Микробиология сырого и питьевого молока

Микрофлора, находящаяся в молоке, накапливается двумя путями: в результате непосредственного попадания микроорганизмов извне (первичная микрофлора) и в результате размножения в молоке ранее попавших в него микроорганизмов (вторичная микрофлора). Оба эти процесса обогащения молока микроорганизмами тесно переплетены между собой и Микрофлора, находящаяся в молоке, накапливается двумя путями: в результате непосредственного попадания микроорганизмов извне (первичная микрофлора) и в результате множения в молоке ранее попавших в него микроорганизмов (вторичная микрофлора).

Источники микрофлоры молока

Основным источником микрофлоры сырого молока являются вымя животного, оборудование, вода, воздух и т. д.

Вымя животного. В вымени здорового животного остается жизнеспособным только небольшое количество видов бактерий. К ним относятся прежде всего микрококки, затем стрептококки и палочки. Эти микроорганизмы обычно содержаться в молоке, полученном в асептических условиях. Количество бактерий в асептическом молоке колеблется от 100 до 10000 в 1 мл.

В первых порциях молока обычно больше микроорганизмов чем в последующих, поэтому рекомендуется сдаивать их в отдельную посуду.

При заболеваниях коров стрептококковым или стафилококковым маститом (воспалением вымени) в молоке часто находится огромное количество бактерий – возбудителей этих заболеваний. Некоторые из стрептококков не являются болезнетворными для человека; они изменяют состав молока и придают ему неприятный вкус и запах. Другие стрептококки и стафилококки могут вызывать заболевания у людей. Стафилококки, кроме того, могут образовывать в молоке токсины, которые не разрушаются при пастеризации и могут вызывать у людей пищевые отравления.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

В молоке больных коров, коз и овец могут встречаться также гемолитические стрептококки, микобактерии туберкулеза, возбудители бруцеллеза, дизентерии, брюшного тифа, салмонеллы и некоторые другие болезнетворные микробы.

Наружная часть вымени и кожа животного почти неизбежно бывают загрязнены частицами навоза, содержащими специфическую кишечную микрофлору – бактерии группы кишечной палочки, энтерококки, молочнокислые бактерии, маслянокислые бактерии, а в случае заболевания животного – представителей кишечных инфекций. Для предупреждения загрязнения молока из этих источников вымя рекомендуется тщательно обмывать и дезинфицировать. Наиболее эффективными дезинфицирующими средствами являются четырехзамещенные аммонийные соединения.

Оборудование. Широкое применение в молочных фермах такого оборудования, как доильные аппараты, стационарные трубопроводы, предохраняет молоко от попадания микроорганизмов извне. Однако при плохом уходе за оборудованием на ферме оно может служить одним из важнейших источников обсеменения молока микроорганизмами. На плохо промытом оборудовании интенсивно размножаются молочнокислые стрептококки и бактерии группы кишечной палочки, которые попадают в молоко.

В дальнейшем сырое молоко продолжает в той или иной мере обсеменяться микроорганизмами при каждой последующей перекачке в емкости для хранения и транспортировки.

Вода. Применяемая для мойки молочного оборудования вода может служит источником обсеменения молока разнообразной микрофлорой, в том числе психрофильными и патогенными микроорганизмами в случаях, если она не подвергается необходимой очистке или загрязняется на ферме.

Корм. Он может оказывать как прямое, так и косвенное влияние на микрофлору молока. В первом случае при скармливании животным сухого корма молоко обсеменяется споровыми бактериями, в том числе маслянокислыми. Во втором случае избыточное кормление животных сочными кормами приводит к тому, что испражнения их становятся более жидкими, легко загрязняют кожу и вымя животного, в результате чего увеличивается опасность попадания в молоко частиц навоза с кожи и вымени.

Воздух. Он обычно не играет существенной роли в обсеменении молока бактериями. Однако в случае несоблюдения правил уборки помещения и кормления животных в нем содержится значительное количество пыли и частиц сухого корма.

Тело и одежда обслуживающего персонала. Этот источник микрофлоры в количественном отношении также стоит на одном из последних мест. По качественному же составу с санитарно-гигиенической точки зрения этот источник может представлять значительную опасность. Из инфицированных ран на руках в молоко могут попасть патогенные стрептококки или стафилококки, которые затем могут вызвать заболевание у людей или заразить коров маститом во время доения.

