Технология производства сгущенного молока

По результатам проверки качества сгущенного молока в российских розничных магазинах Общенациональной Ассоциацией Генетической Безопасности (ОАГБ) 80 % исследованной продукции не соответствует стандартам качества. Одной из основных особенностей отрасли в настоящее время является консолидация активов в руках небольшой группы наиболее значимых игроков рынка молочных консервов. По результатам проведенного ИАМ исследования, максимальные совокупные доли на рынке (порядка 20%) в настоящее время имеют: ЗАО Торговый Дом «Союзконсервмолоко» (владелец торговой марки «Густияр») и Компания «Эрконпродукт» (торговая марка «Молочная страна»). Лидеры молочного рынка Федерального уровня – Компании «Юнимилк» и «Вимм-Билль-Данн» - в данном сегменте занимают не столь сильные позиции. Компании «Юнимилк», в состав группы лиц которой входит четыре предприятия выпускающих молочные консервы, принадлежит десятипроцентная доля рынка, Компании «Вимм-Билль-Данн» - всего 3 %.

По мнению экспертов ИАМ, в ближайшей перспективе рынок молочных консервов ожидает дальнейшее разделение среди небольшой группы сильнейших игроков, значительных инвествложений в строительство новых комбинатов молочных консервов не ожидается, а увеличение конкурентных возможностей будет происходить за счет расширения ассортимента продукции.

 Еще одной особенностью  рынка в настоящее время является  развитие молочно-консервными предприятиями  параллельных производств и выпуск  совершенно новых для себя  продуктов. Так, например, ООО

 

«Нижнекисляйский молочно-консервный комбинат» в Воронежской области с 2005 г. освоил производство овощных и мясорастительных консервов. ОАО «Ялуторовскмолоко» (Тюменская область), являясь одним из основных производителей молочно-консервной продукции, при инвестиционной поддержке Компании «Юнимилк» в 2006 г. начал выпуск полного ассортимента молочной продукции под торговой маркой «Простоквашино».

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ

Технология изготовления сгущенного молока осуществляется поэтапно:

- Приемка и подготовка сырья

- Очистка и охлаждение молока

- Нормализация исходной смеси

- Пастеризация

- Сгущение

- Гомогенизация

- Внесение солей стабилизаторов

- Фасовка и упаковка

- Стерилизация молочных консервов

- Хранение и реализация

Подобранное по качеству и очищенное молоко нормализуют по массовой доле жира и СОМО (сухой обезжиренный молочный остаток).

Нормализация осуществляется для получения в молочных консервах необходимого соотношения между составными частями сухого вещества. При этом соотношение массовых долей двух любых составных частей сухого вещества в нормализованной смеси и готовом продукте должны быть одинаковыми.

 

Нормализованную смесь перед пастеризацией обязательно проверяют на термоустойчивость, так как при производстве стерилизованных консервов молоко подвергается воздействию высоких температур и при низкой термоустойчивости может происходить свертывание, загустевание и образование хлопьев в готовом продукте. Термоустойчивость молока в значительной степени зависит от его химического состава и, особенно, от равновесия солевого состава.

Повышение термоустойчивости молока достигается внесением солей –стабилизаторов. Их добавляют в пастеризованную смесь или сгущенное молоко.

Способствует повышению термоустойчивости и режим пастеризации перед сгущением, обеспечивающий наиболее полную денатурацию сывороточных белков. В зависимости от применяемого оборудования молоко пастеризуют при следующих режимах: нагревают в потоке при температуре 88±20С, затем при температуре 125±50С с выдержкой 30 секунд с последующим снижением температуры до 86±20С путем само испарения в вакуумной камере или последовательно нагревают в четырех подогревателях вакуум – выпарной установки до температуры 88±50С, затем в высокотемпературном подогревателе до температуры 120±50С с последующим снижением температуры до 105 0С в вакуумной камере.

В пленочных многокорпусных вакуум – выпарных установках непрерывного действия молоко сгущают в стандартном режиме: температура кипения молока не должна превышать в первом корпусе 780С, во втором корпусе 660С, в третьем 560С. Окончание процесса сгущения контролируют по достижению стандартной плотности и массовой доли сухих веществ в продукте.

 В зависимости от типа применяемой вакуум – выпарной установки молоко сгущается до массовой доли сухих веществ 25-28 %.

Сгущение молока заканчивают после достижения плотности 1061-1063

 

кг/м3 (при 200С) при производстве сгущенного стерилизованного молока и 1066-1068кг/ м3 при производстве концентрированного молока.

