Посторонними являются вещества, отрицательно влияющие на биологическую ценность и технологические свойства молока. Посторонние вещества можно подразделить на химические, радиоактивные, биологические и механические.

Механические вещества. К посторонним веществам, попадающим в молоко из окружающей среды, относят так называемые примеси: пыль, навоз, грязь, частицы, белка. В основном крупными частицами и комбикормами. Самыми крупными из них являются частицы силоса, сгустки молока и шерстинки животных. Плотность механических частиц, по разным данным, составляет от 1330 до 1920 кг/м³.

Биологические вещества. Чаще всего это бактерии, плесени и дрожжи. В молоко микроорганизмы попадают из сосковых каналов вымени животного. Такое молоко, если животное здорово, условно называют асептическим. На практике получить асептическое молоко невозможно. Обычно в нем содержится 100–3000 микроорганизмов в 1 мл. Кроме того, микроорганизмы могут попасть в молоко из окружающей среды, с рук обслуживающего персонала, посуды, кожи животного, подстилки, корма и т.д.

Условно микроорганизмы, встречающиеся в молоке и молочных продуктах, можно разделить на три группы: патогенные, вызывающие пороки молока, молочнокислые бактерии.

Микрофлора молока, вызывающая инфекционные заболевания, называется патогенной микрофлорой.

К патогенной микрофлоре относят возбудители пищевых отравлений, возбудители кишечных инфекционных болезней человека, возбудители зооантропонозов, возбудители мастита. Возбудителями пищевых отравлений являются сальмонеллы, палочки рода эшерихия (Escherichia), бактерии рода протеус (Proteus), Сl. perfringens, Bacillus cereus, патогенные стафилококки и стрептококки, возбудитель ботулизма, токсикогенные грибы (микотоксины) и некоторые другие микроорганизмы. Эти микроорганизмы разрушаются при пастеризации, но их токсины могут выдерживать высокие температуры пастеризации и длительной выдержку во время тепловой обработки. Патогенные бактерии являются возбудителями дизентерии, тифа, острых гастритов и др. заболеваний.

Стафилококки патогенные микробы (т.е болезнетворные) могут вызывать пищевые отравления.

Бактерии группы кишечных палочек являются показателем гигиены производств, в данном случае сырья молока и молочных продуктов. Они вызывают различные пороки молока и молочных продуктов вплоть до их порчи.

Кроме патогенной микрофлоры в молоке и молочных продуктах содержатся микроорганизмы, вызывающие появление пороков. К этим микроорганизмам относят гнилостные бактерии, маслянокислые бактерии, энтерококки, термоустойчивые молочнокислые палочки и бактериофаги.

Они представлены спорообразующими аэробными и анаэробными палочками, пигментообразующими бактериями и факультативно-анаэробными бесспоровыми бактериями. К спорообразующим гнилостным аэробам относятся Вас. subtilis (сенная палочка), Вас. mesentericus (картофельная палочка), Вас. megaterium (капустная палочка), Вас. mycoides (грибовидная палочка), Вас. cereus и др. К бесспоровым пигментообразующим гнилостным микроорганизмам относятся флюоресцирующая, сине-гнойная палочка семейства Pseudomonadaceae и чудесная палочка семейства Enterobacteriaceae. Факультативно-анаэробные бактерии представлены Proteus vulgaris (палочка протея) и Escherichia coli (кишечная палочка). Гнилостные бактерии обладают протеолитическими и липолитическими свойствами. Они вызывают порчу продуктов, путем глубокого распада с образованием дурно пахнущих, ядовитых веществ (индол, скотол, аммиак, сероводород и др.), расщепление жиров, вызывая прогорклый вкус.

Маслянокислые бактерии – анаэробные спорообразующие микроорганизмы, которые относятся к роду клостридий. Они развиваются в диапазоне температур от 8 до 46 °С, вызывают вспучивание сыров, появление «рванной текстуры сыра», прогоркания и сладкого вкуса.

Энтерококки – вызывают гнилостные процессы в молоке. Они термостойки (выдерживают температуру до 60 °С в течение 30 мин), поэтому составляют большую часть остаточной микрофлоры пастеризованного молока. Маммококки, выделяют фермент, который приводит к прогорканию и преждевременному свертыванию.

Молочнокислое брожение прекращается, либо вовсе прекращается при наличие бактериофага. Он развивается при температуре 8-46 °С, выдерживают нагревание при температуре 75 °С в течение 15 с, хорошо переносит замораживание и длительное хранение при низких температурах. Его выводят путем подбора специально подобранных штаммов заквасок, используют питательные среды, тормозящие действия бактериофагов.

