Назив факултета

СЕМИНАРСКИ РАД

ТЕМА: Производња стерилизованог млека

Ментор: Студент:

Јун 2010. године

Садржај:

- Увод.............................................................................................................1,2

- Конзумна млека..........................................................................................3,4

- Линија за пријем млека.................................................................................5

- Стандардизација и хомогенизација............................................................6

- Дезодоризација и стерилизација ..........................................................7,8,9

- Пуњење,затварање амбалаже, складиштење и испорука .......................10

- Практични део- одређивање густине млека и доказивање конзерванаса у млеку.....................................................................................................11,12

- Литаратура...................................................................................................13

1. УВОД

Млеко је биолошка течност беле боје, специфичног укуса, и мириса коју излучује млечна жлезда женке сисара. Постоје различите врсте млека: кравље, овчије, козје, биволичино, кобиље и др. Кравље млеко се највише производи код нас и у свету и најзначајније је за индустрију прераде млека. Стога се под појмом млеко увек подразумева кравље млеко. Ако се говори о другој врсти млека, оно се тада означава као овчије млеко, козије млеко итд. Млеко је једина храна младунчету у првим данима живота, а користи се као високо вредна намирница у исхрани људи, јер садржи готово све енергетске, градивне и засштитне материје које људски организам може оптимално да искористи. Млеко је сложеног хемијског састава. Просечно садржи 88 % воде и 12 % суве материје коју чине: протеини, масти, угљени хидрати, минералне материје, витамини, ензими и друге супстанце. Млеко различитих врста садржи исте састојке, али њихове количине и међусобни односи варирају у широком обиму. На састав и физичке ососбине млека утичу бројни фактори од којих су најважнији: врста, раса, период лактације, исхрана, годишње доба, здравствено стање животиње и др. Вода сачињава највећи део млека (86-89 %). Највеци део воде у млеку чини слободна вода (96-98 %), док 2-4 % у облику везане воде. Сува материја представља збир појединих састојака: протеина, масти, угљених хидрата, минералне материје, витамини, ензими. Вредност суве материје креће се у границама од 11 до 14 %. Млечна маст представља најскупоценији састојак млека (јер се цена млека базира на концентрацији масти) и налази се просечно у количини од 3,8 %. Млечна маст има висока биолошка својства, јер садржи специфичне масне киселине. Масти у млеку налазе се у виду простих и сложених масти. Просте масти имају претежно енергетску вредност у организму, док сложене масти имају биолошки значај. Од простих масти најзаступљенији су триглицериди. У састав труглицерида улазе ниже и више масне киселине. Ниже масне киселине чине 6 - 10 % од укупних масних киселина и утичу на конзистенцију масти. Уколико је присутно више нижих масних киселина, маст је мекше конзистенције јер имају вишу тачку топљења. Више масне киселина повећавају биолошку вредност млечне масти и могу бити засићене и незасићене. Млеко садржи поред простих масти и фосфолипиде.

Холестерол је главни део стерола у млечној масти. Присутан је у концентрацији 10 - 30 mg/kg у мембрани масних глобула. Протеини се састоје од казеина и протеина сурутке. Казеин је основни протеин млека, који чини 85 % укупних протеина. У састав казеина улазе следећи елементи: C,H,O,N,P,S. Казеин је амфотерног карактера и може да реагује и са киселинама и са базама. Постепеним додаваљем раствора киселина у млеку долази до коагулације казеина. При рН=4,6 казеин је једнако дисоциран и као база и као киселина, па је сума електричног набоја једнака нули, тј казеин је електронеутралан. Ова рН вредност представља изоелектричну тачку казеина. Протеини сурутке припадају глобуларним протеинима и чине око 20 % од укупних протеина млека. Протеине сурутке чине лактоалбумини и лактоглобулини. Лактоза је угљени хидрат (дисахарид) који се налази у млеку. Слабо је растворљива на собној температури али са порастом температуре растворњивост расте. У састав лактозе улазе глукоза и галактоза. Млечна ферментација је један од облика разградње лактозе у млеку под дејством микроорганизама. Минералне материје млека су квантитативно најмање заступљена компонента млека, а њихов садржај у млеку се изражава у проценту пепела. Према количини, минералне материје се деле на макро и микроементе. Витамини који улазе у састав млека се деле на две групе:

1) растворљиви у води- витамини групе В и витамин С2) растворљиви у мастима- A,D,E и К.

