Технології та матеріали для виробництва молока та молочних продуктів: Аналіз використовуваних методів та матеріалів у молокопереробній промисловості.

Виробництво кисломолочних та молочних продуктів передбачає поєднання різних технологій і матеріалів для забезпечення якості, ефективності та безпеки протягом усього процесу. Молочний технолог компанії Prodservis, імпортера харчових інгредієнтів для молокопереробки, Петрук Марина Петрівна поділиться з нами інформацією стосовно особливостей виробництва молочної та кисломолочної продукції.

Виготовлення молока починається з ферми, де турботливі фермери забезпечують корів адекватною годівлею, включаючи різноманітні корми, які є джерелом необхідних поживних речовин. Догляд за здоров'ям, вакцинація, регулярний медичний контроль та доїння на багатьох господарствах відбувається в автоматичному режимі, а це, своєю чергою, сприяє підвищенню ефективності, зменшенню трудовитрат та покращенню згущуючимдобробуту тварин, що також є важливою частиною процесу.

Зібрана сировина витримується в спеціальних холодильних місткостях (баки, рефрижераторні резервуари) для зберігання якості, запобігання забрудненню та підтримання необхідної температури під час транспортування до молокопереробних підприємств.

Все це лише початок виробничого ланцюга, де важливо дотримуватися стандартів гігієни для гарантування безпеки та якості кінцевого продукту.

Наступним кроком є перероблення — це комплекс процесів, які охоплюють обробку сирого молока, що передбачає застосування спеціального обладнання та технологій:

• Очищення та сепарація: очищення від забруднень та поділ на фракції (наприклад, відокремлення сироватки від молочного жиру).
• Пастеризація — найпоширеніший метод знищення шкідливих бактерій. Широко використовуються високотемпературна короткочасна (HTST) і ультрависокотемпературна (UHT) пастеризація.
• Гомогенізація - розщеплення жирових кульок, щоб забезпечити однорідну текстуру, запобігти розшаруванню вершків та підвищити якість продукції.
• Поділ - центрифуги застосовують для відділення вершків, а отримане знежирене молоко часто запускають у виготовлення молочних продуктів з різним вмістом жиру.

Після підготовки наступає найцікавіший етап безпосереднього виробництва молочних продуктів. Розглянемо найбільш розповсюджені з них: сир, йогурт, масло, морозиво.

Виробництво сиру:

• після попередньої підготовки в молоко вносять заквасочні культури (зазвичай штами Lactococcus і Streptococcus). Ці бактерії споживають лактозу в молоці, виробляючи молочну кислоту. Своїм клієнтам компанія Prodservis пропонує використовувати висококонцентровані закваски від відомого французького виробника BIOPROX. Чисті культури або ж суміші мезофільних і термофільних культур дадуть вам змогу контролювати процес сквашування та в кінцевому результаті отримати високоякісний, а головне стандартизований продукт від партії до партії.
• додаємо сичужний фермент, що розщеплює молочні білки, зокрема казеїну, на дрібніші частинки. Цей процес призводить до згортання молока, утворюючи гелеподібну масу з сирної сировини та рідкої сироватки.
• коагульована маса нарізається на дрібні сирки за допомогою спеціально розроблених ножів або дроту. Розмір сирної маси є важливим фактором у визначенні кінцевої текстури. Згусток більшого розміру забезпечує м’який сир, тоді як згусток меншого розміру створює тверду текстуру.
• сирна маса обережно нагрівається (варіння). Цей крок допомагає видалити додаткову сироватку з сирної маси та сприяє розвитку бажаної текстури. Температура і тривалість варіння залежать від виду сиру. Після цього з сирної маси зливають сироватку, залишаючи концентровану масу.
• сир можна пресувати, щоб видалити ще більше сироватки, що впливає на кінцевий вміст вологи та його щільність. На цьому етапі також додають сіль (терміни і спосіб засолювання залежать від виду сиру). Деякі сири солять на стадіях варіння або зливання, а інші - пізніше.
• сирну масу поміщають у місткості, щоб надати бажаної форми. Деякі сири можуть бути пресовані під час формування, щоб видалити додаткову сироватку та створити більш щільну текстуру.
• сформований сир переноситься в контрольоване середовище для затвердіння або дозрівання. Під час цієї фази сир розвиває свій смак, аромат і текстуру. Такі фактори, як температура, вологість і час, відіграють вирішальну роль. Різні сири вимагають різної тривалості витримки - від кількох тижнів до кількох місяців і навіть років.