Молочнокислые палочки (лактобактерий) также являются факультативными анаэробами. Развиваются лактобактерий при 20 – 55 °С. Термоустойчивые молочнокислые палочки выдерживают высокие температуры и могут быть обнаружены в пастеризованном молоке. Они сбраживают лактозу до молочной кислоты, причем их содержание в молоке в большом количестве может привести к преждевременному свертыванию молока, как сырого, так и во время тепловой обработки.

К биологическим посторонним веществам молока относят также соматические клетки, на 90 % состоящие из лейкоцитов. Соматические клетки являются потенциальным источником таких ферментов, как каталаза, пероксидаза, липаза и протеиназа, которые могут вызвать гидролиз и окисление компонентов молока при первичной обработке и хранении.

Химические вещества. Такие вещества попадают в молоко разными путями. К ним относят антибиотики, бактериальные яды, пестициды, тяжелые металлы, нитраты, моющие и дезинфицирующие средства, мочевину.

Антибиотики в молоке отрицательно влияют на здоровье человека. Антибиотики попадают в молоко вследствие лечения мастита и других заболеваний. В течение 2–5 суток после окончания лечения молоко нельзя использовать в пищу и в производстве молочных продуктов. В молоко вносят антибиотики и производители молока (фальсификация антибиотиками) для предотвращения преждевременного скисания. Молоко с антибиотиками приводит к несквашиванию молока при производстве кисломолочных продуктов и сыров, так как они угнетающе действуют на молочнокислые микроорганизмы.

Токсины растительного и микробного происхождения. При вскармливании животных ядовитыми растениями в молоко могут переходить вещества обладающие токсичностью: алколойды (колхизин), гликозиды (солонины в проросшем картофеле), эфирные масла (полынь, горчица), госипол (хлопчатниковые жмыхи), афлотоксины. В молоко могут попадать токсины микробного происхождения – энтеротоксины, при заболевании коров маститом, а также с рук персонала, имеющего гнойничковые заболевания при несоблюдении санитарно-гигиенических норм.

Пестициды - это яды химического и биологического происхождения, используемые в сельском хозяйстве для защиты культурных растений от сорняков (гербициды), насекомых (инсектициды), болезней (фунгициды). Они представляют опасность для здоровья человека. В нашей стране установлены максимально допустимые уровни их содержания в пищевых продуктах.

Моющие и дезинфицирующие вещества. Они снижают способность молока к сычужному свертыванию и ингибирующее действуют на микрофлору заквасок. Они также представляют опасность для здоровья человека, особенно соединения содержащие активный хлор и четырехзамещенные соединения аммония.

Тяжелые металлы. Источниками их может быть окружающая среда, вода для питья животных или восстановления сухих молочных продуктов, техногенные факторы, катострофы и т.д.

Радиоактивные вещества. Наибольшую опасность для здоровья человека могут нанести радионуклиды с длительным периодом полураспада: стронций - 90 и цезий-137. Допустимые уровни загрязненности молочных продуктов данными радионуклидами составляют соответственно 25 и 10 Бк/л. Молоко, загрязненное радионуклидам подвергают очистке с помощью ионообменных смол.

Молоко, как сырье для молочной промышленности, можно считать качественным, если в нем сохранены первоначальные свойства, и оно может быть переработано с максимальным использованием полезных компонентов. Выполнение этой задачи в значительной степени зависит от первичной обработки молока на молочных фермах: чем эффективнее первичная обработка, тем лучше качество молока и, следовательно, выше эффективность всей молочной промышленности.

Первичная обработка молока

Первичная обработка молока - это комплекс технологических операций, применяемых в целях сохранения натуральных свойств свеженадоенного молока. К ним относятся: очистка от возможных механических примесей, охлаждение, хранение, транспортирование.

Очистка молока от возможных механических примесей. При ручном способе доения даже при строгом соблюдении санитарии и гигиены не исключено попадание в молоко таких примесей, как шерсть животного, пыль помещения, эпителий, слизь; в молокопровод в молоко попадают частички комбикормов, подстилки, пыли. Поэтому натуральное молоко всегда содержит то или иное количество механических примесей, характер которых предопределен спецификой содержания и кормления животных.

На прифермских молочных используют два способа очистки молока: фильтрование и центробежную очистку.

Технологический процесс первичной обработки необходимо строить таким образом, чтобы стадия очистки предшествовала всем последующим стадиям (охлаждению, хранению, транспортировке). При необходимости фильтрования молока следует отдавать предпочтение бязи или нетканым материалам и исключать фильтрование молока способом продавливания через фильтрующую ткань с помощью насоса.