Млеко је богато витаминима В2 и В12, а средље богато витаминима А и В1, а сиромашно витаминима C,D,E. Ензими се налазе у великом броју у млеку, око 60 различитих ензима. Гасови улазе у извесној количини у састав млека од којих су најзначајнији СО2, О2, N2.

2. КОНЗУМНА МЛЕКА

У нашој индустријској пракси је веома распрострањен термин конзумна млека, а односи се на течне млечне производе као што су: пастеризовано, стерилизовано, модификовано, реконституисано млеко и на млечне напитке. Термин је сасвим адекватан јер може да наведе на погрешан закључак да остали млечни производи, који нису у течном стању, нису за конзумирање. Термички третмани у овим технолошким процесима обезбеђују здравствену исправност производа и продужавају његову трајност.

СТЕРИЛИЗОВАНО МЛЕКО

Како пастеризовано млеко има малу одрживост јер нису уништени сви микроорганизми, а и не може да се чува на собној температури, усавршен је нови производ дуже трајности: стерилиѕовано млеко. Његова индустријска производња је почела крајем XIX века. Међутим, дуго је стерилизација била само шаржни поступак загревања у аутоклавима, при чему је долазило до знатних промена компонената млека јер је поступак дуго трајао: млеко је имало смеђу боју због Mailard-ових реакција и укус на кувано због ослобађања ЅН-група. Тек половином овог века развијени су индустријски поступци стерилизације у протоку који су дали производ веома доброг квалитета. Стерилизација је загревање млека на преко 100 оС са циљем уништавања свих микроорганизама и њихових спора. На тај начин се повећава и трајност млека.

Температурно временски ражим стерилизације

Температура (оС) Време150 < 1 s140 < 3 s 135 < 30 s

130 < 60 s 120 10 – 20 min115 20 – 30 min

110 30 - 40 min

У индустрији се користе ове методе стерилизације: - у амбалажи са загревањем до температуре од 110 оС до 120 оС у трајању

од 10 до 40 min и - у протоку (ван амбалаже), са загревањем до температуре од 130 оС до

150 оС у трајању до пар секунди. Стерилизација у протоку може да буде индиректна (у плочастом или цевном топлотном размењивачу) или дирктна (са убризгавањем водене паре у млеко или млека у пару).

3. ЛИНИЈА ЗА ПРИЈЕМ МЛЕКА

Млеко се у млекари прима на линији за пријем. Ту се узима узорак млека да би се испитао његов квалитет, а одређује се и количина примљеног млека мерењем запремине или масе. Квалитативна испитивања подразумевају одређивање: киселости, састава (маст, сува материја, протеини) и хигијенских карактеристика. На основу резултата обавњених анализа обрачунава се цена млека. Према квалитету, млеко се у млекари усмерава за одређени процес прераде. После испитивања квалитета и мерења, млеко се пречишћава од механичких нечистоћа филтрацијом и центрифугирањем. Најчешће се за пречишћавање користе центрифугални пречишћивачи који раде на принципу центрифугалне силе као и сепаратори и називају се калорифери. После пречишћавања млеко се хлади на +4 оС и складишти као сирово млеко или се пастериизује и хлади на +4 оС и складишти као пастеризовано млеко такође на +4 оС. Млекаре су тако пројектоване да се цела количина примњеног млека истог дана даље преради. Исто тако треба истаћи да сво млеко које уђе у млекару прође кроз линију за пријем млека.

4. СТАНДАРДИЗАЦИЈА И ХОМОГЕНИЗАЦИЈА

Стандардизација масти у млеку од кога ће се произвести стерилизовано млеко обавња се у циљу подешавања концентрације масти у млеку. Применом центрифугалних сепаратора обавља се делимично или потпуно уклањање масти из млека при температури од 45 оС до 50 оС. Код нас се на тржишту налазе производи са разним садржајем млечне масти: 1,6 %. 2,8 %, 3,2 % и 3,5 %. Одвајање млечне масти центрифугалним сепаратором базира се на разлици специфичне масе млечне масти и осталих компонената. Хомогенизација је операција која има за циљ смањење просечног пречника масних глобула. Тиме се спречава, односно успоравање издвајања масти на површини млека. Пошто је хомогенизација интензиван механишки третман, поред позитивног дејстава на куглице млечне масти, она корисно делује и разбијањем колонија бактерија које затим висока температура боње уништава. Хомогенизација се изводи при температури од 60 оС до 70 оС и притиску р= 15 - 25 MPa у првом степену, и р= 5 – 10 МРа у другом степену. Наведени притисак хомогенизације је притисак који треба да има млеко да би дошло до отварања вентила хомогенизатора, а подешава се ручно, полугом која је преко спирале у вези са покретним делом вентила, или аутоматски хидрауличним путем. Притисак хомогенизације контролише се манометром уграђеним у цевовод испред вентила.

