Ольга Сычева - Молоко. Качество, состав, свойства. Проблемы и решения

К основным технологическим свойствам молока относят термоустойчивость и сычужную свертываемость.

Термоустойчивость (термостабильность) – способность молока при высоких температурах сохранять свои первоначальные свойства. Термоустойчивость молока зависит в основном от его кислотности и солевого баланса, а также от стабильности казеиновых мицелл в растворе, обусловленной величиной поверхностного заряда и степенью его гидрофильности. Установлено, что казеинаткальцийфосфатный комплекс устойчив к воздействию высоких температур только при определенном содержании кальция.

Как считают исследователи, термоустойчивость молока во многом определяется величиной рН. По характеру изменения термоустойчивости молоко делят на два типа – А и Б (рис. 2).

Рис.2. Зависимость термоустойчивости молока от рН (по Тесъе и Роузу): 1 – тип А; 2 – тип Б

В большинстве стран преобладает молоко типа А (молоко типа Б, характеризуемое повышенной устойчивостью при нагревании, встречается редко). Термоустойчивость молока типа А имеет максимум при рН 6,7 и минимум при рН 6Д..6Д Следовательно, свежее молоко кислотностью 18°Т (рН 6,6…6,7) должно выдерживать высокотемпературную обработку без явных признаков коагуляции казеина. Лишь снижение рН до 6,5 и ниже, особенно в результате молочнокислого брожения, отрицательно сказывается на термоустойчивости молока.

Образование молочной кислоты вызывает снижение отрицательного заряда белковых частиц и нарушение баланса между солями кальция – часть коллоидных солей кальция переходит в ионно-молекулярное состояние. Увеличение количества ионов кальция в молоке при повышенной кислотности приводит к агрегации казеиновых частиц, которые легко коагулируют при нагревании. При этом термоустойчивость казеина в какой-то степени зависит от размера мицелл – чем они мельче, тем она выше, и наоборот. Считают, что мелкие мицеллы содержат меньше коллоидного фосфата кальция и больше защитного аз-казеина, чем крупные. (Горбатова К.К., 2003).

Снижению термоустойчивости молока также способствуют высокое содержание (более 0,9 %) термостабильных сывороточных белков и структурные изменения казеина во время тепловой обработки (дефосфорилирование, дигидрирование сывороточными белками и т.д.).

Из всех перечисленных факторов термоустойчивости молока является концентрация ионов кальция – коэффициент корреляции между ними составляет – 0,98 (рис. 3.).

Рис.3 Влияние содержания ионов кальция на термоустойчивость молока (по данным К.К.Горбатовой и П.П.Гуньковой)

Таким образом, основными причинами низкой термостойкости молока являются повышенная кислотность и нарушенный солевой и белковый состав.

Термоустойчивость молока необходимо контролировать при производстве стерилизованного молока, молочных консервов, продуктов детского питания. В настоящее время для определения термоустойчивости молока в заводских лабораториях проводят алкогольную пробу.

Алкогольная проба основана на воздействии этилового спирта на белки молока и сливок, которые полностью или частично денатурируют при смешивании равных объёмов молока или сливок со спиртом (Шурчкова Ю.А., 2003).

Сущность данного метода в том, что образующаяся молочная кислота в процессе скисания молока связывает кальций и освобождает его от казеина, находящегося в стойкой коллоидной связи с солями кальция.

В результате накопления кислых радикалов повышается концентрация водородных ионов и изменяется электрозаряд казеина, что при рН 4,6 приводит к уравниванию положительных и отрицательных его зарядов. Нейтрализация электрического заряда способствует склеиванию молекул и ведёт к образованию геля. Добавленный алкоголь дегидрирует коллоиды молока, чем также способствует переходу золя в гель. Процесс этот интенсивно протекает в кислом молоке. Свежее молоко при добавлении к нему равного количества 68 % спирта не свёртывается, а молоко повышенной кислотности образует хлопья, величина которых зависит от степени кислотности молока (Фомичёв Ю., Савкин Н., 2002).

Сычужная свертываемость молока относится к факторам, определяющим его пригодность для производства сыра. Способность молока к сычужной свертываемости определяется в первую очередь содержанием в нем казеина (особенно фракции κ-казеина) и солей кальция (ионов кальция) – чем оно больше, тем выше скорость свертывания молока и плотность образующихся белковых сгустков, и наоборот. В зависимости от концентрации коллоидного фосфата кальция в молоке, под действием сычужного фермента образуется сгусток в виде геля или отдельных хлопьев. Установлено, что в сычужно вялом молоке концентрация коллоидного фосфата кальция довольно низкая. Сычужно вялое молоко обычно содержит низкое количество казеина и ионизированного кальция, меньше коллоидного фосфата кальция (и, вероятно, мало цитратов) по сравнению с нормальным молоком. Оно характеризуется более низким отношением кальция к азоту молока, содержит больше растворённого казеина (10… 12 % вместо обычных 5 %) и имеет более низкую степень гидратации казеиновых мицелл и т.д.