Симплексный метод пример решения. Двойственный симплексный метод. Симплекс-метод, решение задачи с начальным базисом

В последние годы в нашей стране все большей популярностью пользуется молоко стерилизованное. В зарубежных странах до 40% питьевого молока употребляется в стерилизованном виде. По сравнению с пастеризованным оно обладает более высокой стойкостью и выдерживает длительное хранение и транспортирование даже без охлаждения. Поэтому стерилизованное молоко удобно и экономически выгодно использовать для снабжения населения отдаленных районов, не имеющих достаточной сырьевой базы, а также крупных промышленных центров и новостроек.

По органолептическим показателям молоко стерилизованное не должно в значительной мере отличаться от пастеризованного. Высокая стойкость стерилизованного молока связана с тем, что в процессе стерилизации уничтожается не только вегетативная, но и споровая микрофлора.

Молоко стерилизованное выпускают в стеклянных узкогорлых бутылках из бесцветного стекла (или окрашенного, менее светопроницаемого), упакованных кронен-корковыми пробками; полиэтиленовых пакетах и пакетах тетра-пак вместимостью 0,25 и 0,5 л из комбинированного материала. Бумага пакетов с наружной стороны покрыта парафином, а с внутренней - слоем фольги и полиэтилена. Она должна иметь не более 10 колоний микроорганизмов на 100 см3 площади.

Молоко в бутылках и полиэтиленовых пакетах производят с массовой долей жира не менее 2,5 и 3,2%, кислотностью не более 20 °Т; в пакетах из комбинированного материала - с массовой долей жира 2,5 и 3,5%.

При выработке стерилизованного молока качество исходного сырья и особенно его обсемененность споровыми микроорганизмами приобретают особое значение. На стерилизацию направляется отборное но качеству свежее молоко с кислотностью не выше 16-18 °Т, плотностью не ниже 1027 кг/м3, степенью чистоты по эталону не ниже 1-й группы и бактериальной обсемененностью по редуктазной пробе не ниже 1-го класса, без посторонних привкусов и запахов. Анализ сырья по редуктазной пробе проводят не реже одного раза в 5 дней. При этом количество споровых бактерий не должно превышать 100 в 1 мл. Сливки и обезжиренное молоко, применяемые для нормализации, должны быть получены из молока высшего сорта и выдерживать алкогольную пробу.

Используют сливки с 30% массовой долей жира и с кислотностью плазмы, не превышающей 22 °Т. Обезжиренное молоко должно иметь кислотность не выше 19 °Т.

Молоко, направляемое на стерилизацию, проверяется также на термоустойчивость по алкогольной пробе. Для этого смешивают по 2 мл молока и 72-75%-ного этилового спирта. Если молоко выпускают в бутылках и полиэтиленовых мешках, используют 72%-ный этанол, а если в пакетах из комбинированного материала - 75%-ный. Если коагуляции белков не произошло, то молоко пригодно для стерилизации. Более точной является тиглевая проба, при которой пробирку из молибденового стекла с 2 мл молока помещают в ультратермостат и нагревают до температуры 135 °С. Если после этого консистенция молока не изменилась, то оно считается термоустойчивым.

В зависимости от режимов стерилизации в той или иной мере происходят физико-химические изменения компонентов молока, что снижает его пищевую ценность. Чтобы максимально уничтожить споровую микрофлору, необходимы не только повышенные температуры тепловой обработки (115-145 °С), но и такая выдержка, при которой вся масса жидкости будет нагрета до температуры стерилизации. В результате неравномерного нагревания жидкости пристенные области раньше достигают температуры стерилизации и подвергаются ее воздействию более длительное время, чем центр. Хотя этим достигается определенный эффект стерилизации, однако в пристенных слоях происходят нежелательные, более глубокие физико-химические изменения компонентов молока. Технологически можно интенсифицировать распространение теплоты в массе жидкости теплопроводностью путем возбуждения конвективных потоков или перемешивания.

Стерилизация молока в бутылках во вращающихся автоклавах позволяет сократить время выдержки с 30 до 20 мин при температуре стерилизации 115 °С, но качество молока заметно не улучшается. Оно приобретает кремоватый цвет вследствие образования меланоидинов и выраженный привкус пастеризации.

Значительно меньшие физико-химические изменения молоко претерпевает в процессе ультравысокотемпературной стерилизации (УВТ) при температуре 135-145 °С с выдержкой 2-4 с. С повышением температуры микроорганизмы погибают быстрее, чем происходят физико-химические изменения компонентов молока. Эффективность стерилизации определяется логарифмом отношения конечной концентрации спор к начальной. При использовании УВТ-режима стерилизованное молока имеет белый цвет и не приобретает ярко выраженных вкуса и запаха кипяченого молока.

Производство стерилизованного молока может осуществляться по двум схемам: с одноступенчатым и двухступенчатым режимами стерилизации. По одноступенчатой схеме молоко стерилизуют один раз (до или после фасования), а при двухступенчатой - два раза (сначала в потоке, а затем в бутылках). Двухступенчатая обработка в большей степени гарантирует стерильность продукта, чем одноступенчатая, но сопровождается более глубокими изменениями нативных свойств молока.

Одноступенчатый способ предусматривает стерилизацию при температуре 130-150 °С с выдержкой 2-3 с. После охлаждения до 20-22 °С молоко поступает в буферную емкость, а затем в асептических условиях его разливают в тару разового потребления. Известны два типа теплообменных установок для стерилизации, различающихся способами нагрева молока в потоке: посредством передачи молоку теплоты от греющего пара через стенку (пластинчатые аппараты, трубчатые по типу «труба в трубе» или комбинация этих аппаратов - установки с косвенным нагревом), а также в результате непосредственного контакта пара с молоком (пароконтактный способ, или уперизация). При пароконтактном способе пар инжектируется в поток молока или же, напротив, струя молока впрыскивается в емкость с паром. Этот способ стерилизации требует асептических условий фасования. По этому способу работает линия ВТИС производительностью от 2000 до 12000 л/ч (рис. 6.1).