Состав микрофлоры сырого молока

Качественный состав микрофлоры свежего молока и ее количество зависят, прежде всего, от условий его получения – способа доения, ухода за животными, условий содержания их.

При ручном доении большое количество микроорганизмов может попадать в молоко из воздуха, с вымени, с кожи животного. Особенно сильно увеличивается количество попадающих из этих источников микроорганизмов при плохом уходе за животными.

При машинном доении исключаются такие источники обсеменения молока микробами, как воздух, кожа животного, вымя, руки. Однако появляется другой, не менее обильный и важный в качественном отношении источник – доильное оборудование.

Большое влияние на качественный и количественный состав микрофлоры молока оказывают условия содержания животных. При пастбищном содержании коров их вымя и кожа постоянно соприкасаются с травой. Оттуда на них попадают преимущественно мезофильные молочнокислые бактерии, микрококки и некоторые другие микроорганизмы. Поэтому молоко, получаемое в пастбищный период, содержит в большей степени мезофильную микрофлору. При стойловом содержании животных их кожа и вымя бывают чаще загрязнены навозом. Вследствие этого в молоко попадает преимущественно микрофлора, свойственная желудочно-кишечному тракту – термофильные молочнокислые бактерии, энтерококки, маслянокислые бактерии.

Микробиология пастеризованного молока

Согласно установленным нормам общее количество бактерий в пастеризованном молоке группы А не должно превышать 75 тыс. в 1мл, бродильный титр должен быть не ниже 3,0; в пастеризованном молоке группы Б эти показатели соответственно 150 тыс. и 0,3.

Обнаружение кишечной палочки в пастеризованном молоке указывает не столько на возможность фекального загрязнения, сколько на качество мойки и дезинфекции оборудования.

Характер пороков пастеризованного при температуре 72-76ºС, наиболее характерным пороком является низкая стойкость его, приводящая к быстрому скисанию. Это обусловлено тем, что при указанном режиме в молоке после пастеризации остается преимущественно термостойкая молочнокислая микрофлора, а при прохождении оборудования молоко также обсеменяется молочно-кислыми бактериями.

Микробиология стерилизованного молока

Стерилизованное молоко, полученное на промышленных установках, не рассматривают как абсолютно стерильный продукт. В зависимости от исходного качества сырья (молока) и особенностей технологических режимов на предприятии определяют стерилизующий эффект, который характеризует степень снижения количества спор в молоке в процессе стерилизации.

Для стерилизованного молока наиболее распространенным пороком является развитие спорообразующей микрофлоры, вызывающей образование горечи без видимых изменений сгустка или образование сгустка низкой кислотности.

Если в процессе производства допускаются нарушения упаковки, порча молока может происходить в результате попадания в него микрофлоры из внешней среды после стерилизации. В таких случаях наблюдается обычно порча молока в отдельных емкостях, а также гнилостные бактерии.

Если при производстве стерилизованного молока нарушаются режимы термической обработки, наблюдается, как правило, порча всей партии молока. Возбудители порчи могут быть разными, их тип зависит от предела температуры, до которой было нагрето молоко.

Физические и химические способы инактивации микрофлоры

Гибель бактерий в молоке и молочных продуктах происходит и при воздействии на них некоторых физических факторов. В частности, к ним относится ультрафиолетовое облучение. Кванты ультрафиолетовой части спектра обладают достаточно высокой энергией (порядка 12 эВ) и поэтому могут изменять характер биохимических превращений в клетках микроорганизмов, вызывая их инактивацию. Повреждение ДНК служит ос­новной причиной ингибирования бактерий под действием ульт­рафиолетового облучения. Воздействие УФ-лучами используют в молочной промышленности для пастеризации молока и подав­ления воздушно-взвешенных вегетативных и споровых форм в атмосфере помещений с повышенным санитарно-гигиеническим режимом (отделения для приготовления производственных за­квасок, камеры для созревания сыров, участки фасования и асептического розлива молочных продуктов и т. д.).

Другой вид радиации — ионизирующее излучение может глубоко проникать в молочный продукт, обеспечивая холодную пастеризацию или стерилизацию. Имеются тенденции использования облучения в сочетании с мягкой тепловой обработкой для уничтожения специфических патогенных микроорганизмов.

