Технологія молочних продуктів — складний комплекс взаємопов’язаних хімічних, фізико-хімічних, мікробіологічних, біохімічних, біотехнологічних, теплофізичних та інших трудомістких і специфічних технологічних процесів. У виробництві питного молока та кисломолочних продуктів використовуються усі компоненти молока. Виробництво вершків, сметани, кисломолочного сиру, масла, сиру ґрунтується на переробці окремих компонентів молока. Виробництво молочних консервів, сухих молочних продуктів, морозива пов’язане зі зберіганням усіх сухих речовин молока після видалення з нього вологи.
З вторинної молочної сировини виготовляють молочний білок, харчовий та технічний казеїн, молочний цукор, згущену молочну сироватку, замінник незбираного молока.
Молоко як сировина Молоко є неоднорідною біологічною рідиною, полідисперсною системою, окремі компоненти якої перебувають на різних ступенях дроблення. Дисперсна система утворюється з двох основних частин: води і плазми, яка перебуває в безперервній фазі, що називається дисперсним середовищем, а компоненти молока, які в ній містяться, — дисперсною фазою.
Особливо складна структура оболонок жирових кульок, які стабілізують жирову емульсію молока, вершків та інших молочних продуктів. Ці оболонки складаються із лецитиново-білкового комплексу, який характеризується високою поверхневою активністю. Лецитин розміщується безпосередньо на поверхні кульки. Інший бік оболонки, повернутий до водяної фази молока чи вершків, складається з білкового комплексу. На зовнішній його поверхні додатково перебувають адсорбований альбумін, глобулін і казеїн.
Технологічні властивості молока Технологічні властивості молока — це такі його фізико-хімічні показники, за оптимальних параметрів яких із нього за певної технології можна виробляти різні доброякісні молочні продукти. Такими показниками є: нормальні органолептичні властивості молока, відсутність вад смаку, запаху, кольору та консистенції; повноцінний біохімічний склад та оптимальні фізико-хімічні властивості; висока санітарно-гігієнічна якість; термостійкість; відсутність сторонніх домішок; оптимальні параметри сичужного зсідання.
Сирне виробництво ставить особливо високі вимоги до технологічних властивостей молока. Молоко для виготовлення сиру та інших високоякісних продуктів має бути натуральним, одержаним від здорових корів, які утримуються при збалансованій годівлі та в нормальних умовах.
Вміст сухих речовин у такому молоці має становити 12,5 % і більше, білка — 3,3—3,5 %, казеїну — не менш як 2,7 %, білків сироватки — не більш як 0,7 %. Порівняно з кількістю білків сироватки казеїну має бути в 4,5 раза більше. За оптимального рівня казеїну повною мірою виявляється коагулювальна здатність сичужного ферменту. При цьому найефективніше відбувається процес зсідання молока й використання його компонентів. Із збільшенням кількості казеїну в молоці вихід сиру збільшується на 3—4 %. Бажана кислотність молока, зумовлена його звичайними властивостями, має становити 17—18 °Т.
Одним із важливих показників гігієнічної якості молока є відсутність у ньому антибіотиків, лікарських речовин, пестицидів, компонентів добрив тощо. Наявність антибіотиків та інших шкідливих речовин у молоці призводить до порушення процесу його сквашування, появи вад готового продукту, у зв’язку з чим виникає потреба суворого державного контролю за наявністю антибіотиків та інших інгібіторів у молоці.
Залежно від температури зберігання кількість бактерій у молоці протягом доби збільшується так: якщо в 1 мл молока перед зберіганням вміст бактерій становив десятки тисяч, то за температури 10—12 °С він може збільшитись у 10 разів, при 18—20 °С — в сотні, при 30—35 °С — в десятки і сотні тисяч разів. За кількості мікроорганізмів до 100 млн в 1 мл з’являються ознаки псування молока і термін зберігання його товарних якостей закінчується.