Очищенное и нормализованное молоко направляется в уравнительный бак, откуда насосом перекачивается в пластинчатые теплообменники. Здесь под действием сокового пара, поступающего из вакуум-камеры, и острого пара продукт нагревается до 75 °С, после чего насосом высокого давления подается в инжектор, где в продукт вводится пар, который за доли секунды нагревает молоко до 140 °С. При этой температуре молоко выдерживается в течение 4 с и нагнетается обратным клапаном в вакуум-камеру. Здесь из молока удаляется столько же пара, сколько было введено в инжектор, и температура продукта снижается до 77 °С. Затем насосом молоко подается в гомогенизатор, а потом охлаждается до 20 °С в охладителе и поступает на фасование. При необходимости молоко можно временно хранить в асептическом резервуаре. Все оборудование, через которое проходит стерилизованное молоко после вакуум-камеры, работает в асептических условиях. Если нагрев молока в инжекторе был недостаточным, датчик температуры приводит в действие обратный клапан, и молоко через вакуум-камеру и пластинчатые охладители возвращается в уравнительный бак для повторной стерилизации. Поэтому не обработанный до заданной температуры продукт не проникает в стерильную часть установки, что исключает перебои в ее работе.

Рис. 6.1. Схема работы пароконтактной стерилизационной установки:
1 - уравнительный бак; 2, 15 - центробежные насосы; 3, 5 - пластинчатые подогреватели;4 и 16 - пластинчатые охладители; 6 - насос высокого давления; 7 - инжектор; 8 - выдерживатель; 9 - обратный клапан; 10 - вакуум-камера для стерилизованного молока; 11 - насос для стерилизованного молока; 12 - гомогенизатор; 13 - охладитель стерилизованного молока; 14 - вакуум-камера для стерилизованного молока, возвращаемого для повторной стерилизации

На фасование молоко подается при помощи сжатого воздуха и на автоматах фасуется в асептических условиях, упаковочный материал стерилизуется путем обработки раствором пероксида водорода, а затем воздействием бактерицидной лампы. При этом пероксид водорода разлагается на водород и атомарный кислород, а температура поверхности упаковочного материала повышается до 200-250 °С. Эффективность стерилизации таким методом достигает 99,9%.

Для изготовления пакетов используют бумагу с двухсторонним покрытием полиэтиленом или с дополнительным покрытием слоями полиэтилена и алюминиевой фольги (пятислойная).

Линия «Стеритерм» работает с применением косвенного нагрева. Охлажденное нормализованное молоко в пластинчатом теплообменнике нагревается до 66 °С путем теплообмена с горячим стерилизованным молоком, поступающим из гомогенизатора. Подогретое молоко подается насосом в стерилизатор и нагревается до 137 °С, оттуда - в выдерживатель, где выдерживается 4 с, а далее - в пластинчатый теплообменник для охлаждения до 70 °С и в асептический гомогенизатор, где обрабатывается под давлением 20-25 МПа. Гомогенизированное молоко охлаждается до 20 °С в пластинчатом теплообменнике и далее попадает через асептическую емкость или непосредственно к фасовочному автомату. Производительность линии составляет 1000-8000 л/ч.

В линии «Элекстер» для стерилизации молока используется электроэнергия. Цилиндрический стерилизатор состоит из трубчатых элементов производительностью 1000 л/ч, где гомогенизированное молоко стерилизуется при температуре 140 °С с выдержкой 2 с. Фасуется молоко на асептическом автомате (2000 упаковок в час) в полимерные светонепроницаемые мешочки вместимостью от 0,2 до 0,5 л. Полимерная пленка стерилизуется ультрафиолетовым излучением. В зону фасования подается стерильный воздух. Перед наполнением мешочка воздух внутри заменяется стерильным инертным газом.

За рубежом при одноступенчатом режиме стерилизации фасование молока в асептических условиях проводится в светонепроницаемые полиэтиленовые мешочки, которые могут быть окрашены в различные цвета. Для кратковременного хранения молока (до 20 дней) используется однослойная пленка, для продолжительного хранения (до 90 дней) - сложная трехслойная пленка.

Машину для фасования стерилизованного молока необходимо устанавливать в асептическом помещении, воздух в котором очищается бактериологическими фильтрами.

Двухступенчатый способ стерилизации молока предусматривает предварительную стерилизацию молока в потоке и повторную стерилизацию фасованных продуктов в бутылках.

Предварительная стерилизация молока в потоке выполняется в трубчатом регенеративном стерилизаторе. Нормализованное, очищенное холодное молоко (4-6 °С) поступает из емкости для хранения в уравнительный бак, откуда насосом нагнетается в первую секцию рекуперации трубчатого стерилизатора и надевается до 60-65 °С от горячего молока, уже прошедшего стерилизацию. Подогретое молоко подается в гомогенизатор, где обрабатывается при давлении 15-20 МПа, а затем во вторую секцию, где нагревается до 85 °С, и затем направляется в секцию стерилизации. Гомогенизированное молоко в секции стерилизации нагревается до 135-140 °С и поступает для выдержки в течение 20 с в трубчатый выдерживатель. Затем стерилизованное молоко проходит последовательно вторую и третью секции рекуперации, охлаждаясь до 20-25 °С, и поступает в промежуточные емкости для резервирования (две по 6000 л). Общая длительность тепловой обработки и гомогенизации составляет 5 мин. Перед фасованием молоко подогревается до 60-65 °С и самотеком поступает в фасовочно-укупорочный автомат для фасования молока в узкогорлые бутылки по 0,5 л. Бутылки предварительно моют и дезинфицируют в бутылкомоечной машине, они подаются на фасовочно-укупорочный автомат с температурой 60 °С. Это предотвращает термобой бутылок. Так как объем молока при последующей стерилизации может увеличиться, бутылки на 4-8 см не заполняются. Бутылки герметично укупоривают кронен-корковыми пробками, после чего они подаются в четырехбашенный стерилизатор непрерывного действия, где проходят последовательно через четыре колонки, В первой бутылки с молоком нагревают водой до 90 °С, во второй их стерилизуют паром при 116-118 °С в течение 12-15 мин, в третьей и четвертой они охлаждаются и выходят из стерилизатора с температурой около 45 °С. Далее из стерилизатора бутылки подают конвейером к этикетировочной машине, а затем укладывают в ящики и направляют в камеру для хранения. Производительность линии - 6000 бутылок в час.