Придание взвешенным в воздухе микрочастицам определен­ного отрицательного заряда, что происходит в процессе иониза­ции воздуха, приводит к ингибированию микробного аэрозоля. Аэроионизацию используют для  инактивации спор плесневых грибов в атмосфере камер созревания и хранения сыров.  Это снижает вероятность развития плесеней на поверхности сыра. К физическим методам борьбы с нежелательной микрофло­рой молока относится также  бактофугирование. При этом из молока в виде фугата при использовании специальных сепара­торов выделяется биомасса бактерий, плотность которых выше, чем у плазмы молока. Обычно используются  последовательно две бактофуги, которые удаляют из молока до 97% клеток мик­роорганизмов.

Очистить от бактерий молочные продукты можно и засчет пропускания их через мембраны. Так как бактерии имеют в среднем размер одного микрометра, они отделяются от пермеата уже при проведении процессов микрофильтрации. Более вы­сокая очистка от микробных клеток достигается при ультра­фильтрации. Диаметр головки наиболее распространенного ти­па фага, активного по отношению к молочнокислым бактериям, составляет 50—60 нм, а длина 100—170 нм. Следовательно, ультрафильтрат молока и сыворотки можно считать очищен­ным от бактериофагов.

Из химических способов инактивации микрофлоры наибольшее распространение в молочной промышленности получило ингибирование сорбиновой кислотой или ее солями. Сорбиновую кислоту вводят в состав плавленых сыров, наносят на по­верхность твердых сыров при их созревании, включают в состав различных покрытий, призванных защитить сыры от плесневения во время созревания.

Более сильным, чем у сорбиновой кислоты, фунгицидным действием обладают дегидрацетовая кислота и ее соли.

Очень сильным ингибиторным эффектом по отношению к микроорганизмам молока и сыворотки обладают некоторые ве­щества растительного происхождения, например плюмбагин и юглон. Их можно эффективно применять для консервирования молочной сыворотки во время ее транспортирования и хране­ния. С этой же целью в некоторых случаях используют низко­молекулярные кислоты (пропионовую, муравьиную) и пероксид водорода. Последнее соединение даже в очень слабых концент­рациях (8—10 миллионных долей) активирует естественную ан­тибактериальную систему молока.

Активно подавляет развитие плесневых грибов озон. Озони­рование камер созревания и хранения сыров проводят с целью инактивирования споровых и вегетативных форм плесеней и дрожжей.

Применение химических ингибиторов микрофлоры молока и молочных продуктов разрешается только при наличии санкции органов здравоохранения.

Микрофлора сырого молока при хранении

Основные фазы изменения микрофлоры сырого молока при хранении

Интенсивность размножения попавшей в молоко микрофлоры зависит в основном от времени и условий (главным образом температуры), при которых хранится и транспортируется молоко до момента его потребления или переработки.

Различные компоненты первичной микрофлоры молока размножаются в нем с различной скоростью, некоторые из них не только не размножаются, но количество их уменьшается.

Процесс развития вторичной микрофлоры молока от момента доения до его использования делится на несколько фаз.

Бактерицидная фаза. Период сразу после доения, когда в молоке не отмечается размножения бактерий, называется бактерицидной фазой. Образуясь из веществ крови, молоко вместе с ними приобретает бактерицидные свойства, которые сохраняются в течение некоторого времени после выхода его из вымени.

Установлено, что бактерицидные свойства молока обусловлены содержанием в нем специфических веществ. Эти вещества обнаруживаются в молоке только в первые часы после доения и при условии минимального содержания в нем микроорганизмов. В результате нагревания до 82-85ºС эти вещества разрушаются.

Длительность бактерицидной фазы зависит как от исходного количества микрофлоры, так и от температуры хранения. Немедленное глубокое охлаждение бактериально чистого молока после доения может продлить бактерицидную фазу до 24-48 ч. Если это же молоко оставить после доения неохлажденным, длительность бактерицидной фазы не превышает 2 ч. В молоке, обильно обсемененном микроорганизмами в процессе доения, бактерицидная фаза практически отсутствует.

Фаза смешанной микрофлоры. По окончании бактерицидной фазы начинается развитие всех групп микроорганизмов, попавших в молоко. Переход от бактерицидной фазы к фазе смешанной микрофлоры не выражается резким скачком в численности микрофлоры не выражается резким скачком в численности микрофлоры, так как разные группы микробов не одновременно преодолевают бактерицидные свойства молока и переходят к нормальному размножению.