Виробництво йогуртів:

• після пастеризації молоко охолоджується до температури інокуляції, яка залежить від виду штамів, які використовуються, та зазвичай становить близько 36 - 42°C .
• відібрані бактеріальні культури, такі як Lactobacillus bulgaricus і Streptococcus thermophilus, обережно вводяться в молоко. Ці культури відповідають за ферментацію лактози в молочну кислоту. Для виробництва пробіотичного йогурту ми пропонуємо використовувати закваски BIOPROX TSY BIO 6.
• інокульоване молоко переміщують у ферментаційні резервуари або чани, де підтримується контрольована температура, щоб створити оптимальне середовище для процвітання бактеріальних культур.
• процес бродіння триває кілька годин (зазвичай 4-8 годин), протягом яких бактерії розмножуються і виробляють молочну кислоту. Вона викликає коагуляцію молочних білків, що призводить до згущення молока та характерної консистенції йогурту. Рівень pH контролюється під час бродіння, щоб забезпечити досягнення бажаної кислотності.
• після завершення бродіння йогурт поступово охолоджують до 4-7°C, щоб зупинити активність бактеріальних культур. Процес охолодження допомагає досягти бажаної текстури й запобігає подальшому скисанню йогурту.
• регулювання кислотності та забезпечення однорідної текстури можна досягти додаванням стабілізаторів або контролем умов бродіння. Фаза охолодження та стабілізації має вирішальне значення для встановлення остаточних характеристик йогурту перед наступними етапами обробки, такими як ароматизація, гомогенізація та пакування.

Виробництво масла

• Перший крок - відділити вершки від молока. Молоко обертають у центрифузі, таким чином важче молоко відокремлюють від легших вершків.
• Після цього вершки пастеризують для усунення будь-яких шкідливих бактерій. Пастеризація передбачає нагрівання вершків до певної температури з подальшим їх швидким охолодженням.
• Вершкам дають дозріти певний час. Цей крок допомагає розвинути аромат вершкового масла.
• На наступному етапі відбувається додавання штамів бактерій (зазвичай Lactococcus і Leuconostoc).
• Отримані вершки збивають, щоб відокремити масляний жир від пахти. Для цього використовуються промислові маслобойки — вони збовтують вершки, змушуючи жирові кульки об’єднуватися і врешті-решт утворювати масло.
• Після збивання вершкове масло промивають, щоб видалити залишки пахти. Часто це робиться з додаванням холодної води.
• Деяке масло солять у процесі виробництва для аромату. Цей крок необов’язковий і залежить від бажаного кінцевого продукту.
• Кінцеве вершкове масло упаковується в контейнери, придатні для розповсюдження (від великих промислових контейнерів для комерційного використання до менших упаковок для роздрібної торгівлі).

Виробництво морозива

• Відокремлені компоненти (після стадії розділення) з’єднують у бажаних пропорціях для досягнення потрібного вмісту жиру. Цей крок відомий як стандартизація.
• Молоко проходить через гомогенізатор, який розщеплює жирові кульки на менші розміри. Цей процес допомагає запобігти утворенню кристалів льоду в кінцевому продукті, сприяючи більш гладкій текстурі.
• Молочна суміш поєднується з іншими інгредієнтами, такими як цукор, стабілізатори, емульгатори та ароматизатори. Цю суміш додатково гомогенізують, щоб забезпечити однорідність інгредієнтів. Як стабілізатори ми радимо використовувати PRODAMUL IC-02 від швейцарського виробника Іngrema AG (Швейцарія). Він забезпечує високу збитість, кремоподібну консистенцію та "суху" поверхню морозиву.
• Суміш для морозива проходить повторну пастеризацію, щоб усунути будь-які нові забруднювачі, що з’явилися під час процесу змішування.
• Потім суміш для морозива дають вистоятися. Витримка допомагає покращити текстуру та смак кінцевого продукту. Цей крок може тривати від кількох годин до ночі.
• Витримана суміш для морозива подається в морозильну камеру безперервної дії. Під час заморожування суміш збивають і одночасно заморожують, створюючи бажану легку та гладку текстуру.
• Якщо морозиво містить додаткові інгредієнти, такі як горіхи, фрукти чи шоколад, їх додають під час процесу заморожування. Заморожене морозиво потім упаковується в контейнери.
• Після упаковки морозиво загартовується при дуже низькій температурі, щоб досягти бажаної міцності перед розповсюдженням.