Одноступенчатый режим стерилизации сопровождается наименьшим изменением нативных свойств молока, оно имеет белый цвет и по вкусу и запаху почти не отличается от пастеризованного молока. Двухступенчатый режим стерилизации вызывает довольно глубокие изменения составных частей молока, но обеспечивает высокую стойкость продукта, который может храниться в неохлаждаемых помещениях более года. Двухступенчатый режим применяют, когда продукт нужно транспортировать на большие расстояния или длительно хранить. Для местного потребления используют более распространенный одноступенчатый режим стерилизации.

В стерилизованном молоке выделяется 36-45% мелкодисперсной части казеина. В значительной мере происходит разрушение витаминов: А - на 10-35%, В1 - на 22-24, В2 - на 5, В6 - на 25 (при стерилизации в таре), В12 - на 15-20, С - на 10-60%. Больше всего витаминов разрушается при стерилизации фасованного молока.

В помещениях, защищенных от прямого солнечного света, стерилизованное молоко может храниться до 2 мес. со дня выработки при температуре от 1 до 20 °С.

Для детей вырабатывают витаминизированное стерилизованное молоко с витаминами А (0,3 мг/л), С (20 мг/л) и D2 (0,0125 мг/л). Жирорастворимые витамины предварительно эмульгируют в небольшой порции молока, а витамин С растворяют в небольшом количестве прокипяченной воды. В отличие от обычного стерилизованного фасование витаминизированного молока производят в бутылки и пакеты вместимостью 0,2 л, при стерилизации в таре применяют более мягкие режимы термообработки (температура 110 °С, выдержка 15 мин), хранение предусматривается в охлажденном виде при температуре 0-6 °С.

Стерилизованное молоко с ферментом лактазой выпускается для людей с лактазной недостаточностью. Лактазу вносят в незначительных количествах перед фасованием, так как при стерилизации она инактивируется.

Какао с пониженным содержанием лактозы выпускается для детей школьного возраста с связи с участившимся кариесом зубов. К пастериюванному цельному молоку добавляют фермент Р-галактозидазу в концентрации 430 мг/л. Молоко с ферментом при слабом помешивании выдерживают в течение 16 ч при 4-5 °С. Затем вносят 2% шоколадного наполнителя и 4% сахара, гомогенизируют и подвергают УВТ-обработке для инактивации фермента. Содержание лактозы снижено с 40 до 3 г/л, общее содержание углеводов составляет 82,2 г/л.

Стерилизация молока – это тепловая обработка молока (выше 100°С) с целью повышения стойкости в хранении путем уничтожения как вегетативных, так и споровых форм микроорганизмов.

Эффективность стерилизации Э С определяется по разности десятичных логарифмов первоначальной концентрации спорообразующих микроорганизмов в исходном молоке С Н и конечной концентрации спор С К в продукте после тепловой обработки: Э С = lg 10 С Н – lg 10 С К . Она должна быть в пределах от 9 до 10 Эффективность стерилизации находится в такой же прямой зависимости от температуры и продолжительности ее воздействия, как и при пастеризации. Стерилизация по сравнению с пастеризацией проводится при более высоких температурах, но с менее продолжительной выдержкой, поэтому физико-химические свойства молока претерпевают почти такие же изменения, как при пастеризации.

В зависимости от особенностей производства и фасования, продукта различают периодическую и непрерывную стерилизацию в таре и в потоке с асептическим розливом. Периодическая стерилизация в таре осуществляется после фасования и герметического укупоривания продукта при температуре 110–120 °С в течение 15–30 мин. Для одноступенчатой стерилизации в таре служат стерилизаторы периодического действия – автоклавы. При периодической стерилизации продукт в таре загружают в стерилизатор, нагревают паром, выдерживают определенное время и охлаждают водой или воздухом до 40–50 °С. Периодический способ стерилизации обеспечивает высокую стойкость продукта при хранении даже в неблагоприятных условиях (при 50 °С) в течение 12 месяцев и более. Однако этот способ малопроизводителен и вызывает физико-химические изменения составных частей молока вследствие продолжительного теплового воздействия. В результате этих изменений молоко приобретает сильно выраженный кипяченый вкус, буровато-кремовую окраску.

Наибольшее распространение получила непрерывная стерилизация с одноступенчатым и двухступенчатым режимами. При одноступенчатой стерилизации в потоке продукт подвергают кратковременной ультравысокотемпературной обработке (УВТ) при температуре 130–150 °С в течение нескольких секунд, после чего фасуют в асептических условиях в стерильную тару. Стерилизация в потоке может осуществляться прямым или косвенным нагревом. Прямой нагрев осуществляется путем смешивания теплоносителя (пара) с продуктом, а косвенный нагрев – через теплопередающую поверхность. При смешивании с паром происходит практически мгновенное нагревание продукта, что позволяет использовать молоко более низкой термоустойчивости. Кроме того, мгновенное тепловое воздействие вызывает наименьшие физико-химические изменения. К существенным недостаткам указанного способа относятся низкий коэффициент регенерации тепла, повышенные требования к качеству пара, используемого для нагревания продукта.

Для стерилизации продукта способом косвенного нагрева применяют трубчатые, пластинчатые и для вязких продуктов скребковые теплообменники. Эти теплообменники характеризуются надежностью в работе, простотой обслуживания, высокой степенью использования тепла. Однако при стерилизации в теплообменниках косвенного нагрева быстрее образуется пригар на теплопередающих поверхностях.

Непрерывная стерилизация при двухступенчатом режиме осуществляется в следующей последовательности: первоначально продукт стерилизуют в потоке при 130–150 °С в течение нескольких секунд, затем после розлива и укупоривания вторично стерилизуют продукт в таре при температуре 110–118 °С в течение 15–20 мин. Двухступенчатый режим стерилизации предназначен не только для уничтожения микроорганизмов, имеющихся в сырье, но и попавших в продукт при его фасовании. Продукт, полученный при двукратном режиме стерилизации, обладает высокой стойкостью при длительном хранении.

При выборе способа стерилизации и типа установок следует учитывать условия эксплуатации, качество исходного сырья, вид вырабатываемого продукта и экономическую целесообразность.

Глава 4. ТЕХНОЛОГИЯ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ЗАКВАСОК И КОНЦЕНТРАТОВ

Имеют возможность употреблять его сразу из-под коровки. А вот горожане покупают полезный и незаменимый продукт в магазине. Это молоко обязательно проходит термическую обработку, которая продляет срок хранения продукта. В данной статье речь пойдет о стерилизаторах молока: их устройстве и назначении.