В зависимости от температуры, при которой хранится молоко во время фазы смешанной микрофлоры, в нем могут получить преобладание психрофильные микроорганизмы, мезофильные и термофильные.

Фаза молочнокислых бактерий. Если молоко хранится при температуре выше 10ºС, преобладающей микрофлорой в нем становятся молочнокислые бактерии, которые постепенно начинают подавлять всю остальную микрофлору молочной кислотой, вырабатываемой ими.

Как правило, молоко реализуется или подвергается промышленной обработке, находясь в бактерицидной фазе, фазе смешанной микрофлоры или в худшем случае – в начале фазы молочнокислых бактерий, когда первоначальная кислотность его повысилась не более чем на 2-3º Т. Дальнейшее повышение кислотности делает молоко непригодным для пастеризации и последующей промышленной переработки.

Если же молоко и далее хранится при температурах выше 10-15ºС, оно свертывается в результате накопления молочной кислоты; Молочнокислые стрепококки под влиянием высокой кислотности начинают отмирать и преоладающей микрофлорой становятся молочнокислые палочки.

При дальнейшем хрнении в сквашенном молоке развиваются дрожжи и плесени, в результате чего молоко становится полностью непригодным для употребления.

При поступлении на предприятия бактериальную обсемененность сырого молока оценивают обычно по редуктазной пробе (с использованием метиленового голубого или резазурина). В зависимости от полученных результатов к первому классу (хорошее молоко) относят молоко, в котором метиленовый голубой обесцвечивается не ранее чем за 5,5 ч и резазрин – не ранее чем за 1ч. Эти результаты получают при содержании до 500 тыс. бактерий в 1мл молока.

Наиболее рациональным способом предупреждения развития микроорганизмов, попавших в молоко во время доения, является его глубокое охлаждение до температуры ниже 6-10ºС. Дальнейшее хранение молока должно производиться при температуре не выше 6-10ºС, транспортировку его на предприятия молочной промышленности или в торговую сеть необходимо осуществлять в изолированных емкостях (цистернах).

Влияние условий первичной обработки, хранения и транспортировки молока на его микрофлору

Сразу после доения молоко фильтруют для очистки от механических примесей. В некоторой мере фильтрование способствует и снижению бактериальной обсемененности молока, так как механические примеси (частицы корма, навоза) содержат огромное количество бактерий. Следует, однако, учитывать, что молоко, в котором уже начали размножаться микроорганизмы, не может быть от них очищено путем фильтрования.

Наиболее экономичным и эффективным способом, позволяющим приостановить развитие попавших в молоко бактерий, а, следовательно, и сохранить его первоначальное качество, является немедленное охлаждение после получения и фильтрации. Размножение большинства микроорганизмов, находящихся в сыром молоке, значительно замедляется при температуре 10ºС и почти полностью приостанавливается при 2-4ºС. Молоко, охлажденное до такой температуры сразу после доения, может сохраняться без изменения качества в течение двух-трех дней. При более длительном хранении в охлажденном молоке начинают постепенно развиваться психрофильные микроорганизмы, разлагаютщие жир и белок и изменяющие вкус и запах молока.

Хранение неохлажденного молока приводит к тому, что уже через 6 ч кислотность его достигает 21, через 9 ч – 23ºТ, а через 12 ч оно сквашивается.

Исключительное значение для сохранения качества сырого молока имеет правильная транспортировка его. В процессе ее температура молока не должна повышаться. Это условие обеспечивается при перевозках молока автомобильным, железнодорожным транспортом в специально оборудованных цистернах. Перевозка молока во флягах приводит к быстрому его нагреванию и ухудшению качества вследствие развития микроорганизмов.

Влияние технологических приемов обработки молока на его микрофлору

Очистка. На предприятиях молоко очищают фильтрованием и центрифугированием. При центрифугировании, с одной стороны, молоко очищается от механических примесей, с другой, разбивается скопления клеток. Вследствие этого количество бактерий в молоке после центрифугирования может увеличиваться, однако при последующей тепловой обработке единичные клетки погибают быстрее, чем скопления их.