Сгущенное молоко гомогенизируют на двухступенчатых гомогенизаторах при температуре 74±20С и общем давлении 18±1,0 МПа. Целесообразность применения двухступенчатого гомогенизатора обусловлено необходимостью постепенного повышения давления, так как гомогенизация при высоком давлении снижает термоустойчивость молока. После гомогенизации молоко охлаждают до температуры 4±20С. В охлажденное сгущенное молоко вносят соли – стабилизаторы для восстановления, нарушенного при пастеризации и сгущении баланса солей.

Для повышения термоустойчивости молока применяют смеси солей, состоящие из цитратов и гидрофосфата калия и натрия, взятых в соотношении, аналогичном соотношении этих солей в натуральном молоке.

При внесении солей – стабилизаторов в пастеризованное молоко общая продолжительность взаимодействия молока с солями составляет 6 часов. Вязкость продукта в этом случае идентична вязкости, полученной при выдерживании сгущенного молока с солями – стабилизаторами в течении 6-7 часов до стерилизации.

Стерилизация сгущенных консервов может осуществляться двумя способами: в потоке перед розливом и в таре после розлива.

Для выработки сгущенных стерилизованных консервов в нашей стране широко используют стерилизацию в таре.

Режим стерилизации устанавливают в соответствие с формулой стерилизации, представляющей собой следующую условную запись теплового режима аппарата, в котором осуществляется стерилизация:

,

где Т1, Т2, Т3 – продолжительность соответственно подогревания, стерилизации, охлаждения, мин;

 

t – температура стерилизации, 0С.

Сгущенное или концентрированное молоко, выдержавшее пробную стерилизацию, разливают в предварительно вымытые и пропаренные металлические банки. Наполненные и упакованные банки проверяют на герметичность и направляют на стерилизацию. Для стерилизации продукта в таре используют стерилизаторы непрерывного действия гидростатического или роторного типа, а также стерилизаторы периодического действия. В стерилизаторах гидростатического типа банки со сгущенным или концентрированным молоком стерилизуют при температуре 116-1170С с выдержкой 14-17 минут. Температура охлаждения стерилизованных консервов должна составлять 20-400С.

Готовые продукты хранят при температуре от 0 до 100С и относительной влажности воздуха не выше 85% в течении не более 12 месяцев со дня выработки.

 

1.   ФИЗИКО - ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА

 

Производство сгущенного молока с сахаром основано на увеличении концентрации сухих веществ молока путем сгущения и добавления сахарозы.

По ГОСТ 2903 - 78 сгущенное молоко с сахаром должно иметь следующий состав (в %) и свойства: содержание влаги не более 26,5, сахарозы не менее 43,5, сухих веществ молока не менее 28, в том числе жира не менее 8,5; кислотность не более 48Т; вязкость 3 - 10 Пас.

Основным показателем, определяющим качество сгущенного молока с сахаром, является консистенция (наиболее часто встречающийся порок продукта  -  изменение его консистенции  -  загустевание).

Один из важнейших факторов, влияющих на консистенцию сгущенного молока с сахаром,  -  химический состав молока, главным образом,  
его белково-солевой состав. Для производства продукта наиболее пригодно молоко с низкой величиной соотношения между жиром и СОМО (около 0,425), с мелкими жировыми шариками и казеиновыми мицеллами и оптимальным содержанием кальция (не более 125 мг %). Эти показатели зависят от времени года, стадии лактации, породы, состояния здоровья животных и других факторов.

Вязкость готового продукта зависит от кислотности молока. Повышение кислотности сырого молока (в результате сбраживания бактериями молочного сахара) нарушает солевой баланс молока, снижает тепловую устойчивость казеина и отрицательно сказывается на консистенции сгущенного молока с сахаром.

Во время тепловой обработки  -  пастеризации и сгущения  -  происходят физико-химические изменения составных частей исходного молока.

При пастеризации денатурируют сывороточные белки, концентрация которых при сгущении увеличивается. Изменяется структура казеина: он приобретает способность к агрегации. Часть солей молока переходит в нерастворимое состояние  -  изменяется соотношение между катионами кальция, анионами фосфорной и лимонной кислот. Таким образом, режим пастеризации влияет на белково-солевой состав молока и, следовательно, на вязкость сгущенного молока с сахаром и его стойкость к загустеванию при хранении. например, температура пастеризации молока 85 - 95°С способствует повышению вязкости сгущенного молока с сахаром, а температура выше 100°С  -  получению продукта сравнительно жидкой консистенции. Следовательно, для выработки продукта оптимальной вязкости режим пастеризации следует выбирать с учетом сезонных изменений состава и свойств молока.