5. ДЕЗОДОРИЗАЦИЈА И СТЕРИЛИЗАЦИЈА

Дезодоризација је операција којом се помоћу парцијалног вакуума уклањају из млека непожељни мириси. Стерилизација подразумева извођење ове операције у амбалажи које може да буде дисконтинуално у ротирајућем аутоклаву или континуално где се боце транспортером проводе кроз секције за загревање, за стерилизацију на око 120 оС и хлађење. Код овог другог начина искоришћење топлотне енергије је веће, а квалитет производа бољи. Међутим, оба поменута начина стерилизације немају велику примену последњих година. Данас преовлађује стерилизација у протоку (UHT = улатра високом температуром) пре паковања. Подједнако су заступљена оба поступка стерилизације у протоку: индиректан и директан. Индиректна стерилизација у протоку изводи се у плочастом или цевном топлотном размењивачу топлоте.

СЛИКА 1- Шема линије за стерилизацију млека у плочастом топлотном размењивачу:1-балански танк, 2 и 5-пумпа, 3-секција, 4-пуферни танк, 6-хомогенизатор, 7 и 8-загревање воденом паром, 9-цев за одржавање температуре, 10-термометар, 11 и 12- хлађење, 13-контролна табла, 14-преклопни вентил, 15-хлађење повратног тока млека и 16-вентил за водену пару СЛИКА 2- шема линије за стерилизацију млека убризгавањем паре:

1-балански танк, 2 и 5-пумпа, 3 и 4-предгрејач, 6-пнеуматски вентил за контролу протока, 7-инјектор паре, 8-ексапанзиони суд, 9-резервоар за подешавање протока, 10-асептична пумпа, 11-асептични хомогенизатор, 13-асептичне пунилице, 14-пнеуматски вентил за контролу паре, 15-кондензатор, 16-пумпа за кондензат, 17-вакуум пумпа, 18- регулатор, 19-вентил за контролу, 20-регулатор температуре уперизације

Из слике 1 се види да линија садржи 2 одвојена плочаста топлотна размењивача. Две секције у првом размењивачу се користе за регенерацију

топлоте и хлађења, док други топлотни размењивач садржи секцију за загревање и секцију за стерилизацију и хлађење. Преклопни вентил враћа млеко на почетак процеса уколико није добро стерилизовано. Директна стерилизација у протоку приказана на слици 2 најчешће се изводи убризгавањем паре у млеко. Сирово млеко улази у процес преко балансног танка и плочастог предгрејача, где се загрева на 75 оС. Затим преко пумпе високог притиска млеко транспортује до инјектора паре у коме се у млеко убризгава пара подижући температуру млека до температуре стерилизације од 140 оС до 150 оС током 2 – 4 ѕ. После стерилизације млеко улази у експанзиони суд где се одржава сталан вакум који одговара температури од 76 оС до 77 оС. У експанзионом суду кондензат од инјектоване паре испарава и на тај начин тренутно хлади производ. Стерилизовано млеко се пумпа асептичном пумпом у асептични хомогенизатор и затим у плочасти топлотни размењивач. У размењивачу се стерилизовано млеко хлади предајући топлоту улазном млеку, које струји са друге стране плоча. Водена пара за стерилизацију овог типа мора да буде апсолутно чиста, јер долази у директан додир са млеком. Поред топлотне постоје и друге методе стерилизације, као зрачење и др. које се веома мало примењују у индустрији прераде млека. Хемијске методе стерилизације користе се једино за конзервисање узорака за анализу у контроли квалитета млека, односно производа од млека. Коришћење хемијских метода за стерилизацију млека за конзумирање не долази у обзир.

