Сразу после выдаивания молоко охлаждают, чтобы затормозить жизнедеятельность микроорганизмов. Охлаждение осуществляют до температуры 6 - 10°С или до 2 - 6°С при глубоком охлаждении, в отдельных случаях проводят замораживание от -12 до -25°С.
При охлаждении затрагиваются составные части с гидрофобными связями, которые неустойчивы к действию низких температур (в основном жира и белка), происходит изменение в строении их молекул. По мере понижения температуры сила гидрофобных связей ослабевает, а ассоциаты распадаются на более мелкие образования. Понижение температуры молока до 3...5°С в течение 2...5 суток приводит в той или иной степени к изменению почти всех составных частей молока и его свойств: кислотность молока увеличивается на 0,5 Т, молоко остается термоустойчивым, подавляется жизнедеятельность термостойких микроорганизмов и энтерококков.
Белки. При длительном хранении (двое суток) охлажденного молока может произойти протеолиз β-казеина с образованием γ-казеина и протеозо-пептонной фракции, что отрицательно сказывается на способности молока свертываться под действием сычужного фермента, синергетических свойствах белковых сгустков и термоустойчивости молока (технологические свойства молока). 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 отвердеванием глицеридов молочного жира, и оболочка жировых шариков становится более чувствительной при механических воздействиях. Следствием таких изменений может явиться гидролиз жира 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 (у стародойного молока и от больных животных). В результате плазменная липаза связывается с оболочками жировых шариков, что 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), которые обусловливают появление порока вкуса — прогорклый. При механических воздействиях на охлажденное молоко, в том числе связанных с транспортированием, создается опасность повреждения оболочек жировых шариков и появление деэмульгированного жира. Кроме этого, возможен переход фосфолипидов с оболочек жировых шариков в плазму, что также отражается на стабильности эмульсии жира. Деэмульгированный жир в большей степени подвержен липолизу.
При замораживании молока и последующем его оттаивании также происходит деэмульгирование жира. Это обусловлено тем, что коэффициент теплового 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 охлажденного молока возможно перераспределение форм солей. При хранении молока 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 в результате ослабления гидрофобных связей (липаза, протеиназа, фосфатаза, ксантиноксидаза и др.). В результате механических действий, 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; снижение продолжительности сычужного свертывания молока; снижение 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.
При замораживании молока повышается активность некоторых оксидаз, следствием чего является появление пороков вкуса.
Витамины. При хранении охлажденного молока и его транспортировании происходят значительные потери витамина С (от 18 до 70%) в зависимости от температуры охлаждения и продолжительности хранения. Содержание других витаминов при хранении охлажденного молока в течение суток изменяется незначительно. При увеличении продолжительности хранения охлажденного молока происходит некоторое снижение содержания витаминов А, Е и группы В.
После хранения молока при температуре 4°С образуются свободные жирные кислоты, частично гидролизуется белок, изменяется содержание аминного азота, увеличивается вязкость в результате образования межмолекулярных мостиков, снижается термоустойчивость, появляется салистый привкус (из-за липолиза молока); способность его к свертыванию сычужным ферментом заметно ухудшается и продолжительность свертывания увеличивается на 20...30%.
Резервирование молока при 10°С в течение 1...3 суток сопровождается увеличением свободных жирных кислот, появляется окисленный и прогорклый привкус, происходит развитие холодоустойчивых бактерий, способных вызывать разложение белков и жиров. Эта температура является критической для хранения, и хранить молоко в этих условиях можно до 24 ч.
Медленное замораживание. Молоко замерзает при температуре ниже —0,55°С, в результате чего вода превращается в лед, повышается концентрация сухих веществ в остальной жидкой фазе молока и меняются коллоидные свойства белков.
Медленное замораживание молока приводит к разделению его на слои, имеющие неодинаковый состав: периферийный слой состоит преимущественно из кристаллов льда, поскольку вымерзание воды начинается около стенок сосуда, постепенно распространяясь к центру; центральный — более насыщенный (белое ядро), где сконцентрированы белки, соли и сахар. Неодинаков состав и по вертикали: верхний слой менее плотный и богатый жиром, нижний — содержит преимущественно белки. По мере превращения воды в лед концентрация солей (электролитов) в центральном слое молока повышается и может достигнуть величины, при которой произойдет разряд коллоидных частиц казеина (коагуляция) и он выпадает в осадок. В период оттаивания скоагулировавшие белки могут образовать в молоке хлопья.
При быстром замораживании молока тонкими слоями при температуре ниже -22°С происходит образование мелких кристаллов льда, молоко не расслаивается и может храниться без изменения качества до 6 мес. (при поддержании температуры ниже —20°С). Такое молоко при оттаивании легко восстанавливает коллоидные свойства и не дает осадка.
На свойства молока при оттаивании влияют скорость замораживания, повторность замораживания, а также продолжительность хранения в замороженном виде.
Следует отметить, что молоко, подвергшееся замораживанию, быстрее сбивается, но хуже свертывается сычужным ферментом, особенно в том случае, если после оттаивания образуются хлопья. При кипячении такого молока капельки жира отделяются, так как нарушается целостность белково-лецитиновых оболочек жировых шариков.
При отвердевании молочного жира происходит частичное расслоение триглицеридов в жировых шариках, причем глицериды с более высокой температурой плавления в виде слоя откладываются под мембраной и тем самым стабилизируют оболочку.
Контрольные вопросы:
1. Что происходит с витаминами при хранении охлажденного молока?
2. Параметры хранения при резервировании молока в 10°С.
3. Какие процессы происходят в молоке при медленном замораживании?
4. Какие процессы происходят в молоке при быстром замораживании?