Охлаждение молока. В целях продления бактерицидной фазы и сохранения свойств молоко подвергают охлаждению. Для сохранения нативных свойств молока в течение 24 часов температура его хранения должна быть не выше 6 °С при условии, что оно получено с соблюдением санитарии и гигиены. Большое значение в этом случае имеет первоначальное содержание бактерий в молоке.

Для охлаждения свеженадоенного молока на молочных фермах используют механизированные охладители различных конструкций, а также специальные резервуары. Механизированные способы охлаждения наиболее эффективны и менее трудоемки по сравнению с охлаждением во флягах со льдом, поэтому, они широко внедряются на животноводческих комплексах. Работают охладители по принципу противотока жидкостей. Наиболее распространены в доильных установках пластинчатые охладители молока. Охлаждение молока в них происходит в тонком (2-4 мм) слое.

Широкое распространение на фермах получили резервуары для охлаждения молока. Однако в резервуарах-охладителях молоко охлаждается до заданной температуры длительное время, что приводит к снижению его качества.

Наиболее рациональной схемой охлаждения молока на фермах следует признать двухступенчатое охлаждение: первая ступень - предварительное охлаждение водой в потоке с доением; вторая ступень - доохлаждение на пластинчатом или трубчатом охладителе рассолом.

Для сохранения бактериальной чистоты свеженадоенного молока в процессе его охлаждения следует максимально сокращать разрыв между процессами выдаивания и охлаждения молока. Наиболее эффективным является охлаждение в потоке с доением. Разрыв во времени между выдаиванием и охлаждением не должен превышать 2 часа. При механизированном способе охлаждения отдавать предпочтение пластинчатым охладителям. Резервуары целесообразнее использовать для хранения охлажденного молока, а не для его охлаждения. Наиболее экономичным и технологически эффективным является двухступенчатое охлаждение. Конечная температура охлаждения молока на ферме до (4+2) °С обеспечивает сохранение качества молока при транспортировании и хранении до 24 часов. Более глубокое охлаждение молока приводит к непроизводительным затратам и технологически не обосновано.

Хранение молока. Для хранения молока используются два вида резервуаров: 1) открытые резервуары-охладители и 2) закрытые резервуары-термосы. Открытые резервуары-охладители служат для охлаждения и хранения молока, они имеют недостаток - длительный период охлаждения (от 4 часов и более), что превышает продолжительность бактерицидной фазы молока. После 20 часов хранения в молоке в несколько раз увеличивается содержание бактерий, и кислотность повышается на 1-3 °Т, ухудшаются органолептические свойства молока. Не защищено молоко и от попадания примесей в виде пыли и других частиц. Длительное перемешивание молока мешалкой в процессе охлаждения и хранения в определенной степени активизирует липолиз. Таким образом, открытые резервуары-охладители наиболее целесообразно использовать для охлаждения молока. В этом случае эффективность хранения повышается.

Закрытые резервуары служат для хранения молока. Они представляют собой цилиндрические сосуды с двумя сферическими днищами, по всей поверхности покрыты термоизоляционным материалом и заключены в защитный стальной кожух. Они хорошо сохраняют температуру охлажденного молока. За период хранения в течение 20 часов температура молока повышается на 1-2 °С. Молоко в резервуар подается предварительно охлажденным на пластинчатом охладителе до температуры хранения с учетом продолжительности хранения и степени повышения температуры за период хранения. В закрытых резервуарах молоко предохраняется от попадания механических примесей и посторонних запахов.

При выборе оборудования для хранения молока следует отдавать предпочтение закрытым резервуарам с термоизоляцией.

Транспортирование молока. Важным звеном технологического процесса в молочных линиях являются транспортные молокопроводы. Они применяются как связующие звенья между аппаратами и для транспортирования молока из доильных помещений к прифермским молочным. Молокопроводы для этих целей применяют стеклянные, стальные, из полимерных материалов, а иногда резиновые (шланги), хотя использование резиновых шлангов считается нарушением правил санитарии и гигиены. Транспортные молокопроводы в зависимости от материала, из которого изготовлены, могут по-разному влиять на бактериальное обсеменение и изменение температуры молока. Степень влияния на бактериальный состав молока зависит от профиля внутренней поверхности трубопроводов и ее санитарной обработки. Проведенными исследованиями поверхности труб стальных, стеклянных и полиэтиленовых установлено, что для лучшего сохранения качества молока наибольшими преимуществами обладают стеклянные молокопроводы по сравнению с полиэтиленовыми и стальными.

