Влияние тепловой обработки на состав и качество молока

При выработке молочных продуктов сырье проходит термическую обработку с целью уничтожения микроорганизмов и разрушения ферментов. Основная цель тепловой обработки – получить при минимальных органолептических изменениях пищевой и биологической ценности гигиенически безопасный продукт и увеличить его срок хранения. Одной из современных технологий обработки молока, отвечающей данным требованиям, является ультрапастеризация (УВТ-обработка).

При тепловой обработке изменяются составные части молока: сывороточные белки и некоторые аминокислоты, инактивируются ферменты, частично разрушаются витамины. Кроме того, меняются физико-химические и технологические свойства молока: вязкость, поверхностное натяжение, кислотность, и т. д., появляется специфический вкус, запах и цвет.

Следует отметить, что степень изменения химического состава молочного сырья зависит от времени выдержки и температуры обработки. В зависимости от условий нагревание ведет к частичной или полной денатурации сывороточных белков, к реакциям между сы­вороточными белками и фракциями казеина или другими компонентами молока. В результате денатурации изменяются физико-хими­ческие свойства белков: растворимость, вязкость, оптические, электрохимические свойства и др.

Агрегаты сывороточных белков молока имеют небольшие размеры и высокую степень гидратации. Поэтому они остаются в растворе и лишь небольшая их часть оседает в виде хлопьев на поверхности оборудования.

Казеин, по сравнению с сы­вороточными белками, более термоустойчив. Он не коагулирует при нагревании до 130-150 °С. Однако обработка при высоких темпера­турах изменяет структуру и состав казеинового комплекса. От него отщепляются органические Ca и P, меняется соотношение фракций. С повышением температуры увеличиваются диаметр казеиновых частиц и вязкость молока.

Принято считать, что умеренная тепловая обработка не вызы­вает разрушения аминокислот и даже улучшает перева­римость пищевых белков вследствие их денатурации, а также инактивации ингибиторов протеиназ. Это можно отнести к сывороточным белкам молока, которые в нативном состоянии свернуты в компактные глобулы, закрывающие пищеварительным протеиназам доступ к пептидным связям полипептидных цепей. Казеин сырого молока имеет рыхлую структуру и обладает высокой степенью переваримости без предварительной денатурации. Длительная или высокотемпературная тепловая обработка часто вызывает повреждение белков продуктов и снижение доступности некоторых аминокислот.

При длительной высокотемпературной пастеризации, и особенно при стерилизации, лактоза взаимодействует с белками и свободными аминокислотами — происходит реакция Майара, или реакция образования меланоидинов. Вследствие этого изменяются цвет и вкус молока. Интенсивность окраски молока зависит от температуры и продолжительности нагревания.

В реакцию с лактозой вступает незаменимая аминокислота лизин. Образовавшиеся комплексы трудно расщепляются пищеварительными ферментами, необходимый лизин «блокируется» и плохо усваивается организмом (уменьшается количество доступного лизина, и снижается биологическая ценность продукта).

Вместе с тем при меланоидиновой реакции образуется лактулоза (лактулозолизин). Лактулоза является одним из сильнейших пробиотиков. Она ис­пользуется бифидобактериями кишечника человека в качестве ис­точника энергии и углерода. Лактулоза в результате метаболизма бифидобактерий превращается в короткоцепочные органические кислоты, которые снижают pH кишечника и улучша­ют его функционирование. Кроме того, лактулоза имеет антиканцерогенный эффект, способствует снижению содержания токсич­ных метаболитов, вредных ферментов, подавлению вредной микрофлоры, абсорбции кальция. В результате повышается прочность костей, активизируется иммунитет, улучшается холестериновый обмен.

В процессе термической обработки происходит изменение минерального состава молока, которое часто имеет необратимый характер. В первую очередь нарушается соотношение форм солей кальция в плазме молока. При нагревании гидрофосфат кальция, находящийся в виде истинного рас­твора, переходит в плохо растворимый фосфат кальция:

3СаНРО₄ → Са₃(РО₄)₂ + Н₃РО₄.

Образовавшийся фосфат кальция агрегирует и осаждается на казеиновых мицеллах в виде коллоида. Часть выпадает на поверхности нагревательных аппаратов, образуя вместе с денатурированными сывороточными белками «молочный камень». Таким образом, после термообработки в молоке снижается количество растворимых солей кальция, что приводит к ухудшению сычужной свертываемости молока.