В некоторых странах для очистки молока применяют супер-центрифугирование при очень большом числе оборотов. При такой обработке из сырого молока удаляется около 95% клеток бактерий. Последующая термическая обработка не исключается.

Охлаждение. Молоко охлаждают до переработки в тех случаях, когда возникает необходимость временного резервирования его. Обычно охлаждение осуществляют до температуры 3-5ºС. При хранении в таких условиях в молоке могут развиваться психрофильные микроорганизмы – флуоресцирующие, гнилостные, что приводит к возникновению пороков вкуса и консистенции.

Термическая обработка. Основная цель термической обработки молока заключается в уничтожении патогенной микрофлоры, т. е. в получении молока и молочных продуктов, безопасных для потребления.

Второй целью термической обработки являются уничтожение микрофлоры, снижающей стойкость питьевого молока и вызывающей пороки молочных продуктов, третьей – изменение физико-химических свойств молока для получения заданных свойств готовых продуктов, в частности кисломолочных: плотности сгустка, его вязкости и т. д., а также для подготовки молока как среды для развития микроорганизмов. Поэтому в технологических схемах производства различных видов молочных продуктов применяют различные режимы термической обработки молока в зависимости от необходимости достижения каждой из этих целей.

Наиболее распространенными способами термической обработки молока являются пастеризация и стерилизация.

Наиболее стойкими из патогенных микроорганизмов являются бактерии туберкулеза, поэтому основным критерием надежности режимов пастеризации служит гибель этих бактерий.

В сыром молоке имеется фермент фосфатаза, который разрушается при более длительной выдержке и высокой температуре, чем туберкулезная палочка. Поэтому считают, что если в пастеризованном молоке нет фосфатазы - погибли все неспорообразующие патогенные бактерии.

Эффективность уничтожения в молоке остальных микроорганизмов зависит как от режимов пастеризации, так и от первоначальной обсемененности сырого молока и состава его микрофлоры. Чем больше в молоке термостойких бактерий, тем ниже будет эффективность пастеризации. Количество бактерий, оставшихся после пастеризации в молоке, может составлять от 0,01% до 1,5-2%.

Преобладающей микрофлорой молока, охлажденного сразу после доения и хранившегося при низких температурах до момента термической обработки, являются психрофильные бактерии. Они сравнительно малоустойчивы по отношению к нагреванию. Поэтому эффективность термической обработки такого молока обычно бывает достаточно высокой. Если молоко после доения не охлаждается до температуры ниже 10ºС, в нем во время хранения и транспортировки развиваются молочнокислые бактерии, в том числе стрептококки кишечного происхождения. Эта группа бактерий отличается высокой термоустойчивостью, вследствие чего эффективность пастеризации молока, хранившегося при повышенных температурах, бывает значительно ниже.

Микрофлора, которая остается в молоке после пастеризации называется остаточной микрофлорой пастеризованного молока. При режимах пастеризации 72-75ºС с выдержкой 15-20 сек преобладающей остаточной микрофлорой являются термофильные стрептококки, микрококки, споровые палочки. Микрофлора молока, пастеризованного при более высоких температурах – 85-90ºС – с кратковременной выдержкой, состоит из термоустойчивых молочнокислых палочек и споровых бактерий. Если молоко, нагретое до 90-95ºС, подвергнуть выдержке в течение 10-30 мин, в нем остаются только споры бактерий.

Молоко, проходя после пастеризации и охлаждения через оборудование к разливочным агрегатам (при выпуске питьевого молока) или к емкостям, в которых его заквашивают, дополнительно обсеменяется микроорганизмами. Количественный и качественный состав микрофлоры, попадающий с оборудования в молоко, зависит, прежде всего, от качества и регулярности мойки и дезинфекции его. С оборудования в молоко попадают бактерии группы кишечной палочки, психрофильные бактерии, молочнокислые стрептококки и термоустойчивые палочки. Вся эта микрофлора присоединяется к остаточной микрофлоре пастеризованного молока и составляет микрофлору пастеризованного молока. При плохом содержании оборудования эта микрофлора может увеличиться по сравнению с остаточной микрофлорой молока в 10-20 раз и даже более.