6. ПУЊЕЊЕ, ЗАТВАРАЊЕ, СКЛАДИШТЕЊЕ И ИСПОРУКА

Пуњење и затварање амбалаже.- Стерилизовано млеко се пуни у стерилну амбалажу. Амбалажа за паковање овог производа мора да испуњава следеће услове: да је непропусна за гасове, воду и светлост, без укуса и мириса и да подноси термучку и хемијску обраду. Најчешће се за паковање стерилизованог млека користи картонска амбалажа. Фолија од које се формира амбалажа, састоји се од полиетилена (непропустан за воду), алуминијума (непропустан за светлост) и картона (даје чврстину). Ова амбалажа може да се обликује у тетраедар (тетра-пак) или паралелопипед (тетра-брик) и предвиђена је за једнократну употребу. Складиштење и испорука.- Стерилизовано млеко се чува на собној температури (20 оС). Као трајан (трајност од 2 до 3 месеца) производ који не захтева посебне услове чувања, може да се складишти у млекари после производње, или одмах испоручује.

7. ПРАКТИЧНИ ДЕО- ОДРЕЂИВАЊЕ ГУСТИНЕ МЛЕКА И ДОКАЗИВАЊЕ КОНЗЕРВАНАСА У МЛЕКУ

Одређивање густине млека (узорак стерилизованог млака садржи 2,8 % мм)

Принцип: густина млека се одређује специјалним ареометром – лактодензиметром, а ако је количина узорка мала, употребљава се пикнометар. Лактодензиметар је затворена стаклена цев састављена из три дела: доњи део је у облику куглице напуњен оловном сачмом и назива се глава; средњи, проширени део је тело, а горњи део је узана цев са скалом за очитавање густине. Густина крављег млека креће се од 1,028 до 1.035. Са скале лактодензиметра оцитава се трећа и четврта цифра вредности густине. То је лактодензиметарски степен. Ако за испитивани узорак млека лактодензиметарска скала показује лактодензиметарски степен 31, релатина густина узорка је 1,031. Лактодензиметри су обично баждарени на 15 оС. Посуђе: лактодензиметар и мензура од 250 cm3;

Поступак: за одређивање релатине густине млека лактодензиметром потребно је бар 250 cm3 млека, које се, добро промешано, улива низ зид стакленог цилиндра (мензуре) од 250 cm3. Лактодензиметар се полако у млеко урони до 30. подеока скале, а затим се пусти да слободно плута, пазећи да за то време не додирује зидове мензуре. Када се лактодензиметар умири, прочита се на скали вредност лактодензиметарског степена и одреди релативна густина, узимајући у обзир температуру. Израчунавање: Ls kor= Ls + ∆ t x 0,2Ls- очитани лактодензиметарски степен∆ t- разлика температура (температуре узорака млека и температуре на којој је избаждарен лактодензиметар)Ls kor- лактодензиметарски степен коригован Прорачун: Ls kor=?Ls=30,5t=16 оС∆ t= 16 оС - 15 оС= 1 оСLs kor= 30,5 + 1 оС х 0,2= 30,7

Ѕмл.=1,0 Ls= 1,0307 g/cm3

Доказивање конзерванаса у млеку (узорак стерилизованог млака садржи 2,8 % мм)

лактодензиметри са уграђеним термометром

Принцип: формалдехид је гас оштрог мириса, растворен у води, доказује се пошто се претходно овај конзерванс издвоји из испитиваног узорка дестилацијом са воденом паром. Са хромотропном киселином формалдехид даје пурпурнољубичасто обојење. Реакција је веома осетњива. Реагенс: хромотропном киселинa, засићен раствор у сумпорној киселини 0,5 g хромотропне киселине раствори се у 100 g 72%-хе Н2ЅО4

Поступак: у епрувету се улије 5 cm3 засићеног раствора хромотропне киселине у сумпорној киселини и уз мућкање пажљиво дода 1 cm3 дестилата. Епрувету треба загревати на воденом купатилу 15 минута, пратећи промену боје раствора. У присуству формалдехида појавиће се љубичасто обојење, чији интензитет зависи од концентрације формалдехида. Запажање: уз додатак хромотропне киселине и након загревања 15 минута на воденом купатилу, није дошло до појаве љубичасте боје што је доказ да у узорку млека

нема формалдехида.

8.ЛИТАРАТУРА

Светомирка Цвејанов, Маријана Царић, Спасенија Милановић, Радомир Радовановић, Прехрамбена технологија, Завод за уџбенике и наставна средстава, Београд.