Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Технология и техника переработки молока

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 757961.02.01
К покупке доступен более свежий выпуск Перейти
Целью учебного пособия является описание промышленной технологии и техники, применяемых на современных отечественных предприятиях молочной отрасли. Изложены основные технологические процессы переработки молока — от его доставки и приема до выпуска готовой продукции. Приводится описание производства питьевого молока и сливок, кисломолочных продуктов, молочных консервов и сливочного масла в соответствии с действующей нормативной документацией. В конце каждой главы даны основные требования контроля качества технологических процессов выработки молочных продуктов. Для студентов учреждений среднего профессионального образования, обучающихся по специальностям 19.02.07 «Технология молока и молочных продуктов», 35.02.06 «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции», а также для студентов вузов, специалистов молочной промышленности и всех желающих организовать производство по переработке молока.

Только для владельцев печатной версии книги: чтобы получить доступ к дополнительным материалам, пожалуйста, введите последнее слово на странице №198 Вашего печатного экземпляра.

Бредихин, С. А. Технология и техника переработки молока : учебное пособие / С.А. Бредихин. — 2-е изд., доп. — Москва : ИНФРА-М, 2022. — 443 с. + Доп. материалы [Электронный ресурс]. — (Среднее профессиональное образование). - ISBN 978-5-16-016957-6. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1862390 (дата обращения: 22.05.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
Москва

ИНФРА-М

2022

ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕХНИКА 
ПЕРЕРАБОТКИ МОЛОКА

С.А. БРЕДИХИН

2-е издание, дополненное

Рекомендовано 

Межрегиональным учебно-методическим советом 

профессионального образования в качестве учебного пособия 

для учебных заведений, реализующих программу 

среднего профессионального образования по специальностям  

19.02.07 «Технология молока и молочных продуктов», 

35.02.06 «Технология производства и переработки 

сельскохозяйственной продукции»  

(протокол № 11 от 09.11.2020)

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

УДК 637(075.32)
ББК 36.95я723

Б87

Бредихин С.А.

Технология и техника переработки молока : учебное пособие / 

С.А. Бредихин. — 2-е изд., доп. — Москва : ИНФРА-М, 2022. — 
443 с. + Доп. материалы [Электронный ресурс]. — (Среднее профессиональное образование).

ISBN 978-5-16-016957-6 (print)
ISBN 978-5-16-109531-7 (online)

Целью учебного пособия является описание промышленной технологии 

и техники, применяемых на современных отечественных предприятиях молочной 
отрасли. Изложены основные технологические процессы переработки молока  — 
от его доставки и приема до выпуска готовой продукции. Приводится описание 
производства питьевого молока и сливок, кисломолочных продуктов, молочных 
консервов и сливочного масла в соответствии с действующей нормативной документацией. В конце каждой главы даны основные требования контроля качества технологических процессов выработки молочных продуктов.

Для студентов учреждений среднего профессионального образования, обу
чающихся по специальностям 19.02.07 «Технология молока и молочных продуктов», 35.02.06 «Технология производства и переработки сельскохозяйственной 
продукции», а также для студентов вузов, специалистов молочной промышленности и всех желающих организовать производство по переработке молока.

УДК 637(075.32)

ББК 36.95я723

Б87

Р е ц е н з е н т ы:

Никифоров Л.Л., доктор технических наук, профессор кафедры техносфер
ной безопасности Московского государственного университета пищевых производств;

Калошин Ю.А., доктор технических наук, профессор, заведующий кафе
дрой пищевых машин Московского государственного университета технологий и управления имени К.Г. Разумовского

А в т о р:

Бредихин С.А., доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой 

процессов и аппаратов перерабатывающих производств Российского государственного аграрного университета — МСХА имени К.А. Тимирязева

© Бредихин С.А., 2021

ISBN 978-5-16-016957-6 (print)
ISBN 978-5-16-109531-7 (online)