Во время сгущения возрастает концентрация солей кальция, в результате чего казеиновые мицеллы укрупняются и соединяются с денатурированными сывороточными белками. Изменению подвергается жировая фаза молока. При пастеризации дробятся жировые шарики, комочки слипшихся шариков

 

разъединяются, снижается скорость отстаивания сливок. Во время сгущения, наряду с дроблением жировых шариков (при увеличении числа мелких шариков размером менее 2 мкм), наблюдается их укрупнение и частичная дестабилизация жировой эмульсии. При этом выделяются летучие жирные кислоты и лактоны, которые вместе с продуктами распада молочного сахара участвуют в формировании свойственных пастеризованному молоку вкуса и запаха.

В процессе пастеризации и сгущения разрушаются ферменты и витамины. В процессе сгущения уменьшается содержание витамина А на 19%, В2 - на 8-21, В6 и В12 - на 40, С - на 20, Е - на 3-12%.

Технологический режим сгущения молока (температура и длительность ее воздействия) также существенно влияет на коллоидную систему молока и консистенцию готового продукта. Оптимальным считается следующий режим: температура не выше 60°С и продолжительность не более 2 - 2,5 ч.

Большое значение для качества продукта имеют состав и время введения в молоко сахарного сиропа. Сахарный сироп целесообразно подавать в вакуум-выпарную установку одновременно с молочной смесью или за 20 - 25 мин до окончания сгущения (при содержании в сгущенном молоке 46 - 48% сухих веществ). Сахарный сироп должен содержать минимальное количество инвертного сахара (смесь фруктозы и глюкозы), образующегося при инверсии сахарозы.

Во время охлаждения происходит кристаллизация молочного сахара, от правильности проведения которого зависит консистенция готового продукта.

В неохлажденном сгущенном молоке с сахаром содержится 11 - 12% лактозы, которая растворена в 25 - 26% влаги, образуя при 50 - 60°С насыщенный раствор. При охлаждении продукта после сгущения (до 20°С) раствор лактозы становится пересыщенным, и часть ее выпадает в виде кристаллов. Переход лактозы в кристаллическое состояние происходит в две стадии: сначала зарождаются центры кристаллизации, затем растут кристаллы.

Размер кристаллов молочного сахара зависит от режима охлаждения

 

сгущенного молока (температуры и продолжительности).

Консистенция сгущенного молока с сахаром определяется размерами и количеством образовавшихся при охлаждении и хранении продукта кристаллов молочного сахара.

Для обеспечения хорошей консистенции продукта необходимо стремиться к массовому образованию мелких кристаллов лактозы (размером до 10 мкм) при возможно полной ее кристаллизации. Недостаточно полная кристаллизация лактозы в процессе охлаждения может привести к ее кристаллизации во время хранения продукта. При этом образуются крупные кристаллы размером 20 - 25 мкм. Быстрое охлаждение сгущенного молока с сахаром до температуры усиленной кристаллизации (18 - 20°С) способствует образованию большого количества мелких кристаллов лактозы. Длительное охлаждение может привести

не только к выпадению крупных кристаллов лактозы, но и к другим порокам продукта  -  загустеванию и побурению.

На интенсивность кристаллизации лактозы влияют также количество вносимой в сгущенное молоко затравки, продолжительность и интенсивность его перемешивания.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ И ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ

 

К сырью, предназначенному для производства молочных консервов, предъявляют повышенные требования, так как пороки сырого молока в результате концентрирования сухих веществ усиливаются.

Для консервирования пригодно натуральное молоко, соответствующее требованиям ГОСТ 13264-88. Оно должно быть термоустойчивым, иметь кислотность 16-160Т (для концентрированного молока), не выше 190Т (для стерилизованных консервов) и 200Т (для других видов молочных консервов), а также иметь невысокую микробиологическую обсемененность. При подборе молока для консервов необходимо учитывать его химический состав

 

и свойства. Массовая доля воды в молоке должна составлять 87,5%, жира 4,0%, СОМО 8,75%. Причем отношение жира к СОМО должно быть в пределах 0,4-0,69. Кроме того следует учитывать содержание сывороточных белков, которые понижают термостойкость. По этой причине считается непригодным для выработки консервов молозиво и стародойное молоко. Более пригодно молоко с меньшими размерами жировых шариков и мицелл казеина, так как в таком молоке замедляется отстаивание белково-жирового слоя при хранении.