Тепловая обработка влияет на химический состав и физические свойства молока. В свою очередь эти изменения оказывают влияние на последующее развитие в молоке микроорганизмов, вносимых с заквасками, и на характер образующихся сгустков, как под влиянием молочной кислоты, так и сычужного фермента. В молоке, подвергнутом различной тепловой обработке, развитие молочнокислых бактерий происходит по-разному. Хуже всего развиваются молочнокислые бактерии в молоке, подвергнутом длительному нагреванию в течение 30 мин при низких температурах. Это происходит потому, что при этих температурах укрупняются молекулы казеина, и он становится менее доступным для микроорганизмов.

Лучше всего молочнокислые бактерии развиваются в молоке, подвергнутом нагреванию при температурах стерилизации. Однако слишком большая выдержка при этих температурах приводит к разрушению белков и других составных частей молока, вследствие чего развитие молочнокислых бактерий значительно ухудшается.

Тепловая обработка молока влияет также и на плотность получаемых сгустков и способность их к выделению сыворотки. Для того чтобы получить плотные сгустки кисломолочных продуктов и минимальное отделение сыворотки, нужно нагреть молоко до такой температуры и выдержать столько времени, чтобы максимальное количество сывороточных белков свернулось. В этом случае при сквашивании свернувшиеся сывороточные белки вовлекаются в сгусток, образуемый казеином. Плотность сгустка и его способность удерживать сыворотку при этом повышаются. Установлено, что такие результаты могут быть достигнуты при нагревании молока до 80ºС в течение 30 мин, до 85ºС – 10 мин, до 90ºС – 5 мин, до 95ºС – 2 мин и до 100ºС – 1 мин. При производстве кисломолочных продуктов режимы тепловой обработки выбирают с учетом этих данных.

Режимы пастеризации значительно влияют и на способность молока к сычужному свертыванию вследствие выпадения солей кальция. Режимы тепловой обработки молока, предназначенного для сыроделия, выбирают с таким расчетом, чтобы уничтожить патогенные и газообразующие бактерии и минимально нарушить солевое равновесие молока.

Режимы пастеризации сливок устанавливают обычно более жесткие, чем молока. Это объясняется тем, что жир в сливках оказывает определенное защитное действие на микроорганизмы. Кроме того, при производстве сметаны повышенные температуры пастеризации способствуют лучшему набуханию белков и получению продукта густой, плотной консистенции. При производстве вологодского масла цель пастеризации молока – не только уничтожение максимального количества микробов, но и образование специфического орехового привкуса, обусловленного разрушением некоторых составных частей молока и появлением новых веществ.

При производстве питьевого молока наиболее распространенным режимом является нагревание до 72-76ºС с выдержкой 15-20 сек. Однако следует учитывать, что такой режим не всегда обеспечивает получение достаточно стойкого молока. Сливки 10%-ной жирности пастеризуют при 80ºС, 20%-ной жирности – при 85-87ºС.

Целью стерилизации является полное уничтожение микроорганизмов в молоке. Наиболее простой способ получения стерилизованного молока состоит в его автоклавирования при температуре 120ºС с выдержкой до 20 сек. Такой способ стерилизции применяется при подготовке молока для закваски.

Тепловая обработка

Экономичность, надежность, удобность делают метод сниже­ния или повышения температуры молока и молочных продуктов самым распространенным способом инактивации нежелатель­ной микрофлоры.

Среднее значение оптимальной температуры жизнедеятель­ности микрофлоры, встречающейся в молоке, в основном совпа­дает с температурой тела млекопитающих. Понижение темпера­туры приводит сначала к замедлению, а затем и к прекраще­нию обменных процессов. Охлаждения молока и молочных про­дуктов до 4—10°С в большинстве технологических процессов оказывается достаточно для требующейся задержки развития микроорганизмов.

Первый раз охлаждению подвергают молоко на ферме. Что­бы сохранить бактерицидные и бактериостатические свойства молока на несколько суток, создать условия для нормального протекания всех технологических процессов его последующей переработки на молочном предприятии, необходимо в течение нескольких минут после выдаивания снизить температуру мо­лока до 18—20 °С, а затем за 1—3 ч — до 4—10 °С. Такое охлаждение — самый надежный способ защиты от развития до опасных пределов вредной стафилококковой и другой инфек­ции в молоке.

Во время изготовления молочных продуктов технолог дол­жен обеспечить условия, при которых молоко и молочные про­дукты, как правило, имеют температуру в интервале от 15 до 45 °С не более нескольких минут, Исключение составляет тех­нология ферментированных молочных продуктов, при производ­стве которых в этом диапазоне температур производится куль­тивирование молочнокислых бактерий.

