому необходимо найти требуемое давление гомогенизации, чтобы оно было достаточно высоким для обеспечения требуемого уровня дисперсности жировой фазы, но достаточно низким, чтобы исключить риск коагуляции.

 

Охлаждение и пробная стерилизация

После гомогенизации  молоко охлаждается примерно до 14°С для немедленной упаковки или  до5-8°С для промежуточного хранения перед пробной стерилизацией  образца. На этой стадии обычно производится последняя проверка содержания жира и сухого обезжиренного молочного остатка.

Как было указано  выше, термоустойчивость сгущенного молока может быть улучшена при добавлении стабилизаторов, обычно динатриевого или тринатриевого фосфата. Количество фосфата, необходимое для повышения  термоустойчивости, определяется путем пробной стерилизации образца HR этой же стадии происходит добавление витаминов.

 

Упаковка

Упаковочные машины для сгущенного молока автоматически  наполняют и закрывают банки  перед стерилизацией. Температура  упаковки выбирается так, чтобы минимизировать образование пузырьков воздуха.

 

Стерилизация

Наполненные и  запечатанные банки направляются от упаковочной машины в автоклав, который  может работать как непрерывно, так  и периодически. В автоклаве периодического действия банки должны сначала укладываться на специальные лотки, которые в дальнейшем загружаются в автоклав. В автоклаве непрерывного действия банки перемещаются по конвейерной ленте с точно контролируемой скоростью

В автоклавах обоих  типов во время стерилизации банки  все время находятся в движении, чтобы внутри банок нагрев распределялся быстрее и равномернее. Белки, денатурировавшие и осажденные во время термической обработки, равномерно распределяются по объему молока. После определенного времени нагрева молоко достигает температуры стерилизации 110-120°С. Эта температура поддерживается

в течение 15-20 мин., после чего молоко охлаждается до нормальной температуры хранения.

Тепловая обработка  является жесткой. Вследствие этого  продукт приобретает слабую коричневатую окраску, обусловленную химическими реакциями между белками и лактозой (реакция Мэйларда).

 

Хранение  и проверка

Консервные банки и/или  асептические картонные упаковки со сгущенным молоком перед упаковкой  в ящики маркируются. Сгущенное  молоко может храниться практически  неограниченное время при температуре 0-15°С. Если температура слишком высокая, молоко приобретает коричневатую окраску, если температура слишком низкая, во время хранения белки выпадают в осадок.

Сгущенное молоко должно иметь  светлый цвет и по внешнему виду походить на сливки. Из каждой партии продукции несколько пробных банок следует извлекать на проверку. Эти банки нужно выдерживать при трех различных температурах: комнатной, 30°С и 38°С. Для определения качества партии через 10-14 дней банки проверяются. Контролируются следующие показатели сгущенного молока: содержание жира, сухого обезжиренного молочного остатка, вязкость и число бактерий и спор, а также цвет, запах и вкус.

Несколько банок хранится в течение года при тех же условиях и для тех же целей.

 

Подслащенное  сгущенное молоко

На рис. 16.4 показана технологическая  линия по производству сладкого сгущенного молока из свежего молока. Перед  выпариванием нормализируется содержание жира и СОМО до ранее установленных  уровней аналогично нормализации для  производства несладкого концентрированного молока. Молоко также проходит тепловую обработку для инактивации микроорганизмов и ферментов, которые могут в дальнейшем вызвать проблемы, а также для стабилизации белковой фазы. Тепловая обработка необходима также для повышения

вязкости продукта во время хранения и особенно важна для подслащенного сгущенного молока Если термическая обработка была слишком сильной, может образоваться гель. Если вязкость продукта должна быть достаточно высокая, молоко обычно выдерживают при 82°С в течение 10 мин. Если требуется продукт с низкой вязкостью, отношение температура/время составляет 116°С/ЗО сек. Добавление сахара является ключевым шагом в производстве сладкого сгущенного молока. Крайне важно добавить оптимальное количество сахара, поскольку время хранения молока зависит от создаваемого им осмотического давления. При содержании сахара как минимум 62,5% в водной фазе достигается осмотическое давление, достаточно высокое, чтобы остановить развитие микроорганизмов. Используются два метода добавления сахара:

- добавление сухого сахара  перед тепловой обработкой;

- добавление сахарного  сиропа в выпарном аппарате.

Этап, на котором добавляется  сахар, влияет на вязкость конечного  продукта. Согласно одной теории, раннее добавление сахара вызывает чрезмерное загустевание при хранении.

 

Выпаривание

Выпаривание при производстве подслащенного сгущенного молока производится таким же способом, как и несладкого. Добавление сахарного сиропа в молоко осуществляется в середине процесса выпаривания. Далее выпаривание  продолжается до достижения требуемого содержания сухих веществ. Содержание сухих веществ можно узнать путем определения плотности концентрата. Плотность должна быть около 1,30 для подслащенного цельного молока и 1,35 для подслащенного обезжиренного молока при достижении требуемого содержания сухих веществ. На этой стадии 1 кг подслащенного сгущенного молока с содержанием жира 8%, сахара 45% и воды 27% производится из 2,5 кг цельного молока с массовой долей жира 3,2%, смешанного с 0,44 кг сахара. Некоторые производители с целью регулировки вязкости конечного продукта гомогенизируют концентрат при давлении 5-7,5 МПа (50-75 бар) сразу после выпаривания.