Материалы, отмеченные знаком 
, 

доступны в электронно-библиотечной системе Znanium

ВВЕДЕНИЕ

Молоко используют либо как продукт питания в непереработанном 
или переработанном виде, либо как сырье для молочной и пищевой 
отраслей промышленности. Молоко имеет высокую пищевую и биологическую ценность. В его состав входят необходимые для организма человека и хорошо усвояемые пищевые компоненты: молочный 
жир, белки, углеводы, молочный сахар и минеральные вещества. 
К отличительным особенностям молока как сырья относится то, что, 
являясь источником полноценного белка, оно поликомпонентно по 
составу, неадекватно по функционально-технологическим свойствам, 
биологически активно и под влиянием внешних факторов лабильно 
изменяет свои свойства и параметры. В связи с этими обстоятельствами рациональное и рентабельное использование сырья, выработка 
высококачественных молочных продуктов могут быть достигнуты 
при условии профессионального понимания основных принципов 
и закономерностей процессов, заложенных в технологии молока.
Технология — это наука о способах воздействия на сырье, материалы или полуфабрикаты соответствующими орудиями производства и о закономерностях происходящих в сырье процессов при его 
превращении в готовый продукт. Сущность технологии заключается 
в рассмотрении основных принципов и схем производства в совокупности с множеством сопряженных друг с другом явлений и процессов, 
происходящих под влиянием технологических факторов.
Современная промышленная переработка молока представляет 
собой сложный комплекс последовательно выполняемых взаимосвязанных химических, физико-химических, микробиологических, 
биохимических, биотехнологических, теплофизических и других 
трудоемких и специфических технологических процессов, которые 
направлены на выработку молочных продуктов, содержащих либо 
все компоненты молока, либо их часть. При производстве питьевого 
цельного сырого, пастеризованного и стерилизованного молока, а также кисломолочных напитков используются все компоненты состава 
молока. Выработка питьевых сливок, сметаны, творога, масла, сыра 
и других молочных продуктов основана на раздельной переработке 
компонентов молока. Производство молочных консервов связано с сохранением всех сухих веществ в молоке после удаления из него влаги.
Предприятия молочной отрасли оснащены большим количеством 
перерабатывающей техники. Рациональная эксплуатация технологического оборудования требует глубокого знания его особенностей 
и конструктивных признаков. При использовании современного 
технологического оборудования важно в максимальной степени со
хранить пищевую и биологическую ценность компонентов сырья 
в вырабатываемых молочных продуктах.
Современная технология молока базируется на результатах многолетних исследований отечественных, зарубежных ученых, а также 
на опыте специалистов перерабатывающих предприятий молочной 
отрасли страны. Основная научно-исследовательская работа в области 
промышленной переработки молока сосредоточена в отраслевых научно-исследовательских институтах, а также их филиалах и отделениях 
на Алтае, Северном Кавказе, в Сибири и других районах. Существенный вклад в решение многих проблем промышленной переработки 
молока вносят кафедры высших учебных заведений, ведущих подготовку специалистов для молочной отрасли.
В настоящее время отечественная молочная отрасль находится 
в условиях экономического кризиса. Основная причина этого — 
неудовлетворительное состояние сырьевой базы отрасли как следствие общего финансово-экономического кризиса всей пищевой 
промышленности страны. Увеличение объема производства молока 
в последние 50 лет шло экономически бесперспективным путем за 
счет наращивания поголовья национального стада, а не повышения 
продуктивности коров. Продуктивность коров в СССР к 1990 г. в среднем составляла до 2782 кг молока в год, тогда как в ведущих странах 
она достигла 5000–6000 кг. В последнее десятилетие продуктивность 
коров в стране стала еще ниже; их численность уменьшилась на 34% 
в результате того, что многие хозяйства пустили «под нож» свои молочные стада; объем молока резко снизился. Это привело к тому, что 
многие перерабатывающие предприятия молочной отрасли сейчас 
загружены на 30–50% своей мощности. С целью сохранения и использования производственных мощностей на предприятиях организуют 
выработку соков, напитков, майонеза и т.п.
Наряду с уменьшением объема выпуска, острой проблемой является ухудшение качественных показателей поступающего на перерабатывающие предприятия молока (степени чистоты, кислотности, 
бактериальной обсемененности). Низкое качество сырья приводит 
к ухудшению и потере вкусоароматических свойств готовых молочных 
продуктов: потеряно качество сыров из непастеризованного молока, 
«сливочность» низкожирных продуктов; вологодское масло практически исчезло с прилавков магазинов.
Желание производителей улучшить органолептические свойства, 
обеспечить безопасность и рентабельность продуктов, соблюсти оригинальную фирменную марку приводит к изменению традиционных 
способов производства, рационализации состава, выработке комбинированных молочных продуктов с добавлением немолочных компонентов и применением различных пищевых добавок, причем экономическая целесообразность не всегда соответствует качественным 

