17.ТЕХНОЛОГИЯ МОЛОКА И МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ исп
..pdfПри повышенных температурах (18–20 С) продолжительность сквашивания составляет 6–12 ч, но не обеспечивается нормальное физическое созревание сливок, его приходится проводить отдельно. Недостатком такого режима является необходимость подогревания сливок после созревания и охлаждения их перед сбиванием.
Сквашивание при средних температурах (14–17 С) длится от 12 до 16 ч. Одновременно со сквашиванием проходит первая ступень физического созревания сливок. Однако и в этом случае сливки необходимо дополнительно охлаждать до температуры сбивания.
Наиболее рациональный метод – сквашивание при пониженных температурах (10–12 С), что позволяет почти полностью совместить процессы созревания и сквашивания. В этом случае применяют повышенную долю закваски из холодоустойчивых рас молочнокислых бактерий.
Применяют раздельный способ, когда часть сливок подвергают сквашиванию, а затем вносят их в оставшуюся часть, которая подвергалась физическому созреванию.
Сбивание сливок. Цель сбивания сливок заключается в разрушении оболочек и агрегации жировых шариков, в результате чего формируется масляное зерно.
Весь процесс маслообразования можно условно разбить на три стадии. На первой разрушаются оболочки жировых шариков, ослабленные при физическом созревании сливок. Шарики, сохранившие оболочки, в основном переходят в пахту, и только небольшая их часть остается в плазме масла. На этой стадии наблюдается образование пены, которая играет большую роль в формировании масляного зерна. На второй стадии жировые шарики за счет жидкого жира слипаются сначала в кучки и комочки, а затем в масляные зерна. На третьей стадии отдельные зерна в процессе механической обработки объединяются в пласт масла.
Сбивание сливок в масло, промывка и посолка масляного зерна, механическая обработка масла осуществляются в маслоизготовителях периодического и непрерывного действия. Во время сбивания сливки подвергаются интенсивному механическому воздействию в виде ударов. При вращении маслоизготовителя периодического действия сливки поднимаются на определенную высоту, а затем падают вниз. Частота вращения маслоизготовителя должна быть такой, чтобы сливки не удерживались центробежной силой у стенок. Продолжитель-
ность сбивания составляет 50–60 мин, после получения масляного зерна выпускают пахту, процеживая ее через сито. В маслоизготовителе непрерывного действия сливки сначала подвергаются интенсивному механическому воздействию мешалки-била в цилиндрическом сбивателе, что приводит к разрушению жировой эмульсии и образованию масляного зерна, которое затем проходит обработку в шнековом маслообработнике.
На скорость образования масла влияет ряд факторов:
–концентрация жировой фазы в сливках – продолжительность маслообразования обратно пропорциональна концентрации жира в сливках;
–интенсивность механического воздействия на сливки путем перемешивания, падения, ударов;
–температура сбивания (находится в пределах от 8 до 14 С в зависимости от жирнокислотного показателя);
–степень заполнения маслоизготовителя (при заполнении на 40– 50% общей вместимости достигается максимальная поверхность воздушной дисперсии и время сбивания наименьшее, при уменьшении степени заполнения сбивание ускоряется, однако значительная часть жировых шариков не успевает агрегироваться и остается в пахте);
–полнота протекания физического созревания сливок. Показателем правильно выбранного режима является продол-
жительность сбивания, которая должна составлять 40–45 мин в маслоизготовителях цилиндрической формы и 50–60 мин в маслоизготовителях другой (конической, грушевидной, кубической) формы. При сокращенной продолжительности сбивания масляное зерно получается излишне мягкое, увеличивается отход жира в пахту. При затягивании процесса сбивания зерно засаливается, плохо обрабатывается, масло получается грубой консистенции.
В нормальных условиях при использовании сливок средней жирности степень использования жира должна быть не ниже 99,3%, а пахта должна иметь массовую долю жира не более 0,3%.