Транспортирование молока из хозяйства на молокоперерабатывающий завод осуществляется автомобильным, железнодорожным, водным транспортом и по молокопроводам. При перевозке тарой служат фляги или цистерны.

Транспортировка во флягах имеет ряд недостатков: при высокой температуре молоко нагревается, а при низкой может замерзнуть, поэтому рекомендуется фляги с молоком перевозить в закрытых автомобилях. Наиболее рационально молоко перевозить в специальных автомобильных цистернах. Молоко в них хорошо сохраняется. Транспортировка в цистернах обходится дешевле. Потери молока при перевозке в автомобильных цистернах составляют 0,03 %, а во флягах - 0,34 %.

Пороки сырого молока

Молоко имеет определенные органолептические показатели. Под пороками молока-сырья принято понимать различные изменения его свойств и характеристик, ухудшающих качество продукции. Различают пороки вкуса и запаха, технологических свойств, консистенции и цвета. Их образованию способствуют следующие причины:

- изменение количественного состава ингредиентов молока коровьего сырого;

- химические изменения отдельных компонентов молока под влиянием физических и химических воздействий (нативных и бактериальных ферментов, кислорода воздуха, света, тепла, металлов и др.);

- попадание и абсорбция посторонних веществ с сильными вкусовыми и ароматическими свойствами;

- биохимический распад отдельных ингредиентов молока при одновременном образовании промежуточных и конечных продуктов с ярко выраженными ароматическими и вкусовыми свойствами.

В зависимости от причин возникновения пороки молока делят на пороки кормового, бактериального, технического и физико-химического происхождения.

К возможным причинам возникновения пороков молока-сырья можно отнести следующие: перед доением - изменение состава молока в результате нарушения секреции в процессе лактации (гормональные нарушения); после доения - химические изменения ингредиентов молока под действием окислительных процессов, гидролитических реакций, солнечных лучей.

Изменение запаха и вкуса под влиянием физических, химических и микробиологических процессов, а также частичной абсорбции посторонних компонентов происходит после секреции. Следовательно, способы получения, первичной обработки имеют решающее значение для предупреждения их возникновения в молоке-сырье.

Ароматические и вкусовые вещества от коровы попадают в молоко двумя путями: во-первых, через легкие и кровь в вымя; во-вторых, с кормом через органы пищеварения или желудочные газы в кровь, а оттуда в молоко, где они остаются в неизменном виде. К таким веществам относятся эфир, спирт, кетоны и альдегиды. Кроме того, вкусовые и ароматические вещества могут образовываться из пассивных соединений корма во время пищеварения. Так, бетаин некоторых сортов свеклы превращается в триметиламин, который придает молоку рыбный привкус. Следует свеклу скармливать вместе с травой или грубым кор-мом, подвергать ее силосованию в целях расщепления бетаина.

Пороки кормового происхождения возникают при поедании животными растений со специфическим запахом и вкусом, а также при адсорбировании молоком запахов корма при несоблюдении санитарно-гигиенических условий доения. Привкусы и запахи лука, чеснока, полыни, горчицы, лютика являются результатом перехода алкалоидов, эфирных масел и других веществ из корма в молоко при его синтезе. Они очень стойкие, техническими приемами обработки от них невозможно освободиться, с такими пороками молоко не принимают на молзавод. Запахи силоса, репы адсорбируются молоком при доении. Они ослабляются и полностью исчезают при аэрации и дезодорации.

Некоторые растения, поедаемые животными, влияют не только на вкус и запах, но и на окраску и консистенцию молока. Так, водяной перец, кроме неприятного вкуса, придает молоку синеватую окраску, травы иван-да-марья и марьянник - голубоватый цвет, а жирянка вызывает клейкость и тягучесть.

Интенсивность пороков запаха и вкуса, вызываемых кормом, зависит от его вида и количества, промежутка между кормлением и доением, связи между ароматическими и вкусовыми веществами, содержащимися в корме, а также от состава и количества надоенного молока.

Сенсорные показатели молока-сырья ухудшаются чаще всего при употреблении силоса. При этом следует различать вкусовые и ароматические вещества, присущие самим силосным кормам и образуемые в процессе брожения. Установлено, что антисанитарное состояние помещений для скота и доения коров больше влияет на вкус и запах молока, чем скармливание животным силоса плохого качества.

Чтобы не допустить появления силосного и некоторых других запахов, следует соблюдать чистоту и регулярно вентилировать скотный двор. Так как вкусовые и ароматические вещества переходят в молоко чрезвычайно быстро, промежуток времени между кормлением и доением имеет большое значение, и он не должен быть менее 2-х часов.