показателям, пищевой и биологической ценности готового продукта. 
Так, увеличение сроков реализации молочных продуктов приводит 
к потере их биологической ценности. В связи с этим актуальной задачей в молочной отрасли является сохранение традиционных способов 
производства высококачественных молочных продуктов.
Целью настоящей книги является описание промышленной технологии и техники, применяемых на современных отечественных 
предприятиях молочной отрасли. Последовательно изложены основные технологические процессы переработки молока — от его доставки и приема до выпуска готовой продукции. В книге приводится 
описание производства питьевого молока и сливок, кисломолочных 
продуктов, молочных консервов и сливочного масла в соответствии 
с действующей нормативной документацией. В конце каждой главы 
даны основные требования контроля качества технологических процессов выработки молочных продуктов.

Глава 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА 
СЫРЬЯ И ОБОРУДОВАНИЯ

1.1. МОЛОКО КАК ОБЪЕКТ 
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ

Основными показателями молока1 как объекта технологической 
переработки являются состав, степень чистоты, органолептические, 
биохимические, физико-механические свойства, а также наличие 
в нем токсических и нейтрализующих веществ. К органолептическим 
свойствам молока относят внешний вид, вкус, запах, цвет; биохимическим — бактерицидную активность и кислотность; физико-механическим — температуру, плотность, вязкость, поверхностное натяжение, 
теплоемкость, теплопроводность, осмотическое давление, электропроводность и др. К токсическим загрязнителям, которые могут 
содержаться в молоке, относятся тяжелые металлы, антибиотики, 
гормональные препараты, пестициды, микотоксины (афлатоксины 
В1 и M1), нейтрализующие вещества — соль, аммиак.
Состав молока. Молоко состоит из воды и распределенных в ней 
пищевых веществ — жиров, белков, углеводов, ферментов, витаминов, 
минеральных веществ, газов (табл. 1.1). Эти вещества после удаления 
воды и газов называют сухим молочным остатком (СМО).
Таблица 1.1 
Состав молока

Компонент 
Массовая доля,  
%
Компонент 
Массовая 
доля, %
Вода 
85–89
В том числе:
Сухое вещество, 
всего
11–15
-лактоглобулин
0,07–0,2

В том числе:
-лактоглобулин
0,2–0,4
молочный жир
2,9–5
Небелковые азотистые
0,02–0,08
фосфолипиды
0,03–0,05
соединения
Стеролы
0,012–0,013
Лактоза
4,5–5
Белки, всего
2,8–3,6
Галактоза, глюкоза
0,01–0,1
В том числе 
казеин
2,3–2,09
Зола
0,6–0,85

Сывороточные 
белки, всего
0,6
Соли неорганических 
кислот 
Газы, мл%

0,5–0,8
5–8

1 
См. приложение 2.

При оценке состава и качества молока традиционно принято выделять содержание жира и молочной плазмы, представляющей собой все остальные вещества, кроме жира, — сухого обезжиренного 
молочного остатка (СОМО). Содержание СОМО составляет 5–8%. 
СОМО является наиболее ценной частью, и при производстве стремятся к максимальному его сохранению.
Состав молока непостоянен. Отсутствие одного из веществ или 
незначительное отклонение его количества от нормы обычно указывает на болезненное состояние животного или на неполноценность 
пищевого рациона (корма). Рассмотрим содержание веществ молока, 
а также их изменение под действием технологических параметров при 
переработке молока.
Вода является основной частью молока и обусловливает его физическое состояние. В молоке содержится в среднем 87% воды.
Молочный жир. Основу молочного жира составляют триглицериды, 
представляющие собой сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и жирных кислот. Молочный жир имеет наибольшее значение 
для переработки молока по сравнению с другими его компонентами.
В молочном жире определено более 60 жирных кислот, важнейшими из которых являются пальмитиновая, миристиновая, олеиновая 
и стеариновая. Содержание жирных кислот в молочном жире в зимнее 
и летнее время различно. Зимой молочный жир характеризуется более высоким уровнем миристиновой, лауриновой и пальмитиновой 
кислот, а летом — олеиновой и линолевой. Особенностью молочного 
жира является наличие большого числа низкомолекулярных летучих, 
растворимых в воде кислот.
Массовая доля жира в коровьем молоке в среднем составляет 
3,6–3,9%. Он находится в молоке в виде мелких шариков: в охлажденном молоке — в виде суспензии, а в неохлажденном — эмульсии. 
Число, размер и свойства жировых шариков зависят от породы скота, 
периода лактации, кормов, условий содержания, кормления, доения, 
здоровья животного, времени года и других факторов. Диаметр жировых шариков от 0,1 до 20 мкм (средний — 3–5 мкм).
Жировой шарик окружает двухслойная лецитино-белковая оболочка, состоящая из внутреннего (6–10 нм) и внешнего (30–300 нм) 
слоев, определяющая устойчивость (стабильность) жировой эмульсии 
в молоке. Технологическая переработка (механическое и тепловое 
воздействие) может привести к перераспределению веществ между 
внешним и внутренним слоями. Это вызывает структурные изменения 
оболочек, снижение их прочности и частичный разрыв. Нарушение 
устойчивости является причиной окисления, гидролиза, осаливания 
и прогоркания молочных продуктов при производстве и хранении.
Теплофизические характеристики молочного жира (удельная теплоемкость, теплопроводность и плотность) заметно влияют на измене
ние свойств молока при переработке. Основным параметром, определяющим агрегатное состояние молочного жира, является температура. 
В зоне твердого состояния (Т < 233 К) удельная теплоемкость жира 
практически постоянна и составляет от 1046 до 1758 Дж/(кг·К). При 
плавлении жира удельная теплоемкость возрастает, однако своего 
максимального значения достигает постепенно, по мере плавления 
разных групп триглицеридов.
Удельную теплоемкость молочного жира сж [Дж/(кг·К)] при температуре 273–290,5 К можно определить по формуле

