Молоко является благоприятной средой для развития микроорганизмов, в том числе опасных для здоровья человека.
В свежевыдоенном молоке содержатся бактерицидные вещества, в результате действия которых в первые часы количество микроорганизмов не только не увеличивается, но даже уменьшается. Такое явление названо бактерицидной фазой. Продолжительность бактерицидной фазы можно увеличить охлаждением свежевыдоенного молока. Так, если молоко охладить с 37 до 10° С продолжительность бактерицидной фазы увеличивается с 2 до 24 ч, а при охлаждении до 5° С она составит 36 ч. Ниже приведена продолжительность бактерицидной фазы в зависимости от температуры.
Температура молока, °С // Продолжительность бактерицидной фазы, часов
0 °С // 49 часов
5 °С // 36 часов
10 °С // 24 часов
25 °С // 6 часов
30 °С // 3 часов
37 °С // 2 часов
Чем ниже температура охлаждения, тем дольше сохраняются первоначальные свойства молока. Развитие большинства молочнокислых бактерий, вызывающих порчу молока, замедляется при температуре молока 10° С и менее. Их жизнедеятельность приостанавливается при 2-3°С.
Длительное хранение молока (2-3 суток) при низких температурах отрицательно влияет на его свойства, в результате чего существенно снижается качество вырабатываемых продуктов. Основным фактором, обусловливающим кислотность и бактериальную обсемененность молока, является температура охлаждения.
Содержание микроорганизмов в охлажденном молоке находится в прямой зависимости от начального их количества.
Большое экономическое значение имеет температура охлаждения молока, позволяющая сохранить его качество. Если после каждого доения молоко с фермы отправляют на молочный завод, где оно подвергается переработке, то нецелесообразно охлаждать его до 3-5° С. В таких случаях при выборе температуры охлаждения руководствуются промежутком времени между охлаждением молока и доставкой его на завод. Например, если этот промежуток не превышает 6 ч, то молоко следует охлаждать до 10° С, при хранении в течение 12 ч его охлаждают до 8° С, при хранении в течение 24 ч - до 5° С.
При охлаждении и кратковременном хранении молока его качество практически не изменяется.
В соответствии с ГОСТ 1326-70 молоко, удовлетворяющее требованиям первого сорта, сдаваемое при температуре не выше +10° С, принимается как «Первый сорт охлажденное». Этим же ГОСТом было предусмотрено, что молоко до отправки на предприятия молочной промышленности необходимо хранить не более 20 ч при температуре не выше 10 °С.
Во многих странах мира соответствующими законодательствами предусмотрено охлаждение молока на ферме до 2-6° С. Всемирная организация здравоохранения рекомендует охлаждать молоко до 4°С не позднее чем через час после приемки с ферм.
Температура охлажденного молока должна сохраняться при его транспортировке. В целях длительного резервирования молока и сливок их замораживают. При замораживании молока и сливок основная часть микроорганизмов не погибает, и при его размораживании микробы восстанавливают свою активность.
При медленном замораживании происходит разделение отдельных компонентов продукта. Образуется лед, а растворенные компоненты молока концентрируются в незамерзшей фракции. По мере дальнейшего вымерзания влаги концентрация веществ в незамерзшей части увеличивается и часть компонентов выпадает в осадок.
При медленном замораживании молока и сливок нарушается структура жировых шариков, у них разрушается оболочка, в результате чего выделяется жир. Наличие свободного жира снаружи оболочек приводит к агрегации жировых шариков. Если охлаждение молока осуществлялось медленно (особенно в интервалах температур 5-0°С), то агрегаты жировых шариков образуют жировые конгломераты, поднимающиеся на поверхность.
Размораживание молока и сливок, которые были медленно заморожены, приводит к образованию свободной жировой фракции и выпадению белковых хлопьев.
Быстрозамороженные молоко и сливки сохраняют свою однородность. Если это молоко быстро разморозить, то натуральные свойства и структура молока существенно не изменяются.
Для сохранения натуральных свойств молока замораживать его следует в слое 1 см за 8 мин. Такую скорость можно достигнуть, замораживая молоко рассолом температурой -15° С. Еще лучшие результаты достигаются при замораживании тонкой пленки (1-2 мм) молока при температуре -20° С.
Если одинаковы начальные и конечные температуры продуктов, то количество отводимого тепла одинаково и не зависит от условий, способов охлаждения и замораживания молока и молочных продуктов.
Независимо от способа охлаждения следует стремиться к сокращению продолжительности этого процесса, если это не противоречит действующим технологическим режимам. На прифермских молочных и низовых предприятиях для первичного охлаждения молока часто используют холодную воду. Холодная вода может быть основным средством охлаждения молока и на крупных молочных заводах. Рациональное использование холодной воды позволяет сократить затраты на охлаждение молока с применением искусственного холода.
Для этого можно использовать воду из холодных источников или грунтовые воды, достаточно холодные в течение года. Иногда на низовых предприятиях для понижения температуры воды используют снег или лед.
При добавлении льда можно понизить температуру воды в бассейне почти до 0°С, причем температура льдо-водяной смеси будет постоянной, пока в воде есть лед. Для получения температур ниже нуля лед смешивают с поваренной солью.
В качестве хладоносителя используют также рассолы, температура замерзания которых зависит от концентрации раствора. Рассолы обладают сильными коррозионными свойствами по отношению к металлам, из которых изготовлены теплообменные аппараты, что является существенным недостатком данного хладоносителя.