Польза молока

С самых первых дней рождения человек питается молоком, сначала грудным материнским, а позже - коровьим. Этот продукт богат содержанием витаминов и минеральных веществ, ферментов и белков, молочных жиров и сахара. Полезные вещества с легкостью усваиваются организмом человека.

Особенно молоко полезно малышам, ведь для строения мышц, клеток кожи, ногтей и волос так необходим белок. Для нормальной работы кишечника в организме должно быть достаточное количество молочного сахара. Он помогает нормализовать микрофлору, удаляя гнойные очаги и инфекцию. Молоко насыщает организм кальцием, который питает кости, зубы, способствует выработке гормонов и ферментов.

В продукте содержится много витаминов, которые способствуют нормализации всех жизненных процессов в организме человека. Особенно хорошо успокаивается нервная система, снимаются стрессы, и проходит депрессия.

Таблица Менделеева в составе молока

Этот полезный и вкусный продукт богат содержанием минеральных веществ: кальция и калия, магния и фосфора, натрия, хлора и серы. Все они относятся к макроэлементам. Наибольшую ценность в молоке представляет кальций. Он легко усваивается организмом человека. Для примера: молоко коровы содержит сто-сто сорок миллиграммов элемента на процент продукта. Количество кальция в молоке напрямую связано с рационом питания животного, его породы. Имеет значение стадия лактации и время года. Так, например, летом кальция в молоке меньше, чем в зимний период.

Молоко полезно содержанием микроэлементов. Их концентрация невелика, отсюда и название. К этой группе минеральных веществ относятся медь и железо, марганец и цинк, йод и кобальт, алюминий и фтор, селен и кремний, хром, свинец, хром, олово и другие. Они входят в состав витаминов и ферментов. Количество этих минералов в молоке зависит от воды, почвы, состава питательных смесей для животных, состояния их здоровья, способов обработки и условий хранения продукта. Обладая набором элементов почти всей таблицы Менделеева, может ли молоко быть не полезным? Конечно, нет. Молоко является самым первым продуктом питания. Молоко люди употребляют на протяжении всей жизни.

Какой стерилизатор выбрать: паровой или холодный?

С появлением грудного ребенка в доме возникает необходимость часто кипятить соски, бутылочки, игрушки. Они от этого быстро портятся, да и способ очищения аксессуаров не совсем удобен: нужна кастрюля, подносы, прихватки. Для этого существует специально разработанное устройство, которое отличается простотой и удобством в использовании. Это стерилизатор молока. Познакомившись с параметрами устройств, каждый выберет для себя лучшее. Стерилизаторы бывают:

При покупке стерилизатора в упаковочную коробку всегда вкладывается паспорт с указанием технических характеристик и параметров устройства. Обратить внимание нужно на следующее:

• Сколько бутылочек вмещается.
• Наличие индикатора времени. Без него придется постоянного контролировать процесс.
• Возможность для стерилизации других аксессуаров.
• Мощность устройства. Выпускают модели с разным сроком стерилизации: от пяти минут до двадцати.

Это устройство предназначено для термической обработки. Подвергшееся стерилизации молоко очищается от болезнетворных бактерий и микробов. Они просто погибают из-за воздействия высоких температур. Недостатком является то, что в стерилизованном грудном молоке часть полезных веществ, необходимых для формирования иммунитета ребенка, теряется. Поэтому тепловую обработку не рекомендуют использовать постоянно.

Стерилизовать молоко для малыша нужно только по необходимости. Например, у родившей женщины нет своего молока или его мало. Тогда донорскмй продукт обязательно обрабатывается. Стерилизатор для грудного молока в домашних условиях очень прост. Для этого достаточно приспособить большую эмалированную кастрюлю, приготовить стеклянные или пластиковые бутылочки. Процедура такова:

• В бутылочки разливается грудное молоко.
• Кастрюля наполняется водой так, чтобы тара устойчиво стояла, не плавала в воде и не падала.
• Газовая или электрическая плита включается. Кастрюля ставится на огонь, вода доводится до кипения. Затем нагрев уменьшается, а кипячение продолжается. Достаточно пяти-восьми минут.
• Плита выключается.
• Бутылочки осторожно вынимаются из кастрюли с использованием полотенца, чтобы не обжечься.

Стерилизатор для детского питания

Установка Babymoov - незаменимый помощник для любой мамы. Этот стерилизатор молока для детей наделен отверстиями для подачи пара не только на центральной трубке, но и на держателях бутылочек, которые имеют съемные механизмы. При необходимости можно обработать молокоотсосы. Центральная часть установки тоже снимается, на ней можно сушить тару. Как видно, эти операции делаются, не прикасаясь к посуде руками. Установка вмещает шесть бутылочек с одетыми на них сосками. По звуковому сигналу можно узнать, что стерилизация окончена. Весьма популярны и стерилизаторы фирмы Philips, правда, они достаточно дорогие. Есть и альтернатива - белорусские стерилизаторы "Буслик", которые с удовольствием приобретают многие мамы, так как качество у них неплохое, а цена более чем доступная.

Способы обработки продукта

Молоко стерилизованное является стерильным продуктом. В нем нет бактерий, присутствующих в сыром продукте, благодаря чему продляется срок хранения, и не изменяются вкусовые качества. Существуют разные молока:

• Одностадийный. Его применяют для изготовления молока стерилизованного в пакетах. Продукт нагревают до высокой температуры - сто сорок - сто пятьдесят градусов на протяжении одной секунды. Затем охлаждают, гомогенизируют и разливают в стерильные пакеты.

• Двустадийный. Этот способ применяют, когда в качестве упаковки используют не пакеты, а стеклянную тару. Молоко нагревают до такой же температуры, как в первом случае, только выдерживают пять секунд, а не одну. Продукт охлаждают, разливают в стеклянные емкости и вторично стерилизуют. Но температура при этом ниже - сто двадцать градусов, а продолжительность обработки больше - двадцать минут.

При производстве стерилизованного молока первым способом лучше сохраняется биологическая ценность продукта. Вкус молока не отличается от свежего.

Технология производства стерилизованного молока

• Подготавливается сырье.
• Молоко нормализуется - жирность приводится к единой цифре.
• Гомогенизируется - консистенция должна быть однородной, чтобы сливки не отслаивались.
• Вносятся соли-стабилизаторы.
• Стерилизуется - температура нагрева сто градусов и выше.
• Охлаждается.
• Немедленно разливается.