Автоматизация доения

Сейчас на рынке предлагают немало решений для автоматизации многих этапов процесса доения. Все чаще используются системы полуавтоматического и автоматического контроля передвижения животных. При этом применяют доильные аппараты, которые выполняют свою работу полностью в автоматическом режиме. Есть оборудование, которое снимает аппарат с вымени по окончании доения, а также оборудования для ополаскивания долей вымени.

С таким оборудованием ручная работа сводится лишь к очистки и проверки сосков и присоединение доильных аппаратов до вымя. Автоматизация этих рабочих операций - сложная задача, которая требует точного определения положения частиц вымени и четкой работы механики.

Доильная установка состоит из доильного аппарата, датчика положения доли вымени, руки-робота для автоматического подключения и отключения чаши доильного аппарата, а также селективных дверей, которые контролируют передвижение животных.

Коровы могут постоянно находиться в коровнике, отдыхая или питаясь в зоне свободного передвижения. Если коровы имеют также выпасаться, тогда нужны дополнительные селективные ворота, которые будут выпускать на пастбище только тех коров, которых уже выдоенное.

Чтобы корова зашла в доильные установки, ее привлекают концентрированными кормами. Корова охотно заходит в установку, ибо знает, что там она найдет что-то вкусное для себя. Одновременно специальный датчик считывает информацию с ушной бирки и передает номер животного к системе контроля. Если эту корову недавно выдоили, то автоматика ворот выталкивает ее из установки в зону свободного передвижения. А если корову доили давно, тогда автоматически включается очистки долей вымени, подключение чаш аппарата доения и ополаскивания сосков.

Коровник может быть устроен так, что доступ к главной зоны кормления будет возможен только после прохождения доильной установки. Такая организация коровника называется принудительным передвижением животных.

Как альтернативу коровник можно организовать так, что корова всегда имела доступ к корму, воды и места отдыха, а мотивацией посещения доильной установки был бы вкусный корм. Это система свободного передвижения животных.

Инновационным ядром системы добровольного доения является роботизированный манипулятор доильной установки. Эта рука-робот автоматизирует такие операции, как очистка частиц вымени, а также подключения-отключения доильного аппарата. Таким образом из процесса доения полностью изъято любую ручную работу. Специфический дизайн руки-робота в сочетании с соответствующими датчиками и органами управления обеспечивает качество работы высокого уровня. А фермеру остается только проверять состояние здоровья коров и периодически следить за тем, как происходит доения.

Обычно пропускная способность систем добровольного доения составляет 50-70 коров на доильный блок. При этом достигается периодичность видоювання от двух до трех раз за день. Таким образом, если учесть, что один аппарат выдаивают 60 коров трижды за день, то ежечасное пропускная способность составит 7,5 коровы.

Комфорт коров

Комфортное содержание коров – это создание условий отвечающих физиологическим потребностям животных с учетом их физиологического состояния, а корова взамен отблагодарит повышением уровня продуктивности.
Необходимость создания комфортных условий имеет экономическое значение:
-улучшается здоровье животных, снижается число клинических и субклинических заболеваний;
-повышается потребление корма, тем самым увеличивается продуктивность животных;
-увеличивает долголетие животных;
-увеличивается срок службы помещений и оборудования на ферме.
Комфорт животных подразумевает 4 основных условия, при которых корова чувствует себя идеально:
1.Сухое, мягкое место для отдыха;
2. Свежий воздух и прохлада;
3. Неограниченный доступ к корму;
4. Неограниченный доступ к воде.

1. Место для отдыха
Известно, что коровы лежат до 12 - 14 часов в день, если место для отдыха комфортабельное. Если корова вынуждена ложиться на сырой, твердый пол, то продолжительность лежания может сократиться до 6 ч, а сокращенный период лежания тормозит молочную продуктивность до 30 %. Стойла должны обеспечить животному возможность беспрепятственного укладываться и вставать, наклоняться вперед. Привязный способ содержания подразумевает использование стойла, как основного места обитания коров, что влияет на производство молока, крепость иммунной системы, работу органов репродукции. Размеры стойла для коров привязного содержания определяются габаритами животных, зависящих от породы и физиологического состояния животного.
При беспривязном способе содержания подход иной – в лежачем положении животные должны удобно разместиться.