Чаще всего для охлаждения молока, пахты и сыворотки ис­пользуют пластинчатые аппараты. Для охлаждения молочных продуктов с высокой вязкостью (творожный сгусток, высоко­жирные сливки и т. д.) применяют цилиндрические аппараты, с теплообменной поверхности которых продукт непрерывно уда­ляется с помощью специальных скребков или шнеков.

В тех случаях, когда по требованиям технологии необходи­мо жесткое подавление жизнедеятельности микрофлоры, прибе­гают к повышению температуры молока. Процесс этот назван по имени французского ученого Луи Пастера пастеризацией. Использование процесса в применении к молоку предложено на основании результатов исследований . В основе бактерицидного действия высоких температур на микробные клетки лежит повреждение рибосом, денатурация ферментных и мембранных белков.

Помимо температуры инактивация микроорганизмов зави­сит от активности воды. В цельном и обезжиренном молоке, пахте и сыворотке активность воды находится на высоком уровне. Но в этих же продуктах после их сгущения, в смеси для мороженого, в чеддеризованной сырной массе, плавленом сыре, в сгущенном молоке с сахаром значительная часть влаги находится в связанном состоянии и активность воды ниже. Это повышает сопротивляемость микроорганизмов к действию вы­сокой температуры.

Перевод рН молочной плазмы из оптимального для бактерий интервала в экстремальные диапазоны усиливает ингибирующее воздействие на микробы.

Кроме перечисленных выше, факторов на эффективность пас­теризации в сильной мере влияет степень механической загряз­ненности молока. Чем крупнее посторонние частицы в молоке и чем больше их количество, тем выше защищенность микроорга­низмов от теплового воздействия, а следовательно, и ниже эффективность пастеризации.

Наличие или отсутствие этих факторов нужно учитывать при установлении режимов пастеризации и в первую очередь при выборе необходимой продолжительности выдерживания продукта после достижения температуры тепловой обработки.

Исходя из принципов системного подхода при тепловой об­работке молока и молочных продуктов целью должно быть не I только соблюдение установленных режимов пастеризации, но и I достижение конечного результата — снижение численности по-1 пуляции микроорганизмов до необходимого уровня.

Необходимый минимум численности бактерий обеспечивает­ся регулированием времени выдержки, а в допустимых случаях и температурой пастеризации.

При выборе производственных режимов пастеризации наря­ду с необходимостью подавления микрофлоры учитывают и осо­бенности технологии того или иного молочного продукта. Так, при изготовлении сычужных сыров температура пастеризации устанавливается в пределах 72—76 °С, чтобы не вызывать де­натурации и перехода в сырную массу сывороточных белков. В производстве же кисломолочных продуктов, наоборот, повы­шают температуру пастеризации до 95 °С, чтобы оказать тепло­вое воздействие на белковую систему молока. Конкретные ре­жимы пастеризации молока для каждого вида продукции ука­зывают в соответствующих технологических инструкциях.

После того как процесс пастеризации проведен и микрофло­ра в нужной степени инактивирована, молоко чаще всего под­вергают немедленному охлаждению. Причин того несколько.

Во-первых, в молоке одновременно с бактериями при на­греве разрушается естественная антибактериальная тиоцианат-пероксидазная система. В связи с этим обостряется потреб­ность в применении искусственных приемов защиты от разви­тия сохранивших свою жизнедеятельность микроорганизмов.

Во-вторых, молоко необходимо предохранить от поражения вторичной микрофлорой, которая с течением времени адаптиру­ется к условиям, в которых эксплуатируются аппараты для пас­теризации молока, и развивается в местах, затрудненных для механизированной мойки и дезинфекции (застойные зоны, по­верхности под резиновыми прокладками и т. д.).

В-третьих, необходимо предохранить молоко от опасности размножения в нем патогенных форм микроорганизмов, которые могут попасть в него после пастеризации через воздух, руки обслуживающего персонала, плохо промытые части оборудова­ния и т. п.

