Так был введен в практику метод предохранения продуктов от порчи, названный в честь исследователя пастеризацией. В общем смысле этот процесс может быть определен как «тепловая обработка, которая обеспечивает уничтожение нежелательных микроорганизмов и при этом не ухудшает потребительной ценности продукта». Эффект пастеризации зависит не только от температуры нагревания, но и от времени, в течение которого продукты выдерживают при данной температуре. Следовательно, подавление патогенных микроорганизмов в молоке возможно при различных комбинациях температуры и длительности ее действия (рис. 23).
Предложение о необходимости пастеризации молока вызывало в свое время весьма ожесточенные споры. Однако несомненный положительный эффект подобной обработки говорил сам за себя. Поэтому уже с 80-х годов прошлого века этот метод повышения стойкости молока при его хранении стал постепенно распространяться в крупнейших развитых странах мира. И сейчас пастеризация в обязательном порядке применяется в большинстве государств.
Пастеризация должна гарантировать уничтожение в молоке не менее 99,8—99,9 процента микробов. Если оно повторно не обсеменяется бактериями и содержится при достаточно низкой (2—4 градуса) температуре, то по сравнению с сырым может храниться более чем вдвое дольше.
Для полного же уничтожения всех видов микрофлоры молока применяют другой вид тепловой обработки — стерилизацию (от латинского sterilis — бесплодный). Нагрев до 140 (а иногда и выше) градусов надежно подавляет жизнедеятельность микробов и их спор. Однако столь высокие температуры в сочетании с их продолжительным действием разрушают ряд компонентов молока, определяющих его вкусовые и питательные свойства.
При нагревании в режиме пастеризации физикохимические свойства молока претерпевают лишь отдельные изменения, которые приводят к очень незначительному понижению его питательности. Но вот повторная и тем более последующие пастеризации сказываются на качестве продукта куда сильнее, вызывая разрушение витаминов, преобразование солей, выпадение осадка. Поэтому, заботясь о максимальном сохранении питательной ценности молока, следует добиваться такой организации производства, чтобы молоко до поступления к потребителю подвергалось пастеризации лишь один раз.
По советскому ветеринарному законодательству, молоко и молочные продукты, продаваемые населению, должны быть в обязательном порядке обеззаражены, то есть подвергнуты пастеризации на предприятиях молочной промышленности. А вот на животноводческих фермах, чтобы избежать здесь предварительной пастеризации, молоко подвергают первичной обработке — очистке и охлаждению.
Для чего же свежевыдоенное молоко охлаждают? Попросту говоря — чтобы не скисало, прежде чем попадет на завод. Ведь портится оно главным образом в результате деятельности микроорганизмов, для которых оказывается прекрасной питательной средой. Микробы содержатся уже в парном молоке. Во время хранения и транспортировки число их резко возрастает. Так, при комнатной температуре количество всевозможных микробов увеличивается в течение суток в десятки тысяч раз. Для развития и размножения они используют молочный сахар, жир, белок.
Свежевыдоенное парное молоко содержит так называемые бактерицидные вещества (лактенины, лизоцимы, антитела и т. п.), в результате действия которых число микробов в начале хранения и транспортирования молока не только не увеличивается, но даже уменьшается. Природа этих веществ пока полностью не изучена. Обнаруженные еще в конце прошлого века, они до сих пор являются объектом пристального внимания ученых. К сожалению, бактерицидные вещества очень нестойки, и сохранить их можно только при быстром охлаждении молока после доения.
Период, когда в молоке под воздействием указанных веществ бактерии не размножаются, называется бактерицидной фазой. Ее продолжительность находится в очевидной зависимости от показателя бактериологической обсемененности, а также от скорости и температуры охлаждения молока. В парном и неохлажденном молоке бактерицидные свойства сохраняются в течение 2—3 часов. Чем чище свежевыдоенное молоко и ниже температура его хранения, тем дольше бактерицидная фаза. Так, при охлаждении свежевыдоенного неочищенного молока от 36 до 20—16 градусов длительность бактерицидной фазы увеличивается до 2,5—4 часов, а если молоко подвергнуть еще и очистке, то этот период увеличится вдвое. Охладив неочищенное молоко до 13—15 градусов, мы продлим бактерицидную фазу до 3—6 часов, а еще и очистив, до 6—9 часов.
Если же температуру понизить до 8—10 градусов, то неочищенное молоко можно хранить 6—9, а очищенное— 15—18 часов. Наилучших показателей удается достигнуть при охлаждении молока до 3—5 градусов: тогда неочищенное молоко хорошо сохраняется в течение 12—15 часов, а очищенное — даже более суток. Ну а замороженное, то есть превращенное в лед молоко, можно хранить очень долго, правда, при этом теряются некоторые его питательные качества.
Охлаждение молока как метод его хранения известно с давних времен. Скажем, уже в средние века в ряде стран Европы при молочных фермах стали делать специальные ледники. Это были погреба, в которые зимой свозили колотый лед, обкладывали его, чтобы не таял, опилками или сеном, а в теплое время года ставили сюда посуду с молоком или молочными продуктами. Кстати, такой ледник в «сарае с погребом» вблизи коровника устроил в своем имении в заокском селе Дворянинове Тульской губернии первый русский ученый-агроном Андрей Тимофеевич Болотов.
Как бы то ни было, а сохранение молока в свежем состоянии возможно более длительный срок — основная задача в борьбе за повышение качества молочных продуктов, особенно при массовом, промышленном их изготовлении. Этого необходимо добиваться, так как из поступающего на перерабатывающие предприятия молока с большим содержанием микроорганизмов и повышенной кислотностью нельзя получить высококачественные и стойкие при хранении продукты питания.
Итак, на вопрос, вынесенный в заглавие, следует ответить, что молоко еще на ферме нужно охлаждать, а затем на заводе нагревать (пастеризовать) и снова охлаждать, причем все виды термической обработки очень важно выполнять своевременно, в кратчайшие сроки.
Однако сделать это не так-то просто: ведь, скажем, на крупных животноводческих фермах промышленного типа ежесуточно надаивают по нескольку десятков тонн молока, а его поступление на перерабатывающие предприятия исчисляется уже сотнями тонн.
Для охлаждения и нагревания молока применяют теплообменные аппараты и установки фермского или производственного назначения самых различных конструкций и мощностей. В качестве тепло- или хладоно-сителей используют пар, горячую или холодную артезианскую воду, искусственный холод, получаемый в компрессорных установках, и т. д. А чтобы более понятно рассказать об устройстве и работе соответствующих технических средств, напомним краткие сведения по физическим основам теплообмена и теплопередачи, которые, впрочем, изучаются еще в школе.
Даже из повседневного опыта мы знаем, что тело (твердое, жидкое или газообразное) с высокой температурой всегда теряет тепло и охлаждается, а окружающие его тела, имеющие более низкую температуру, получая тепло, нагреваются. Следовательно, тепло может передаваться. Процесс передачи тепла от одного тела к другому или от одной его части к другой называется теплообменом. Заметим, что теплообмен всегда совершается в определенном направлении: от объектов с более высокой температурой к объектам с более низкой температурой.
Теплообмен может осуществляться опосредствованно, через разделительный материал (стенку), или путем смешения теплоносителя и нагреваемого тела, как это происходит, например, в аппаратах для получения горячей воды — инжекторах, где воду нагревают, смешивая ее с паром. Пар, поступающий в инжектор, отдает свое тепло воде, конденсируется и смешивается с ней. Затем вся масса нагретой воды подается на циркуляцию в бойлер, выравнивается по температуре и далее направляется в секцию пастеризации теплообменного аппарата.