сж = 3567 + [109,6 (Т – 273)]1.

Коэффициент теплопроводности  [Вт/(м·К)] при температуре 
288–363 К
 = 0,216 – 0,000155 Т.

Для расчета плотности молочного жира  (кг/м3) при температуре 
293–303 К рекомендуется использовать следующие формулы:
• для тугоплавкого жира 
т.ж = 1341 – 1,4 Т;

• для нормального жира
н.ж = 1279 – 1,2 Т;

• для жидкого жира 
ж.ж = 1095 – 0,6 Т.

Плотность молочного жира меньше плотности воды и других веществ молока, поэтому жировые шарики способны постепенно подниматься к поверхности. С целью устранения этого явления молоко, 
сливки и молочные смеси гомогенизируют.
Температура плавления молочного жира составляет 28–40 °С, коэффициент рефракции 40–46, показатель преломления при температуре 
40 °С 1,453, диэлектрическая постоянная 3,1–3,2, теплота плавления 
отвердевшего жира 102,15 Дж/кг. Содержание в составе глицеридов 
молочного жира жидких жирных кислот придает ему и молочным 
продуктам нежную консистенцию и специфический привкус. Биологическую ценность молочного жира обеспечивает присутствие в нем 
большого количества незаменимых полиненасыщенных жирных 
кислот. Высокая дисперсность, наличие оболочки и электрического 
заряда, хорошие органолептические показатели, низкая температура 
плавления обеспечивают частицам жира проникновение в организм 
человека в нативной форме, без предварительного расщепления липо- 

1 
См.: Гинзбург А.С., Громов М.А., Красовская Г.И. Теплофизические характеристики пищевых продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1980. (Формулы для 
расчета теплофизических характеристик приведены в указанной книге.)