Промывка и посол масляного зерна. Масляное зерно промыва-
ют, если сливки для его производства имели выраженные кормовые привкус и запах, сконцентрированные в плазме. Во время промывки вместе с водой удаляется часть плазмы, уменьшается содержание питательных веществ. Такие условия менее благоприятны для развития микроорганизмов, и повышается стойкость масла при хранении. Кроме того, промывка позволяет в некоторой степени исправить конси-
стенцию масла. Если масляное зерно мягкое, то для промывки берут воду, температура которой на 1–2 С ниже, чем температура пахты, и наоборот, температура воды для промывки грубого, крошливого масляного зерна должна быть на 1–2 С выше температуры пахты.
Если масло получено из высококачественных сливок, промывку можно не проводить. В непромытом масляном зерне сохраняются все компоненты плазмы, обладающие антиокислительными свойствами: токоферолы, каротин, фосфолипиды, соединения с сульфгидрильными группами –SH, масло имеет более выраженные вкус и запах, повышенное содержание СОМО. Если плазма хорошо диспергирована во время механической обработки, такое масло остается стойким при хранении.
Врезультате посола масло приобретает умеренно соленый вкус
иповышается стойкость его при хранении. Для предотвращения развития большинства микроорганизмов массовая доля соли в масле должна составлять не менее 4%, однако в этом случае масло имеет слишком соленый вкус. Массовая доля соли в масле в соответствии со стандартом не должна превышать 1,5%.
Если масло хранят при отрицательных температурах, то плазма несоленого масла замерзает, а соленого нет, и в ней могут протекать химические процессы, могут развиваться микроорганизмы, устойчивые к низким температурам и соли.
Механическая обработка масла. В результате механической обработки масла решаются следующие задачи:
– из разрозненных масляных зерен формируется сплошной пласт масла;
– удаляется избыточная влага и устанавливается содержание влаги в соответствии со стандартом;
– диспергирование оставшейся влаги до частиц минимальных размеров и равномерное распределение влаги;
– получение масла требуемой консистенции.
Процесс механической обработки масла в маслоизготовителях непрерывного или периодического действия можно условно разделить на три стадии.
На первой стадии разрозненные масляные зерна постепенно соединяются в сплошной рыхлый пласт, удаляется влага с поверхности масляных зерен и частично механически связанная влага, находящаяся в микрокапиллярах. Достигается критическое содержание влаги в
масле, соответствующее массовой доле 11%, в этот момент она выделяется и поглощается в одинаковых количествах.
На второй стадии больше влаги врабатывается в масло, чем отжимается из него. Происходит диспергирование крупных капель жидкости, равномерное распределение ее во всем объеме, капсулирование капиллярной влаги.
На третьей стадии отжатие влаги практически прекращается, содержание ее в масле увеличивается, продолжается диспергирование и распределение. Механическую обработку прекращают, когда вследствие малых размеров капель поверхность становится матовой, а на индикаторной бумаге отсутствуют отпечатки.
Масло, выработанное в маслоизготовителях непрерывного действия, содержит больше газовой фазы по сравнению с маслом, полученным на маслоизготовителях периодического действия. Масло вакуумируют в вакуум-камере при разрежении 0,02–0,08 Па.
Готовое масло подается на фасовку.
Производство масла способом преобразования высокожирных сливок
Технология получения масла путем преобразования высокожирных сливок разработана советскими учеными. В этом способе исключаются длительные процессы физического созревания сливок и сбивания сливок в масляное зерно.
Технологический процесс производства сливочного масла способом преобразования высокожирных сливок включает стадии получения сливок средней жирности и высокожирных с последующим преобразованием последних в масло (рис. 64).
Получение сливок средней жирности
Пастеризация
Получение высокожирных сливок
Термомеханическая обработка высокожирных сливок
Рис. 64. Технологическая схема получения масла преобразованием высокожирных сливок
Высокожирные сливки можно получать непосредственно из молока однократным сепарированием, но обычно сначала получают сливки с массовой долей жира 32–37%, пастеризуют их при температуре 85–87 С и сразу же направляют на повторное сепарирование до жирности получаемого масла. Процесс осуществляется при высоких температурах (не ниже 70 С), когда сливки имеют низкую вязкость, это облегчает их получение и вытекание из сепаратора.
