Молоко является хорошей питательной средой для развития как полезной, так и технически вредной и патогенной микрофлоры. В ходе технологической обработки при производстве питьевого молока и сливок молоко подвергается различным технологическим операциям, направленным на снижение бактериальной обсемененности готового продукта.

На предприятиях молочной отрасли с целью снижения бактериальной обсемененности и предотвращения пороков молока проводятся следующие операции:

• механическая очистка (фильтрование, центрифугирование, бактофугирование, микрофильтрация);
• охлаждение до 2-4°С (замедление развития мезофильной и термофильной микрофлоры, но возможно развитие психрофильной микрофлоры), продолжительность хранения не более 2 суток;
• тепловая обработка (уничтожение микроорганизмов и инактивация ферментов). Виды тепловой обработки молока: термизация, пастеризация, стерилизация, ультрапастеризация, низкотемпературная миллисекундная пастеризация.

Термизация - предварительная обработка молока при температуре 65±2°С с выдержкой 20-25 с. При хранении молока (особенно на фермах), в значительной степени обсемененного психрофильными бактериями, происходит накопление продуктов их жизнедеятельности. В этом случае эффект терми- зации снижается, так как она хотя и уничтожает бактериальные клетки, но не тормозит действия выделяемых ими ферментов, способствующих порче молока.

При термизации практически уничтожаются все клетки группы кишечных палочек, но не обеспечивается достаточно полное уничтожение микрофлоры, поэтому этот вид термической обработки применяют в комбинации с обязательной последующей пастеризацией молока.

Пастеризация. Главной целью пастеризации является уничтожение вегетативных форм бактерий и инактивация ферментов. Температура обработки менее 100°С. При этом происходит снижение содержания в молоке патогенных и технически вредных микроорганизмов до уровня, при котором они при последующем нормальном ходе технологического процесса не могут нанести ущерба качеству готового продукта.

Степень уничтожения микроорганизмов в процессе пастеризации зависит от следующих факторов: исходного количества микроорганизмов в сыром молоке, температуры и продолжительности нагревания; видового состава сапрофитной микрофлоры сырого молока; правильной эксплуатации пастеризацион- но-охладительных установок.

Существует два режима пастеризации - низкотемпературная (72-77°С в течение 15-20 с) и высокотемпературная (78-100°С с выдержкой в течение нескольких минут). Молоко для заквасок пастеризуют при температуре 92-95°С с выдержкой 20-30 мин. При таком режиме в молоке уничтожаются вегетативные формы бактерий и бактериофаги, остаются только споры бактерий.

Пастеризация считается эффективной, если количество остаточной микрофлоры составляет менее 0,1% от исходной; КМАФАнМ не должно превышать 10³ КОЕ/см³, БГКП должны отсутствовать в 10 см³ молока после пастеризатора, проба на фосфатазу должна быть отрицательной.

При производстве питьевого молока наиболее распространенный режим пастеризации: температура 76°С с выдержкой 15-20 с. При сильном обсеменении сырого молока (более 10⁶ в 1 см³) эффективность пастеризации снижается, поэтому применяют более жесткий режим пастеризации: температура 75-77°С и выдержка 20 с.

Молоко после пастеризации и охлаждения поступает на промежуточное хранение и фасование, где оно может дополнительно обсеменяться (вторичное обсеменение) бактериями группы кишечных палочек, психротрофными бактериями, мезофильными и термофильными микроорганизмами, термоустойчивыми палочками, иногда могут выявляться дрожжи и уксуснокислые бактерии. Эта микрофлора вместе с остаточной микрофлорой молока после пастеризации составляет микрофлору пастеризованного молока. Микрофлора, которая выдерживает пастеризацию молока: термостойкие грамположительные бактерии, относящиеся к родам Enterococcus, Streptococcus (особенно Streptococcus salivarius subsp. thermophilus), Microbacterium, Lactobacillus, Mycobacterium, Corynebacterium, и споровые формы бактерий выживают. В пастеризованном молоке также могут встречаться психрофильные виды бактерий рода Bacillus.

Для питьевых сливок режим пастеризации: 80-87°С с выдержкой 15-30 с или другой в соответствии с документацией. Более жесткий режим пастеризации для сливок объясняется тем, что молочный жир оказывает защитное действие на микроорганизмы, а также термоустойчивостью фермента - липазы.

Стерилизация. При стерилизации молока уничтожаются как вегетативные, так и споровые формы микроорганизмов. Температура обработки выше 100°С. В молочной отрасли применяют два вида стерилизации: длительную в аппаратах периодического, полунепрерывного, непрерывного действия и кратковременную в потоке.

Наиболее современный и распространенный способ производства стерилизованного молока - однократная стерилизация в потоке с последующим асептическим розливом. Режим стерилизации при этом способе - 140-150°С в течение 4-8 с.

При двухступенчатом способе стерилизации молока применяют режим: 140°С в течение 20 с, охлаждение до 35-40°С, розлив в тару, повторная стерилизация при температуре 116-118°С в течение 12-16 мин.

Производство стерилизованных сливок осуществляют по схеме выработки молока при двухступенчатом способе стерилизации.

При стерилизации молочного сырья могут применять и другие режимы, что связано с применяемым оборудованием.

Ультрапастеризация - процесс термической обработки сырого молока и продуктов его переработки, осуществляется в потоке в закрытой системе с выдержкой не менее чем две секунды одним из следующих способов:

а) путем контакта обрабатываемого продукта с нагретой поверхностью при температуре 125-140°С;

б) путем прямого смешивания стерильного пара с обрабатываемым продуктом при температуре 135-140°С.

Ультрапастеризация с последующим асептическим упаковыванием обеспечивает соответствие продукта требованиям промышленной стерильности.

Низкотемпературная миллисекундная пастеризация (метод МСТ). Это инновационная технология тепловой обработки молока. Сущность метода МСТ заключается в совокупности воздействия на жидкий пищевой продукт двух факторов: высокоскоростного изменения давления и сверхбыстрого нагрева продукта в течение нескольких миллисекунд. В камере МСТ продукт распыляется с большим перепадом давления, диспергируясь в капли размером 2-3 мкм. Поток капель пролетает вдоль нагретых паром стенок камеры со скоростью порядка 10 м/с, подвергаясь резкому нагреву. В нижней части камеры МСТ продукт собирается и направляется для охлаждения. Продолжительность пребывания продукта в камере МСТ несколько секунд и зависит от ее размеров и производительности. В результате такого воздействия происходит разрушение ядерной мембраны клетки микроорганизма, в то время как при стандартной обработке происходит денатурация белка клетки микроорганизма.

Реализация нового механизма инактивирующего действия позволяет обеспечивать более высокую степень обработки, при этом продукт подвергается нагреву до температуры ниже общепринятой при пастеризации молока (менее 70°С). Режим МСТ обработки:

• преднагрев от температур < 12°С до 57,2°С в течение 80 с;
• внутри камеры МСТ продолжительность обработки 0,002 с, затем выдержка при температуре < 70°С в течение 1 с и охлаждение до 60°С в течение 4 с;
• охлаждение от 60°С до < 8°С в течение 60 с.

Молоко, подвергнутое МСТ-обработке, можно хранить до 63 дней.