Важливо зазначити, що ці кроки можуть відрізнятися залежно від конкретного типу морозива, яке виробляється, та обладнання, яке використовується на заводі з перероблення молока.

Як ми вже неодноразово наголошували, велику увагу приділяють пакуванню, оскільки завдяки йому кінцевий споживач має можливість отримати готовий до використання продукт:

• Пакувальні матеріали — картонні коробки, пляшки та пакети з харчових матеріалів (картон, скло, пластик або їх комбінація).
• Асептична упаковка — забезпечує стерильність та подовжує термін придатності.

На кожному молокопереробному підприємстві існує сувора система контролю. Так, для забезпечення якості використовуються різні прилади (спектрофотометри, хроматографи) та обладнання для мікробного тестування. Для проведення сенсорного аналізу формуються спеціальні навчені комісії, що оцінюють продукти на смак, текстуру та аромат.

Своєчасне очищення та дезінфекція мийними та дезінфекційними засобами мають вирішальне значення для підтримки гігієни в технологічному обладнанні. На заводах активно впроваджуються CIP (Clean-In-Place) - автоматичні системи для очищення без розбирання обладнання.

Всі ці кроки допомагають дотриманню нормативних стандартів і сертифікатів для забезпечення безпеки продуктів.

Чому ж так важливо застосування цих технологій?

• Гарантія - відповідність стандартам безпеки знижують ризики хвороб харчового походження.
• Постійність — контрольовані процеси призводять до незмінної стандартної якості органолептичних характеристик продукції.
• Ефективність – автоматизація, сучасні технології у вирощуванні корів та переробленні молока підвищують ефективність, знижують трудовитрати та мінімізують відходи виробництва.
• Подовжений термін зберігання — пастеризація та асептичне пакування сприяють подовженню терміну зберігання молочних продуктів.
• Продуктова інновація — передові технології дозволяють розробляти нові та різноманітні продукти для задоволення потреб споживачів.
• Стійкість — деякі технології, як-от системи CIP, сприяють збереженню води та енергії і, відповідно, зменшують операційні витрати.

Дослідження та інновації

Технології не стоять на місці. Кожного дня ми спостерігаємо впровадження інновації нано- та біотехнологій для вдосконалення кінцевого продукту. Давайте коротко розглянемо кожну з них.

Нанотехнології в молочному виробництві:

• Наноматеріали для створення упаковки з покращеними бар'єрними властивостями, що допомагає зберігати молочні продукти довше та зменшує вплив зовнішніх чинників на якість продукту.
• Наносорбенти для вилучення забруднювачів та шкідливих речовин, поліпшення якості сировини та безпеки продуктів.
• Наносенсори для реального часу контролю якості молока та молочних продуктів, може охоплюють виявлення бактерій, алергенів чи інших компонентів.
• Нанозасоби для управління ароматами та смаками у молочних продуктах, забезпечуючи стабільність та вищу якість.

Біотехнології в молочному виробництві:

• Генетична Інженерія: вирощування корів, які мають покращені генетичні характеристики, такі як високий вихід молока або покращена стійкість до захворювань.
• Ферментація та Пробіотики: застосування біотехнологій для створення нових продуктів шляхом застосування ферментації або введення корисних бактерій (пробіотиків), що сприяє покращенню здоров'я та підвищенню функціональності.
• Клонування Тварин для отримання групи генетично ідентичних тварин з покращеними характеристиками.
• Біомаркери та Генетична Діагностика: для визначення якості молока та відстежування його походження.

Молочна промисловість є надзвичайно складним сектором, який використовує низку технологій і матеріалів для виробництва безпечного високоякісного молока та молочних продуктів. Досягнення в автоматизації, контролі якості та сталому розвитку продовжують стимулювати інновації в галузі, дозволяючи молочній промисловості задовольняти потреби споживачів. А технологи компанії Prodservis, тримаючи руку на пульсі подій, завжди з задоволенням допоможуть вам розібратися з усіма тонкощами молочного та кисломолочного виробництва.