литическими ферментами. Энергетическая ценность молочного жира 
37,7 МДж/кг, усвояемость — до 98%.
Белки представляют собой сложные высокомолекулярные азотистые соединения. Основу белковых молекул составляют аминокислоты. 
В молочном белке обнаружено 18 аминокислот; восемь из них относят 
к незаменимым. Состав белков молока непостоянен, их содержание 
изменяется в зависимости от породы скота, периода лактации, вида 
корма и других факторов.
Белки молока находятся в растворенном и коллоидном виде, поэтому при взаимодействии с ферментами пищеварительного тракта 
человека легко усваиваются (до 98%).
Основную часть белков молока составляют казеин (до 82%) с размером частиц 70–100 нм и сывороточные белки. Последние представлены альбуминами — до 12% от общего количества с размером 
частиц 15–20 нм, глобулинами — до 6% с размером частиц 25–50 нм 
и протеозопептонами. Сывороточные белки обладают большей термостабильностью, чем казеин. При нагревании молока до 60–95 °С 
альбумины и глобулины сначала денатурируют, а затем коагулируют. Протеозопептоны выдерживают нагревание при температуре 
96–100 °С в течение 20 мин.
Одним из свойств белков, которое очень важно при переработке 
молока, является их способность к коагуляции — укрупнению частиц с последующим выпадением в виде хлопьевидного осадка. При 
переработке молока применяют следующие виды коагуляции белков: 
кислотную (с помощью кислот); сычужную (под действием сычужного 
фермента); кальциевую (с помощью хлорида кальция), а также кислотно-сычужную. Кислотную коагуляцию используют при производстве 
кисломолочных продуктов, кислотного пищевого и технического казеина, копреципитата (молочного белка); сычужную — в производстве 
сыров и казеина; кальциевую — для осаждения белков из обезжиренного молока; кислотно-сычужную — в производстве творога.
Углеводы — группа природных органических соединений, химическая структура которых отвечает общей формуле Cm(H2О) (т.е. углерод + 
+ вода, отсюда и их название). В молоке углеводы составляют до 40% 
сухих веществ и представлены преимущественно (до 90%) молочным 
сахаром — лактозой, а также галактозой и глюкозой. Лактоза присутствует в растворенном состоянии во всех молочных продуктах, 
обусловливает их свойства, определяет энергетическую ценность, является основным субстратом для молочнокислых бактерий, которые 
сбраживают сахар до молочной кислоты. Последняя отщепляет от 
казеина кальций, который выпадает в осадок. Эта особенность используется при производстве творога, сметаны, простокваши и других 
продуктов. Насыщение раствора лактозой и выпадение ее в кристаллической форме наблюдаются при сгущении молока и последующем 

охлаждении сгущенного молока с сахаром, а также при сгущении молочной сыворотки в производстве молочного сахара. Для получения 
высокого качества сгущенного молока с сахаром необходимо, чтобы 
размеры кристаллов лактозы не превышали 10 мкм. При размерах 
кристаллов 12–20 мкм консистенция продукта становится мучнистой, 
при более крупных кристаллах — песчанистой.
Длительный нагрев молока при температуре 100 °С и выше приводит к изменению его цвета. Это связано с образованием меланоидинов вследствие реакции между лактозой и белками, а также между 
лактозой и некоторыми свободными аминокислотами. Меланоидины 
представляют собой вещества коричневого цвета с явно выраженным 
привкусом карамелизации. Эта реакция имеет место при получении 
топленого молока, ряженки и молочных консервов.
Углеводы играют большую роль в процессах молочнокислого 
брожения. В их основе лежит сбраживание лактозы под действием 
ферментов, выделяемых микроорганизмами, до молочной кислоты. 
Продукт приобретает специфический кисломолочный вкус и вязкопластичную консистенцию, лечебные свойства.
Ферменты — вещества (иначе — энзимы, биокатализаторы) белковой природы, регулирующие и многократно ускоряющие биохимические процессы. Они играют важнейшую роль в обмене веществ. 
Из молока выделено 20 нативных ферментов. Кроме того, в молоке 
содержатся и микробные ферменты.
Наиболее важные ферменты молока — амилаза, каталаза, липаза, 
лизоцим, протеаза, пероксидаза, редуктаза, фосфатаза и др. Принцип 
действия молочных ферментов имеет избирательный характер, что 
позволяет контролировать свойства сырого молока и их изменения при 
технологической переработке. Амилаза расщепляет молочный сахар. 
Определение активности каталазы используют при контроле молока, 
полученного от больных животных. Липаза ускоряет расщепление 
жиров. Лизоцим обусловливает бактерицидную активность молока, 
поскольку разрушает полисахариды стенок бактерий и вызывает их 
гибель. Протеаза — фермент, расщепляющий белок. Пероксидаза 
обладает термоустойчивостью и разрушается при температуре 80 °С. 
Проба на пероксидазу, а также на фосфатазу служит критерием оценки режима тепловой обработки (пастеризации) молока и сливок. По 
количеству редуктазы судят о санитарном благополучии и степени 
свежести молока, по данному показателю определяют общую бактериальную обсемененность молока.
Витамины — низкомолекулярные органические вещества различного химического строения, необходимые (в незначительных 
количествах) для нормальной жизнедеятельности организма человека и животных. В молоке содержатся практически все витамины 
(жиро- и водорастворимые), необходимые для естественного разви
К покупке доступен более свежий выпуск Перейти