Зачем нужны соли-стабилизаторы? Они контролируют кислотность. Их присутствие в молоке не позволяет продукту скисать долгое время - шесть-восемь месяцев. Существует понятие буферной зоны. Если ее займет молочная кислота, продукт скиснет очень быстро. Соли растворяются и принудительно заполняют эту пустоту, не давая проникнуть туда кислоте продукта.

Для обработки в промышленных условиях используется стерилизатор молока. Процесс осуществляется в условиях абсолютной стерильности. Для розлива именно этого продукта используют закрытые установки, чтобы не попали микробы. поэтому молоко застраховано от пагубного воздействия внешней среды.

Устройство для обработки молока на месте его надоя

Стерилизатор молока для фермы необходим в каждом хозяйстве, где занимаются разведение скота. Продукт продается с целью реализации населению после специальной обработки. Но, если на ферме есть новорожденные телята, первое время после появления на свет их поят молоком. Прежде его нужно обработать, чтобы малыши не заразились. Используют световой стерилизатор молока для мини-ферм "ССМ".

Он представляет собой газоразрядную лампу с мощным потоком ультрафиолетовых лучей. Здесь отсутствует выхлоп озона, что не позволяет молочному жиру окисляться, в результате чего молоко не имеет неприятного запаха. Работает стерилизатор от сети. Время его разогрева - четыре минуты. Оно обязательно должно учитываться в процессе работы. Чтобы проверить, что стерилизатор молока готов к работе, на расстоянии одного метра к нему подносится какой-нибудь красный предмет. Если он становится коричневым, устройство готово к эксплуатации на всю мощность.

Стерилизатор во фляге размещают так, чтобы он не касался поверхности молока, которое нужно постоянно перемешивать. С периодичностью в десять минут берутся пробы с применением масттеста. Когда он покажет отрицательную реакцию, молоко готово для Ультразвуковой стерилизатор молока широко применяется для обработки молока на современных фермах.

Стерилизаторы трубчатые

Эти установки предназначены для тепловой обработки молока, сливок, различных соков. Применяются в промышленном производстве, где нужно осуществить длительные производственные циклы. на стерилизаторе молока занимает короткий промежуток времени, а продукт сохраняет свои полезные свойства. Эти стерилизаторы отличаются высоким уровнем санитарии, хорошей термической продуктивностью, низкой стоимостью обслуживания, что имеет немаловажное значение в масштабах производства.

Преимущества стерилизаторов трубчатых

• Отсутствует возможность заражения болезнетворными микробами.
• Легко взять пробу для проверки на готовность продукта.
• Промывка установки раствором осуществляется автоматически. Панель управления оснащена переключателями времени промывки, температуры, дозы концентратов и другими.

• Все производственные линии автоматизированы, благодаря чему соблюдается полная стерильность.

Заболевания, передающиеся через молоко

Этот продукт человек получает от животных. Если они здоровы, никакого вреда даже от употребления свежего молока не будет. Но если животные больны, вероятность заражения велика. Человек может заболеть туберкулезом, ящуром, бруцеллезом или кокковыми инфекциями. Вот почему так важно молоко стерилизовать. Благодаря этой процедуре продукт очищается от микробов и бактерий, сохраняя свои ценные свойства.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э.Баумана»

РЕФЕРАТ

по биотехнологиии

на тему: «Стерилизация молока»

Выполнила:

Студентка 4 курса 441 группы

Специальность – технология

производства и переработки

сельскохозяйственной продукции

№ зачетной книжки 2270

Федорова Валентина Владимировна

Проверил: ст. преп. каф. ТППСХП к. х. н

Хабибрахманова В. Р

Казань 2014 г

Введение 3

1 Источники обсеменения молока микроорганизмами 4

2 Споровая форма микроорганизмов 6

3 Споровые микроорганизмы, погибающие при стерилизации молока 9

3.1 Ботулизм 9

3.2Клостридии перфрингенс 11

4 способы стерилизации молока 14

5 Оценка качества молока 16

Заключение 18

Список использованной литературы19

Введение

Стерилизация – это процесс тепловой обработки, при котором в результате воздействия высоких температур (выше 100 °С) погибают все микроорганизмы, а также увеличивается длительность хранения молока. Разрушаются как вегетативные, так и споровые формы микробов. Чем выше температура тепловой обработки, тем больше стерилизующий эффект и более заметны изменения цвета и вкуса молока. С увеличением температуры споры разрушаются намного быстрее, чем происходит изменение цвета и вкуса молока. Изменение его цвета зависит от различных методов стерилизации. По сравнению с пастеризованным, стерилизованное молоко обладает более высокой стойкостью и выдерживает длительное хранение и транспортируется даже без охлаждения. Стерилизованное молоко удобно и экономически выгодно использовать для снабжения населения отдалённых районов, не имеющих достаточно сырьевой базы, а также крупных промышленных центров и новостоек.После стерилизации молоко сохраняет ценные питательные качества и хорошо усваивается организмом. В молочной промышленности в основном применяют одноступенчатую стерилизацию с однократным нагревом молока в потоке до 135 – 140 °С с последующим охлаждением и розливом. .

Целью данного реферата является изучение видов микроорганизмов, которые погибают при стерилизации молока.

1 Источники обсеменения молока микроорганизмами

Известны два пути обсеменения молока микроорганизмами: эндогенный и экзогенный.

При эндогенном пути молоко обсе­меняется микроорганизмами непосредственно в вымени живот­ного.

Экзогенное обсеменение происходит из внешних источни­ков: кожи животного, подстилочных материалов, кормов, возду­ха, воды, доильной аппаратуры и посуды, рук и одежды работников молочной фермы.

Эндогенное обсеменение. В молоке вымени всегда содержится определённое количество микроорганизмов. В железистой части вымени микроорганизмы могут находиться непостоянно и в еди­ничном количестве клеток. В выводных протоках и молочной цистерне количество бактерий может достигать нескольких десят­ков или сотен клеток в 1 см. Это микроорганизмы – комменсалы вымени. К ним относятся энтерококки, мик­рококки, иногда маститные стрептококки, коринебактерии (Рисунок 1).