В результате удаления дисперсионной среды и плотной упаковки жировых шариков между ними образуются очень тонкие адсорб- ционно-гидративные пленки. Устойчивость высокожирной эмульсии можно объяснить расплавленным состоянием жировых шариков и предельной гидратированностью их поверхности.
Максимальная концентрация жира в сливках, которой можно достигнуть без дестабилизации жировых шариков, составляет 83,5%. Дальнейшее повышение жирности сливок может привести к потере жировыми шариками оболочек и вытапливанию жира.
Полученные высокожирные сливки с температурой 60–70 С поступают в емкости для нормализации. Сливки нормализуют по содержанию влаги, жира и СОМО таким образом, чтобы эти показатели соответствовали массовой доле влаги, жира и СОМО в получаемом масле. Для нормализации используют пахту, молоко, сливки, молочный жир. Сливки тщательно перемешивают и направляют в маслообразователь.
Термомеханическая обработка высокожирных сливок. Высо-
кожирные сливки представляют собой концентрат плотноупакованных жировых шариков с ненарушенными оболочками. Охлаждение их до температуры ниже точки отвердевания основанной массы глицеридов и интенсивная механическая обработка приводят к необратимому разрушению структуры. Это свойство и используют при термомеханической обработке высокожирных сливок для преобразования их в масло.
Термомеханическую обработку проводят в две стадии.
На первой стадии осуществляют быстрое охлаждение сливок с температуры 60–70 С до температуры ниже начала кристаллизации основной массы глицеридов молочного жира (20–23 С). Быстрое охлаждение высокожирных сливок способствует кристаллизации высоко- и среднеплавких глицеридов в объеме неразрушенного жирового шарика с образованием мелких кристаллов. Механическая обработка
приводит к повреждению оболочек жировых шариков и появлению свободного от оболочки жира. С этого момента начинается обращение фаз. Дисперсионной средой становится жидкий жир, в котором в виде дисперсной фазы находится отвердевший жир, капельки воды, пузырьки воздуха и отдельные жировые шарики с ненарушенными оболочками. Эмульсия типа «жир в воде» (высокожирные сливки) превращается в эмульсию типа «вода и жире» (масло). На первой стадии массовая доля деэмульгированного жира составляет 80–94%, а твердого жира – 1,5–2%.
На второй стадии, когда сливки с температурой 20–23 С охлаждают до 11–17 С, происходит массовая кристаллизация глицеридов молочного жира с резким возрастанием вязкости продукта. Скорость обращения жировой фазы постепенно снижается, в состоянии неразрушенной эмульсии остается незначительная часть жира (2–6%). На этом этапе начинается формирование пространственной структуры.
Интенсивное механическое перемешивание способствует дроблению кристаллов на более мелкие и обеспечивает равномерное распределение жидкой и твердой фаз жира и всех остальных компонентов. Масло еще сохраняет текучее состояние, массовая доля твердого жира в нем составляет 30–38%, часть жира находится в переохлажденном состоянии. В таком виде масло поступает из маслообразователя в тару, где быстро отвердевает. Окончательное формирование структуры масла происходит при термостатировании (10–15 С, 3– 5 суток.) и завершается при холодильном хранении за 3–4 недели.
Для преобразования высокожирных сливок в масло используют маслообразователи различных типов (цилиндрический, пластинчатый, вакуум-маслообразователь и др.).
Пороки масла
Пороки вкуса и запаха. Причинами пороков вкуса и запаха могут быть некачественное сырье (кормовые привкусы), нарушение технологических режимов и санитарных условий производства (нечистый, затхлый, гнилостный, плесневелый привкусы, кислый вкус), несоблюдение условий транспортирования и хранения (прогорклый вкус, штафф – поверхностное окисление масла).
Пороки консистенции. Консистенция сливочного масла обусловлена химическим составом жировой фазы, характером кристаллизации глицеридов, соотношением массовых долей твердого и жидкого
жиров, количеством и дисперсностью плазмы в масле, содержанием газовой фазы и характером ее распределения в монолите.
