CC BY
274
ТИНДАЛИЗАЦИЯ - ПЕРСПЕКТИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ МОЛОКА
М.Н. Рудов, М.М. Наумов
Аннотация. Приводятся данные по основным способам переработки молока: пастеризация, стерилизация, ультрапастеризация и тиндализация. Последняя из перечисленных технологий молока рассматривается подробнее, как наиболее перспективная, имеющая дальнейшее широкое внедрение в условиях промышленного производства.
Ключевые слова: переработка молока, дробная стерилизация, тепловая деконтаминация, срок хранения, инновационная технология, молочная продукция, тин-дализация.
Молоко содержит в себе много полезных для организма веществ, которые в результате термической обработке и могут уничтожаться. Существуют четыре основных способа обработки молока: пастеризация, стерилизация, ультрапастеризация и тиндализация.
Пастеризация бывает в трех режимах: длительная пастеризация, кратковременная и мгновенная [1,6]. В первом случае молоко нагревают до температуры около 63 °С и выдерживают 30 минут. Во втором случае процесс длиться 15-20 секунд при температуре 75 °С, после чего молоко постепенно охлаждают, а при мгновенной пастеризации молоко нагревают до 90 °С и задержки не осуществляется. При пастеризации молока изменяются различные его свойства. Так, изменяются некоторые соли, изменяется кислотность, разрушаются отдельные виды аминокислот. Вместе с тем, благодаря пастеризации можно добиться более долгой сохранности молока, уменьшается способность молока к свертыванию.
Тепловую обработку молока при температуре более 100 °С с последующей его выдержкой при этой температуре называют стерилизацией [1,6]. При стерилизации уничтожаются не только непосредственно сами микроорганизмы, но и их споры. Стерилизация предполагает нагревание молока выше точки кипения. Температурные воздействия применяют для стерилизации — полного удаления микроорганизмов и их спор из различных сред и обеззараживания предметов. При стерилизации из молока "уходит" витамин С, поэтому в условиях производства в стерилизованное молоко обязательно добавляется этот важный витамин.
Стерилизованное молоко удобно тем, что его можно долго хранить - при температуре плюс 8 °С оно выдерживает 2 месяца. Зависимость температуры стерилизации и продолжительности ее воздействия имеет тот же характер, что и при пастеризации. При стерилизации молока уничтожаются как вегетативные, так и споровые формы микроорганизмов. Кроме этого стерилизованные продукты приобретают определенную стойкость при хранении. Недостатком стерилизованного молока является то, что его пищевая и биологическая ценность ниже, чем пастеризованного, в результате влияния высокой температуры, особенно при продолжительном воздействии.
Ультрапастеризация - это процесс термической обработки с целью продлить срок годности продукта питания. Этот вид обработки позволяет производить качественное питьевое молоко, которое не нужно кипятить. Так как во время кипячения происходит разложение белков и уничтожается чувствительный к теплу витамин С. Кальций и фосфор переходят в нерастворимые соединения, которые не усваиваются организмом человека. Ультрапастеризации обычно подвергается сырое молоко и фруктовые соки. Жидкость на 2-3 секунды нагревают до температуры 135—150 °С и тут же охла-
ждают до 4-5 °С. При этом патогены и микроорганизмы уничтожаются полностью. Молоко после такой обработки хранится 6 недель и дольше при комнатной температуре. Из молока таким образом убирается микрофлора и споры бактерий, которые приводят к скисанию молока, а природные полезные свойства сохраняются с минимальными потерями.
Так же для стерилизации молока применяют ряд последовательных пастеризаций при температурах от 68 до 80 °С с последующим охлаждением и выдержкой. При этом методе, который называется тиндализацией, после каждого нагревания при выдержке оставшиеся споры прорастают, но в дальнейшем они уничтожаются последующей пастеризацией. При такой стерилизации вкус молока не изменяется.
Дробная стерилизация или тиндализация - способ обработки молока, предложенный Джоном Тиндалем [2]. Так же Джон Тиндаль изобрел метод стерилизации растворов, содержащих споры бактерий, способные выживать в кипящей воде: этот метод известен под названием "тиндализация". Суть его заключается в том, что стерилизуемый раствор несколько раз нагревается в течение ряда дней: не проросшие споры выдерживают нагревание, а проросшие гибнут. Таким образом, после нескольких последовательных нагреваний раствор становится стерильным. Опыты Тиндаля были столь оригинальными, а его поддержка взглядов Пастера столь энергичной, что он по праву разделяет с Пастером славу ниспровергателя учения о самозарождении.
Исследования Пастера и Тиндаля нашли еще одно практическое применение. Предложенный ими способ взяла за основу Дальневосточная холдинговая компания «Зеленые листья» [3]. Компания обладает собственными разработками в области производства и обработки молока и молочной продукции.
Группа специалистов во главе с генеральным директором компании Марченко В.В. являются авторами и патентообладателями уникальной технологии производства кисломолочных продуктов, способа обработки молока, линии производства и устройства обработки молока для этой линии (ЯД 2271671 С1) [4]. В основу новой технологии был положен принцип механотепло-вой обработки, или принцип «тиндализации», но с модификацией методов и приемов его исполнения. Тин-дализация - многократная (3-4-кратная) обработка стерилизуемого материала текучим паром с интервалами в 24 ч, в течение которых поддерживается температура, благоприятная для прорастания спор. Эти интервалы позволяют спорам прорасти и превратиться в вегетативные клетки, быстро погибающие при следующем нагревании материала. Недостаток метода заключается в большой затрате времени, а преимущество - в том, что он не требует специального оборудования.