Рисунок 1 – коринебактерии и энтерококки

Эндогенное обсеменение молока вымени может происходить при маститах, септических инфекционных болезнях, травмах и воспалительных процессах соскового канала и вымени.

Экзогенное обсеменение. Важнейшим источником бактерий сырого молока является кожа животного и особенно кожа вымени и сосков, на которые надевают доильные стаканы.

Молочная плёнка, образующаяся в процессе доения между кожей сосков и доильными стаканами, наличие на коже грубых и мелких складок, а также относительно высокая температура создают благоприятные условия для развития микрофлоры.

Подстилочные материалы из соломы и сена являются существенным источником загрязнения кожного покрова животного, а затем и молока кишечными палочками, маслянокислыми бактериями, энтерококками, гнилостными спорообразующими дрожжами, плесенями, молочнокислыми бактериями.

В кормах также содержится много разнообразных микроорганизмов. В свежескошенной траве больше молочнокислых бактерий, в грубых кормах – гнилостных спорообразующих аэробных бацилл.

Поскольку молоко в настоящее время получают и хранят преимущественно в замкнутых системах, сырое молоко загрязняется в основном при ручном доении. Однако при смене молокопроводов всегда подсасывается наружный воздух.

2 Споровая форма микроорганизмов

Споры бактерий являются покоящейся, не размножающейся их формой. Они формируются внутри клетки, представляют собой образования круглой или овальной формы. Спорообразование – это генетически обусловленный признак, зашифрованный в генетическом коде микроорганизма. Бактерии, преимущественно грамположительные, палочковидной формы с аэробным и анаэробным типом дыхания в старых культурах, а также в неблагоприятных условиях внешней среды (недостаток питательных веществ и влаги, накопление продуктов обмена в среде, изменение рH и температуры культивирования, наличие или отсутствие кислорода воздуха и др.) могут переключаться на альтернативную программу развития, в результате чего образуется одна спора. Это свидетельствует о том, что спорообразование у бактерий является приспособлением для сохранения вида (индивидуума) и не является способом их размножения.

Процесс спорообразования происходит, как правило, во внешней среде в течение 18-24 ч. Внешне он начинается с концентрации и уплотнения цитоплазмы и ядерного вещества в какой-то части клетки. Одновременно вокруг этого участка дифференцируется зона цитоплазмы, которая, уплотняясь, превращается в оболочку споры. Клетка в этой стадии называется проспорой. Проспора, как и вегетативная (размножающаяся) клетка, легко окрашивается анилиновыми красителями.

В процессе образования проспоры ДНК делится на два нуклеоида, цитоплазматическая мембрана врастает внутрь клетки, отгораживая один нуклеоид и небольшое количество цитоплазмы. Вокруг образовавшейся проспоры начинает разрастаться клеточная цитоплазматическая мембрана материнской клетки, развивая два лепестка, из которых в дальнейшем будут формироваться две оболочки: наружная и внутренняя. В промежутке между лепестками мембраны накапливаются мукопептиды, кальциевые соли дипиколиновой кислоты, что обеспечивает споре высокую термоустойчивость.

По мере созревания проспора уменьшается в размерах, становится более плотной. Из лепестков цитоплазматической мембраны формируется две оболочки – наружная (экзина) и внутренняя (интина). В дальнейшем сформировавшаяся спора покрывается толстым слоем из нескольких белков, сходных с кератином, входящих в состав перьев, ногтей, кожи. Происходит обезвоживание споры, вегетативная часть клетки разрушается. Наружная оболочка становится труднопроницаемой для воды и различных веществ. Поэтому зрелая спора утрачивает способность окрашиваться обычными методами. Из внутреннего слоя при прорастании споры формируется клеточная стенка бактерий.

Зрелая спора составляет примерно 0,1 объёма материнской клетки. Споры у разных бактерий различаются по форме, размеру, расположению в клетке.

Микроорганизмы, у которых диаметр споры не превышает ширины вегетативной клетки, называют бациллами, бактерии. Имеющие споры, диаметр которых больше поперечника клетки в 1.5-2 раза, называют клостридиями.

Внутри микробной клетки спора может располагаться в середине – центральное положение, на конце-терминальное и между центром и концом клетки – субтерминальное расположение. Клостридии с терминально расположенными спорами называют плектридиями .

По химическому составу и наличию ферментов споры и вегетативные клетки, из которых они образуются, не отличаются друг от друга. Различие состоит в количественных соотношениях химических соединений. В споре в отличие от вегетативной клетки содержится в два раза меньше воды, которая находится в основном в связанном состоянии. В споре заметно увеличивается концентрация кальция, магния, а также липидов и пиколиновой кислоты, что в значительной степени обусловливает устойчивость спор к воздействию неблагоприятных физических и химических факторов. В результате этого споры могут десятки лет сохраняться в почве, выдерживать кипячение в течение 60 мин и даже нескольких часов, а также действие высоких концентраций дезинфицирующих веществ. Устойчивость спор затрудняет борьбу со спорообразующими гнилостными, маслянокислыми и другими микроорганизмами, попадающими в молоко и молочные продукты, выдерживающими режимы пастеризации молока.

Споры при попадании в питательный субстрат и благоприятные условия существования могут прорастать в исходную вегетативную форму. При этом спора набухает, размеры значительно возрастают, активизируются биохимические процессы. Прорастание споры заканчивается образованием отверстия в оболочке и появлением ростка, вытягивающегося затем в палочку. Прорастающая спора способна окрашиваться обычными анилиновыми красителями.

Росток споры может возникать полярно, экваториально и между полюсом и центром клетки. В первом случае росток появляется на одном из концов споры, во втором он выходит в средней части, препендикулярно длинной оси споры. Процесс прорастания споры осуществляется значительно быстрее, чем её формирование, и заканчивается через 4-5 ч.

Спорообразование постоянный признак, который имеет важное значение при идентификации, т.е. определения вида бактерий.Отличие бактериальной клетки от споровой приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Образованиеспор

3 Споровые микроорганизмы, погибающие при стерилизации молока

При температуре, превышающую оптимальную, наблюдается замедление размножения микроорганизмов, а при температуре выше максимальной из развитие полностью прекращается и микробные клетки погибают. Стойкость микроорганизмов к высоким температурам называют термоустойчивостью или терморезистентностью. Она неодинакова для различных групп микроорганизмов. Наибольшей термоустойчивостью обладают споры бацилл и клостридий. Они выдерживают кипячение от нескольких минут (Bac.subtilis) до 6 ч (Cl.Botulinum) и более. Споры не обезвреживаются при режимах пастеризации молока (65-90 ºС). Вегетативные формы и бесспоровые бактерии являются термолабильными, они погибают при 65 ºС в течение 5-30 мин.