Наибольшее распространение получили пластинчатые пасте­ризаторы. Типовая пастеризационно-охладительная установка имеет в своем составе пластинчатый теплообменник с пятью секциями, выдерживатель, сепаратор-молокоочиститель, пита­тельный насос, сосуд с регулируемым уровнем поступающего молока, систему приготовления и подачи горячей воды, систе­му автоматизированного контроля и управления.

В специальном выдерживателе молоко задерживается на определенное время для завершения инактивации микрофлоры, после чего начинается процесс охлаждения, сначала в секциях регенерации, затем в секциях водяного и рассольного охлаж­дения.

Важная роль отводится возвратному клапану, который на­правляет молоко в питательный бак для повторной пастериза­ции, если не был обеспечен нагрев молока до установленной температуры пастеризации.

В зависимости от технологического назначения пастеризационно-охладительные установки имеют  отличительные черты в конструктивном исполнении. Так, агрегаты, предназначенные для тепловой обработки молока, при производстве  кисломолочных продуктов имеют более развитую поверхность секции пастери­зации, в которой температура поднимается  до 90—95 °С. Вы­держивание молока проводится в течение 5—6 мин, что вызыва­ется необходимостью максимального снижения числа Мечнико­ва, а также придания белковой системе молока определенных свойств, обеспечивающих хорошую консистенцию  кисломолоч­ных продуктов.

В некоторых случаях охлаждение молочных продуктов пос­ле пастеризации не проводится. Это имеет место, например, при нагреве сливок перед вторым сепарированием при произ­водстве сливочного масла, при нагреве молочных продуктов пе­ред сгущением в вакуум-выпарных установках при выпуске молочных консервов. В этих условиях для нагрева молока4-час­то используют трубчатые теплообменники.

Удобны трубчатые теплообменники и для предприятий малой производственной мощности. Иногда они выполняют роль сек­ции пастеризации, которая работает в наиболее жестких усло­виях. Остальные же секции, регенерации и охлаждения, остают­ся пластинчатого типа.

Режимы тепловой обработки, при которых температура не превышает 100 °С, принято называть пастеризационными. Инак­тивацию микрофлоры за счет нагрева выше 100 °С относят к стерилизации. В некоторых случаях выделяют промежуточную область, называя ее ультравысокотемпературной (УВТ) обра­боткой молока.

При стерилизации происходит уничтожение не только веге­тативных форм микроорганизмов, но и их спор, которые при обычных режимах пастеризации не погибают. Стерилизация ингибирует микрофлору молока и молочных продуктов в такой степени, что последние могут храниться в течение длительного времени при комнатной температуре. Однако это становится возможным только при исключении вероятности повторного об­семенения продуктов посторонними микроорганизмами. Для этого принимают специальные меры.

В одних случаях молочные продукты стерилизуют непосред­ственно в таре: питьевое молоко в стеклянных или пластмассо­вых бутылках, молочные консервы и плавленый сыр в жестя­ных или полимерных банках. В других — фасование молока и молочных продуктов осуществляется в асептических условиях (молоко в многослойных полимерных пакетах).

Стерилизация требует ускоренного нагрева продукта до вы­соких температур. В одних установках сохраняется, как и для пастеризации, косвенный нагрев через стенки пластин теплооб­менника горячей водой, которая находится в этом случае под соответствующим давлением, предупреждающим вскипание.

В других установках используется также пароконтактный метод нагрева, когда молоко непосредственно смешивается со свободным от каких-либо примесей перегретым водяным паром. Недостатком способа является отсутствие рекуперации тепла, а следовательно, и повышенный расход тепловой энергии.

Вакуумную обработку сочетают с нагревом молока не толь­ко в пароконтактных агрегатах. В некоторых случаях она вклю­чается в состав установок для пастеризации молока в сыроде­лии или сливок при производстве масла. При этом достигается дегазация молока, что имеет значение в производстве сыров, а также некоторое удаление летучих веществ, ответственных за посторонние запахи и привкусы.

Чем выше степень подавления микрофлоры молока и мо­лочных продуктов, тем больше затраты энергии и труда, слож­нее конструкция оборудования, значительнее неблагоприятные изменения "белков, углеводов и других компонентов молока. По­этому для каждого случая использования тепловой обработки нужно проводить обоснованный выбор намечаемой степени инактивации микрофлоры. При этом в расчет должны быть приняты условия и сроки хранения молочных продуктов пос­ле тепловой обработки, затраты труда, энергии, материалов и др.