Тиндализация молока осуществляется непосредственно в потребительской таре, что не только кардинальным образом повышает бактериологическую безопасность продукции методом исключения ее вторичного и третичного обсеменения (исключение следующих источников инфицирования: технологическое оборудование и производственный персонал), но и исключает необходимость приобретения дорогостоящего оборудования асептического розлива молока.
Механо-кавитационная обработка молока в процессе его тиндализации специальным роторно-пульсационным аппаратом (собственного производства) является тем технологическим фактором, который не только предопределяет высокую эффективность тепловой обработки
молока при температуре не выше 68-75°С, но и усиливает вкусовую гамму натурального молока, не допуская приобретение молоком характерных для существующих технологий привкусов пастеризации, перепастеризации или стерилизации. Разработанный способ обработки молока универсален и может быть применим в технологиях тепловой деконтаминации и других жидких, пастообразных гомогенных и гетерогенных пищевых продуктов [6]. В таблице 1 приведены основные характеристики процессов термической обработки молока [5,7].
Таблица 1 - Сравнение процессов обработки молока
Показатели Пастеризация Ультрапастеризация Стерилизация Тиндализация
Температура 65 °С 135 °С 120-150 °С Двукратная пастеризация 68-72 °С
Время 30 мин. 3-4 сек. 30 мин. Не менее 15 мин
Срок хранения 2 недели 2 месяца 1 год 1 месяц
Свойства Остаются термостойкие молочные микроорганизмы Практически не теряются Погибают все микроорганизмы том числе полезные Уничтожаются все вредные микроорганизмы. Вкус молока не изменяется
Тем самым можно сделать вывод, что тиндализация является самым оптимальным способом обработки молока. Что касается экономического вопроса, в таблице 2 представлен прогноз продаж и прибыли от данного метода [3].
Таблица 2 - Прогноз продаж и прибыли
Год 1 год 2 год 3 год 4 год 5 год 6 год 7 год
Объем продаж, т. 0 0 4512 8122 8099 8898 8920
Объемы продаж, тыс. руб. 0 0 195623 344098 359764 403831 413895
Затраты, тыс. руб. 8372 44252 129558 161206 159689 172582 162010
Объемы прибыли, руб. - 8372 - 44252 660066 182892 200075 231310 251885
Общая сумма инвестиций с учетом приобретения 6,5 тыс. га земли, разработку инновационных технологий тиндализации молока, строительства всей сопутствующей инфраструктуры составляет 790 000 000 руб. Из них доля НИОКР составляет 20 000 000 руб. Ежегодная прибыль, начиная с 7-го года в среднем составляет 290 млн. руб. в год. Срок окупаемости проекта составляет 6 лет.
Таблица 3 - Внутренняя норма доходности и чистая
Показатели Пастериза- Стерилиза- Ультрапас- Тиндализа-
ция ция теризация ция
Срок окупаемости 12 мес. 12 мес. 45мес. 72 мес.
NPV (руб.) 812727 690909 629727 708500
IRR(%) 76 20,8 11 34,8
Чистая приведенная стоимость (ЫРУ) - это сумма дисконтированных значений потока платежей, приведённых к сегодняшнему дню. Рассчитывается по формуле:
¿0(1 + I)' ¿(1 + I)'
Внутренняя норма доходности (IRR) - это процентная ставка, при которой чистая приведённая стоимость равна 0, рассчитывается по формуле:
У CFk = 0 ¿0(1 + IRR)K '
где CFt - платеж через t лет, i - ставка дисконтирования (10 %).
Разработанные современные методы и приемы исполнения процесса тиндализации молока обеспечивают технологическую применимость в условиях промышленного производства. Отметим, что холдинговая компания «Зеленые листья» со своим методом тиндализа-ции молока вошла в государственную программу «Школьное молоко».
Таким образом, разработанные методы и приемы исполнения процесса тиндализации молока обеспечивают технологическую, техническую и экономическую применимость в условиях промышленного производства.
Список используемых источников
1 Бредихин С.А., Космодемьянский Ю.В., Юрин В.Н. Технология и техника переработки молока. - М.: Колос, 2003. - 400 с.
2 Биография - РГУ Биография Джона Тиндаля - [Режим доступа]: электронный ресурс http://www.physchem. chimfak.rsu.ru/Source/Historv/Persones/Tvndall.html
3 Официальный сайт компании «Зеленые листья». Информация о компании «Зеленые листья» - [Режим доступа]: электронный ресурс: http: //www. horolmilk.ru/
4 Способ производства кисломолочных продуктов, способ обработки молока для него, линия производства кисломолочных продуктов и устройство обработки молока для линии / Марченко В.В., Луценко А.М., Сотников В.А. // Описание к патенту РФ №2271671. - бюл.№8 2006 г.
5 Игнатьева Г.В. Интенсивность свободнорадикальных процессов и системы антиокислительной защиты молока и молочных продуктов при воздействии природно-климатических и технологических факторов. - Курск, 2013. - 22 с.
6 Ведищев С.М. Технологии и механизации первичной обработки и переработки молока. - Изд-во ТГТУ, 2005. - 152 с.
7 Рудов М.Н, Наумов М.М. V международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «молодежь и аграрная наука XXI века: проблемы и перспективы» статья на тему: «Тиндализация - перспективная технология обработки молока», Курск, 2014. - 154 с.
Информация об авторах
Рудов Максим Николаевич, студент агротехнологическо-го факультета ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА», е-mail: maks.rudow@yandex.ru
Наумов Михаил Михайлович, доктор ветеринарных наук, профессор кафедры физиологии и химии ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА», ведущий научный сотрудник Курского НИИ АПП РАН, е-mail: naumovmm@rambler.ru