Спорообразующие. К гнилостным аэробам тносятся Bac. Subtilis – сенная палочка, Bac. Mesentericuc – картофелҗная палочка, Bac.megatherium – капустная палочка,Bac. Mysoides – грибовидная палочка и др .

К спорообразующим гнилостным аэробам относятся бактерии рода Clostridium. Все спорообразующие гнилостные представляют собой довольно крупные толстые палочки, достигающие размеров 0,5-2,5*10 (у клостридий – до 20) мкм, по Граму красятся положительно, подвижные до момента спорообразования, капсул не образуют.

3.1 Ботулизм

Ботулизм – это пищевое отравление, относящейся к числу самых тяжелых заболеваний, связанных с употреблением пищи, инфицированный бактериями Cl. Botulinum и содержащей ботулинический нейротоксин.

Возбудитель ботулизма относится к роду клостридий (Clostridium). Известны такие серовары возбудителя как: A, В, С, D, E, F, G, различающиеся по антигенной структуре, образуемыми токсинами и рядом других признаков.

Клостридии представляют собой крупные палочки длиной 3,4-8,6 мкм и шириной до 1,3 мкм. Возбудитель подвижен до момента спорообразования, перитрих, по Граму красится положительно, капсул не образует. Споры располагаются в клетке субтерминально. Палочка со спорой по виду напоминает теннисную ракетку, ложку, лодочку (Рисунок 3).

Рисунок 3 – ClostridiumBotulinum

Клостридии сбраживают глюкозу, фруктозу и некоторые другие углеводы, но сахаролитические свойства непостоянны. По протеолитическим свойствам серовары неоднородны. Протеолитические штаммы способны расплавлять кусочки печени или мясного фарша на средах типа Китта-Тароцци.

Возбудитель ботулизма образует два основных типа токсинов: нейротоксин и гемолизин.

Нейротоксин(ботулинический токсин) продуцирует все серовары, он определяет клиническую картину интоксикации при ботулизме .

Споры возбудителя устойчивы к воздействию внешней среды. Они сохраняют жизнеспособность при таких условиях, когда погибают все другие живые организмы. Споры выдерживают кипячение в течение 5-6 ч, сохраняют жизнеспособность в спирте в течение 2 мес., противостоят действию кислот и формалина, устойчивы к замораживанию .

В отличие от доброкачественной пищи продукты, содержащие возбудителя ботулизма, могут иметь специфический запах прогорклого масла, «щиплющий» вкус, становятся бледными на вид, рыхлой консистенции. Человек заражается при употреблении пиши, содержащей токсин и живых микробов, с размножением которых количество токсина увеличивается.

3.2 Клостридии перфрингенс (Cl.perfringens)

Токсикоинфекции, вызываемые Cl.perfringens, занимают третье место после пищевых отравлений сальмонелленого и стафилококкового происхождения.Название возбудителя связано со способностью образовать большое количество газа, который разрывает окружающую плотную питательную среду. Термин «перфрингенс» в переводе с латинского языка означает «проламывающий», «прорывающий». Клостридии представляют собой крупные неподвижные грамположительные палочки. В организме людей и животных образуют капсулу. Медленно образуют споры (Рисунок 4).

Рисунок 4 – Cl.perfringens

Cl.perfringens развивается при температуре от 15 до 50 ºС. Оптимальная температура для наиболее быстрого роста составляет 37 ºС. Особенностью Cl.perfringens является способность к быстрому размножению. Возбудитель сбраживает глюкозу с образованием солей молочной, уксусной и масляной кислот, этилового спирта, углекислого газа и водорода, может ферментировать фруктозу, галактозу, маннозу, лактозу, сахарозу, рибозу, крахмал, декстрин и гликоген.

4 Способы стерилизации молока

Стерилизация молока проводится в целях получения безопасного в санитарно-гигиеническом отношении продукта и обеспечении его длительного хранения при температуре окружающей среды без изменения качества. Существует множество способов стерилизации молока (химический, механический, радиоактивный, электрический, тепловой).

Например, стерилизация молока посредством радиационной обработки полностью исключает энергозатраты, поскольку стерилизация на гамма-установке происходит за счёт радиоактивного распада источников излучения. Кроме того, молоко не подвергается нагреву, что исключает изменение вкусовых качеств и основных физико-механических свойств, отпадает необходимость охлаждения.

Тем не менее, наиболее надёжным, экономически выгодным и нашедшим широкое применение в промышленности является тепловой способ.

В молочной промышленности молочное сырье стерилизуют по трём принципиальным схемам:

Одноступенчатая в упаковке – после розлива молока в упаковку и её герметичной укупорки при температуре 115-120°С с выдержкой 15-30 мин;

Двухступенчатая – предварительная стерилизация молочного сырья в потоке при температуре 130-150 °С в течение нескольких секунд, а затемвторичная стерилизация после розлива молока или молочных продуктов в упаковку и её герметичной укупорки при температуре 115-120 о С в течение 15-20 мин;

Одноступенчатая с асептическим розливом – косвенная или прямая стерилизация молочного сырья при температуре 135-150 о С в течение нескольких секунд с последующим фасованием в асептических условиях в стерильную тару .

В зависимости от особенностей производства и фасования готового продукта молочное сырье стерилизуют периодическим и непрерывным способами.

Стерилизацию периодическим способом проводят, помещая продукт в упаковке (стеклянных или пластмассовых бутылках) в автоклав и создавая в нем разрежение 0,08 МПа, что соответствует температуре 121 о С. При этой температуре продукт выдерживается 15-30 мин. Затем температуру снижают до 20 о С. На стерилизацию молоко поступает нормализованным, гомогенизированным, прошедшим предварительный нагрев.