Мікроорганізми накопичуються здебільшого в отворах дійок, тому перші цівки молока треба здоювати в окремий посуд. У міру видоювання кількість бактерій зменшується. Якщо в 1 мл молока на початку доїння було 16 000 бактерій, у середині 480, то в кінці — тільки 360. При обмиванні вим’я чистою теплою водою та обтиранні чистим сухим рушником перед доїнням зменшується кількість бактерій у молоці, поліпшується молоковіддача.
Обробка молока Правильна і своєчасно проведена первинна обробка зберігає початкові властивості свіжовидоєного молока. Розрізняють первинну, або неповну, та повторну, або повну, обробку молока.
Первинна обробка молока включає очищення його від механічних домішок, охолодження, зберігання за низької температури і транспортування.
Молокопідприємства здійснюють повторну обробку молока. При цьому його очищають на відцентрових очисниках, нормалізують за вмістом жиру, пастеризують, охолоджують і розливають у фляги або розфасовують у тару.
Після такої обробки молоко дещо відрізняється від свіжовидоєного за хімічним складом, кількісним і якісним вмістом мікрофлори, біологічними та смаковими властивостями.
Первинну обробку молока в господарствах проводять у спеціальних приміщеннях — молочних цехах. На фермах, де молоко лише очищають і охолоджують, достатньо мати два робочих приміщення: молокозливну для приймання, очищення і дослідження молока та мийну — для миття, дезінфекції, сушіння та зберігання доїльної апаратури й молочного посуду. За часткової переробки молока на фермі, крім зазначених приміщень, потрібно мати спеціальні відділення для його переробки і охолодження. На великих фермах поряд із переліченими є спеціальне приміщення для аналізу молока. Якщо обсяг робіт великий, приймають, обробляють, переробляють і досліджують молоко в одному приміщенні. Поряд із цими приміщеннями можна облаштовувати приміщення для вакуум-насоса, котельню, кімнати відпочинку для працівників, душову і кімнату для зберігання інвентарю та матеріалів.
Призначення молочних цехів — забезпечувати високу якість видоєного молока і загалом поліпшувати ведення галузі молочного скотарства. Функціями цехів є: первинна обробка молока для збереження його свіжим до здавання на завод або на реалізацію; правильне зберігання молока; запобігання його забрудненню, нагріванню або охолодженню під час транспортування; проведення систематичного обліку видоєного молока, а також вироблених на місцях молочних продуктів; вивчення хімічного складу молока від окремих корів для підвищення їх продуктивності та вдосконалення племінних якостей; забезпечення телят необхідною кількістю знежиреного молока; своєчасне придбання необхідного обладнання та інвентарю для ферми, реактивів і матеріалів для лабораторних аналізів; утримання в чистоті молочного посуду, апаратури й інвентарю, контроль їх санітарного стану; проведення своєчасного ремонту.
Основи проектування молочних цехів При проектуванні молочних цехів слід передбачати: кількість молока, яке підлягатиме обробці, з урахуванням зростання обсягу його виробництва найближчими роками, а також сезонності виробництва, кратності доїння корів, кількості молока для потреб господарства, розміру ферм, кількості корівників та їх розміщення на території ферми чи комплексу.
Відповідно до технологічних процесів обробки молока підбирають обладнання, яке розміщують у певній послідовності; здійснюють розрахунок забезпечення цехів гарячою водою, парою і холодом.
При проектуванні та будівництві молочних цехів треба дотримувати певних правил. Так, не можна будувати їх поблизу гноєсховищ, водойм із стічною водою, силосних будівель, вигульних майданчиків для худоби і шосейних доріг. Цехи для приймання та зберігання молока бажано розміщувати з північного або східного боку. Якщо це неможливо зробити, південний бік обсаджують деревами або обладнують навіс над вікнами для захисту від сонячних променів. Молочний цех розміщений в прибудівлі або блоці, відокремлюють від корівника коридором або тамбуром. Двері мають бути рівними, без фільонок, щоб запобігти збиранню на їх поверхні пилу, бруду.