Пороки запаха и вкуса наиболее ярко выражены при низких удоях и высоком содержании жира. Запах коровы и загона часто появляется в молоке в зимние месяцы и может быть обусловлен как воздухом в помещении, так и болезнью крупного рогатого скота - кетозом.

Пороки запаха и вкуса могут появиться из-за плохо вымытой емкости и остатков моющих и дезинфицирующих средств в них и трубопроводах. Вкусовые и ароматические вещества нечистых емкостей образуются за счет продуктов белкового распада.

Правильный подбор кормовых рационов, сокращение доз пахучих кормов, точные режимы кормления позволяют полностью избежать кормовых привкусов в молоке. Кормовые средства, прежде всего силос, не рекомендуется хранить в помещениях, где находится скот, так как ароматические вещества проникают через органы дыхания животного.

Пороки бактериального происхождения сказываются на вкусе, консистенции и цвете молока. При хранении они усиливаются. Скисание молока вызывают молочнокислые бактерии, попадающие в молоко при несоблюдении санитарного режима его получения, хранения и транспортирования, в случае хранения молока при повышенных температурах, длительной его задержки до переработки. Горький вкус возникает в результате развития гнилостных бактерий при длительном его хранении в условиях низких температур. Прогорклый привкус связан с гидролизом жира при длительном хранении молока. Затхлый, сырный, гнилостный вкус появляется в результате развития гнилостной и пептонизирующей микрофлоры. Вследствие развития кишечной палочки, дрожжей и маслянокислых бактерий начинается интенсивное выделение газов, которое часто сопровождается спиртовым, дрожжевым и другими привкусами (бродящее молоко).

Пороки консистенции молока заключаются в его ослизнении, тягучести и творожистости. Основными причинами их появления являются попадание и развитие различных видов микроорганизмов вследствие нарушения правил получения и первичной обработки, режимов хранения и транспортирования молока-сырья. Тягучее молоко имеет вязкую, иногда слизистую консистенцию, что сопровождается кисловатым привкусом.

Пороки цвета (синее, красное и желтое молоко) могут быть, как было указано ранее, кормового, а также бактериального происхождения. Если молоко при хранении приняло синий оттенок, то это является следствием жизнедеятельности флуоресцирующих микробов. Микроорганизмы, вызывающие этот порок, особенно хорошо развиваются в непроветриваемых помещениях, где хранится молоко. Для их развития наиболее благоприятная температура 25-10 °С. Цветные пятна в молоке вызываются пигментными бактериями, образующие цветные колонии. Они развиваются при длительном хранении недостаточно охлажденного молока. Желтый цвет обусловлен присутствием молозива.

Молоко с пороками бактериального происхождения непригодно для использования. Для предупреждения их появления необходимо соблюдать санитарно-гигиенические условия получения, хранения и транспортирования.

Пороки технического происхождения чаще всего связаны механическими загрязнениями. Металлический привкус возникает при использовании плохо луженной или пораженной ржавчиной посуды. Посторонние привкусы и запахи молоко приобретает из окружающей среды.

Пороки физико-химического происхождения возникают при отклонениях в составе молока, которые сказываются на его технологических свойствах. Под воздействием ультрафиолетовых лучей, даже кратковременным, молоко может приобретать салистый вкус, поэтому молоко необходимо защищать от воздействия прямых солнечных лучей во время хранения.

Окисленный вкус молока-сырья возникает из-за окисления таких ингредиентов, как фосфолипиды и триглицериды, кислородом под каталитическим влиянием следов металла и света. Среди окисленных привкусов различают металлический, масляный, рыбный, сальный. С целью предотвращения этих пороков не следует допускать загрязнения молока следами тяжелых металлов, особенно меди и железа, действующих, как катализаторы, и легко меняющих валентность, а также устранять прямое влияние коротковолнового света.

Пороки, вызванные химическими изменениями в молоке-сырье, например, прогорклость, возникают вследствие гидролиза свободных жирных кислот с короткими цепями - масляной, капроновой и каприновой, выделяющихся из триглицеридов. Прогорклость сырого молока под действием нативных липаз может наступить самопроизвольно после 24-х часов холодильного хранения. Это объясняется повышенным их содержанием в результате гормональных нарушений. Молоко стародойных коров также склонно к самопроизвольному прогорканию. Этот порок можно наблюдать в молоке, полученном при использовании доильных установок при направлении молока в трубопровод и при перекачивании насосом с сильным пенообразованием. Для недопущения порока «прогорклость» следует исключить сильные механические воздействия на молоко, способствующие появлению индуцированной прогорклости.