Стерилизация непрерывным способом в упаковке осуществляется в гидростатических башенных стерилизаторах. Фасованный в бутылки продукт подастся в первую башню стерилизатора, где нагревается до (86 ± 1) о С. Во второй башне продукт в бутылках нагревается до температуры 115-125 о С и выдерживается в зависимости от объёма бутылки 20-30 мин. В третьей башне стерилизатора бутылки охлаждаются до температуры (65 ± 5) о С, в четвертой – до (40 ± 5) о С. Дальнейшее охлаждение идёт в камере хранения продукта. Весь цикл обработки в башенном стерилизаторе составляет приблизительно 1 ч. Такое молоко хранится при температуре 1-20 о С не более 2 мес. со времени выработки.

В молочной промышленности стерилизация молока и молочных продуктов осуществляется в таре и в потоке.

При стерилизации молочною продукта в таре изменяется вкус и снижается его питательная ценность вследствие того, что при довольно длительном тепловом воздействии разрушаются компоненты продукта, определяющие его вкусовые и питательные свойства.

Стерилизация в потоке. Наиболее прогрессивной является стерилизация продукта в потоке при ультравысокотемпературном режиме (135-150 о С с выдержкой несколько секунд) с последующим фасованием его в асептических условиях в стерильную тару.

Ультравысокотемпературная (УВТ) обработка позволяет увеличить продолжительность хранения продуктов до 6 мес. При фасовании молочных продуктов в асептических условиях применяют пакет из комбинированною материала, пластмассовые бутылки, пакеты из полимерного материала, а также металлические банки и стеклянные бутылки.

Молоко, стерилизованное в потоке при ультравысокотемпературных режимах с кратковременной выдержкой, но своим качественным показателям приближается к пастеризованному молоку.

В процессе стерилизации в потоке продукт нагревается до температуры стерилизации, выдерживается при этой температуре в течение требуемого времени, охлаждается до температуры фасования в асептических условиях.

Соотношение температуры и времени обработки определяется требуемой эффективностью стерилизации и имеет большее значение для качества продукта. Верхним температурным пределом стерилизации молока в потоке является 150 о С, так как даже кратковременная выдержка при этой температуре может привести к нежелательным изменениям качества продукта. В то же время трудно осуществить технически очень быстрый нагрев до этой температуры и последующее быстрое охлаждение. Нижним температурным пределом является температура 135 о С, так как при температуре менее 135 о С эффективность стерилизации недостаточна при кратковременной выдержке. Увеличение продолжительности выдержки также нежелательно во избежание ухудшения качества продукта .

Таким образом, стерилизация молока в потоке является наиболее эффективным способом тепловой обработки молока.

5 Оценка качества молока

Определение микробиологических показателей проводят методами, предусмотренными нормативными документами, и по методикам, утверждённым органами и учреждениями ГоссанэпидслужбыРоссии.

Продукт изготовляют в соответствии стребованиямнастоящего стандарта по технологическим инструкциям, утвержденнымв установленном порядке.По органолептическим характеристикам продукт долженсоответствовать требованиям таблицы 1.

Таблица 1 – органолептическая оценка молока

Наименование показателя	Характеристика
Внешний вид	Непрозрачная жидкость. Для жирных и высокожирных продуктов допускается незначительный отстой жира, исчезающий при перемешивании
консистенция	Жидкая, однородная нетягучая, слегка вязкая. Без хлопьев белка и сбившихся комочков жира
Вкус и запах	Характерные для молока, без посторонних привкусов и запахов, с легким привкусом кипячения. Для топленого и стерилизованного молока – выраженный привкус кипячения. Для восстановленного и рекомбинированного допускается сладковатый привкус
	Белый, равномерный по всей массе, для топленого истерилизованного – с кремовым оттенком, для обезжиренного – со слегка синеватым оттенком

Стерилизованное молоко должно отвечать требованиям промышленной стерильности. Требования промышленной стерильности к стерилизованному и ультрастирилизованному молоку:

1После термостатной выдержки при температуре 37 градусов Цельсия в течение 3-5 суток отсутствие видимых дефектов и признаков порчи (вздутие упаковки, изменение внешнего вида и другие) отсутствие изменений вкуса и консистенции.

2 После термостатной выдержки допускаются изменения:

а) титруемой кислотности не более чем на 2 градуса Тернера;

б) КМАФАнМ не более 10 КОЕ/см 3 (г).

Заключение

В молоке содержится более 200 веществ легкодоступных для микроорганизмов, поэтому они интенсивно размножаются в нем. В состав молока входят белки, пептоны, полипептиды, глобулины, альбумины, казеин, аминокислоты. Молоко содержит жирные кислоты, липиды, молочный сахар (лактоза), витамины, гормоны, ферменты и минеральные соли. И всегда в натуральном молоке существуют микроорганизмы.

При стерилизации молоко освобождается не только от вегетативной микрофлоры, но и от споровой. Такой продукт обладает абсолютной надёжностью с санитарно-гигиенической точки зрения, позволяет осуществлять перевозки на длительные расстояния без охлаждения, исключает необходимость ежедневной поставки в торговлю. Из года в год растёт потребительский спрос на молочные продукты длительного хранения во всех странах мира, расширяется их ассортимент, увеличиваются сроки хранения, совершенствуются пути повышения стойкости в хранении.

Список использованной литературы

1.Твердохлеб Г. В.Технология молока и молочных продуктов / Г.В. Твердохлеб,Г. Ю. Сажинов, Р.И. Раманаускас. – М.: ДеЛи принт, – 2006. – 616 с.

2.Степаненко П.П. Микробиология молока и молочных продуктов/ П.П. Степаненко. – М.: ООО «Все для Вас-Подмосковье», – 1999. – 415 с.

3. Соляник Т.В. Микробиология. Учебно-методическое пособие / Т.В. Соляник, А.А. Гласкович. – Горки: БГСХА, – 2014 . – 104 с.

4. Курсовая работа. Процесс стерилизации молока и аппараты для его реализации / АлтГАУ: инженерный факультет, – 2011 г., – 26 с.

5.Курсовая работа. Микрофлора молока и молочных продуктов /Павлодарский государственный университет им. С. Торайгыровa, –2012. –31 с.

6. ГОСТ Р 52090-2003. Молоко питьевое. Технические условия; Введ.01.07.04.-М.: Изд-во стандартов, 2008.-5 с.

7. Федеральный закон Российской Федерации от 12 июня 2008 г. N 88-ФЗ "Технический регламент на молоко и молочную продукцию".