Молочні цехи треба добре вентилювати. Відділення теплової обробки молока, мийну і компресорну обладнують примусовою вентиляцією. Температуру в приміщеннях підтримують на рівні 16—18 °С. Тому взимку їх треба опалювати.
У молочному цеху мають бути ваги для приймання молока, місткості для його зливання і очищення, охолоджувач, сепаратор, пастеризатор, а також прилади для аналізу молока. Продуктивність обладнання розраховують на максимальну кількість молока, яке підлягає переробці.
Транспортування молока Молоко транспортують автомобільним, залізничним, водним транспортом та молокопроводом. Як тару використовують фляги і цистерни. Ще багато господарств транспортують молоко у флягах. Перевезення молока в такій тарі має певні недоліки. У теплу пору року молоко у флягах нагрівається, а за низької температури може замерзнути. Щоб запобігти нагріванню або замерзанню, його слід перевозити в закритих машинах.
Фляги з молоком під час транспортування мають бути добре закритими, а влітку наливати в них молоко треба до самої кришки, щоб запобігти збиванню жиру в шматочки масла. Взимку у фляги не доливають на 1—2 л молока, щоб їх не розірвало у разі замерзання. Для закупорювання фляг у пази кришок вставляють спеціальні гумові кільця. Якщо їх немає, можна використовувати чисту марлю, пергамент, напівпергамент. Категорично забороняється робити прокладку із соломи, гуми автопокришок чи автокамер.
Найбільш раціонально перевозити молоко в спеціальних автомобільних цистернах, які випускає промисловість. Молоко в цистернах добре зберігається в дорозі. При перевезенні на відстань 100 км влітку його температура підвищується на 1–2 °С. Транспортувати молоко в цистернах значно дешевше, ніж в інших видах тари. Втрати при цьому становлять 0,03 %, а у флягах в 11 разів більше — 0,34 %. Останнім часом у господарствах України широко впроваджується транспортування молока кільцевими маршрутами. При цьому молоко з господарств доставляється транспортом молочного заводу раз на добу за графіком. Але забезпечити це можна тільки за чіткої організації первинної обробки молока, достатньої кількості холодильних машин та іншого обладнання, високої санітарної культури ведення молочного господарства.
Залізницею фляги з молоком перевозять в ізотермічних вагонах. Улітку вагон охолоджують, узимку опалюють для підтримання температури в межах 3—5 °С. Для перевезення молока залізницями також використовують цистерни. Водним шляхом молоко перевозять спеціальними катерами, що обладнані холодильними установками.
У багатьох господарствах України є тваринницькі комплекси з виробництва молока на 600, 800 і більше корів, де тварин розміщують в кількох корівниках. Молоко з кожного корівника доцільно транспортувати молокопроводом, який може бути підземним або наземним. При застосуванні підземних молокопроводів витрати на охолодження і транспортування молока знижуються на 70–80 %.
Охолодження молока Парнé молоко має оптимальну температуру для розмноження більшості мікроорганізмів. Тому, якщо його своєчасно не охолодити, вони швидко розмножуються, що призводить до підвищення кислотності і скисання молока.
Холод не вбиває бактерій, але при зниженні температури тимчасово припиняються їх ріст, розвиток і розмноження. Для тривалого збереження початкових властивостей молока його треба охолодити.
Низька температура сприяє кращому зберіганню основних вітамінів у молоці. Охолоджувати його слід і для того, щоб зберегти його бактерицидні властивості протягом тривалого періоду. Якщо розрив у часі між охолодженням і доставкою на молочний завод не перевищує 6 год, молоко охолоджують до 10 °С. При зберіганні молока протягом 12 год його потрібно охолоджувати до 8 °С. Робити це рекомендується, коли молоко вечірнього удою транспортують на завод зранку наступного дня. Якщо молоко залишається у господарстві протягом 24 год, його охолоджують до 5 °С. Це рекомендується робити на невеликих, віддалених від шосейних доріг ферм, з яких молоко відправляють на молочний завод раз на добу. Температура охолодження молока залежить переважно від тривалості його зберігання.