Крошливая консистенция может быть следствием длительного созревания сливок при пониженных температурах, низкой температуры промывной воды, неправильных режимов хранения масла.
Мягкая, мажущаяся консистенция характерна для масла, полу-
ченного из сливок, в которых при физическом созревании молочный жир недостаточно отвердел. Кроме того, причиной этого порока могут быть нарушения температурных режимов при сбивании и обработке масла, а для масла, полученного преобразованием высокожирных сливок – излишне длительная механическая обработка сливок при снижении температуры масла, выходящего из аппарата.
Мучнистая консистенция обеспечивается крупными кристаллами жира, которые образуются при медленном охлаждении масла. Этот порок более свойственен маслу, полученному преобразованием высокожирных сливок.
Пороки цвета. По этому показателю масло, вырабатываемое в осенне-зимний период уступает продукции, получаемой в весеннелетний период.
Белое (бледное) масло получается при недостатке пигментов в молочном жире.
Пестрое, полосатое, мраморное масло. Порок обусловлен не-
равномерным диспергированием рассола в соленом масле и наличие крупных капель плазмы, смешиванием масла различной окраски, недостаточной зачисткой штаффа при фасовке.
ТЕХНОЛОГИЯ МОРОЖЕНОГО
Впервые в Европе мороженое появилось в XIII в., когда путешественник Марко Поло привез из Китая рецепт. В 1660 г. итальянец Франческо Прокопио в Париже открыл торговлю мороженым, технология которого держалась в секрете. Однако вследствие потребности в холоде при производстве, транспортировании и хранении этого продукта технология его широко распространилась только в XIX в., когда появились первые холодильные машины.
Мороженое получают путем взбивания и замораживания молочных или фруктово-ягодных смесей с сахаром с добавлением стабилизаторов структуры, вкусовых и ароматизирующих наполнителей.
Мороженое имеет высокую питательную ценность, обусловленную содержанием углеводов и жиров, хорошие вкусовые свойства,
поэтому пользуется большим спросом в любое время года, хотя является прохладительным продуктом.
Вырабатывают мороженое на молочной основе (молочное, сливочное, пломбир) и без добавления молочного сырья (плодово-ягодное, ароматическое). Плодово-ягодное мороженое получают из плодов, ягод, натуральных соков, джемов, варенья и др. Для производства ароматического мороженого используют сахарный сироп с добавлением кислоты, стабилизаторов, ароматических эссенций и красящих веществ. В табл.12 приведено содержание основных компонентов и кислотность разных групп мороженого без наполнителей. В качестве наполнителей применяют орехи, цукаты, изюм, кофе, цикорий, плоды и ягоды. При введении наполнителей массовая доля сухих веществ, жира, сахаров изменяется на 1–2%, кислотность может возрастать с 22 до 50 Т для мороженого с фруктово-ягодными наполнителями.
Таблица 12. Содержание основных компонентов и кислотность
основных групп мороженого
Мороженое |
Массовая доля, %, не менее |
Кислотность, |
|||
молочного жира |
сахара |
сухих веществ |
Т, не более |
||
|
|||||
Молочное |
3,5 |
15,5 |
20 |
22 |
|
Сливочное |
10,0 |
14,0 |
34 |
22 |
|
Пломбир |
15,0 |
15,0 |
40 |
22 |
|
Плодово-ягодное |
– |
7,0 |
30 |
70 |
|
Ароматическое |
– |
25,0 |
25 |
70 |
|
Вкус и запах мороженого должны быть чистыми, ярко выраженными, характерными для данного вида мороженого; консистенция – однородной во всем объеме, достаточно плотной, без ощутимых кристаллов льда, комочков жира и стабилизатора; цвет – однородным, характерным для данного вида мороженого. Допускается неравномерная окраска мороженого, приготовленного с фруктами, ягодами, орехами. Мороженое не должно содержать патогенных и токсигенных микроорганизмов, допустимый титр кишечной палочки – не ниже 0,3 мл, а общее количество микроорганизмов не должно превышать 105 клеток в 1 см3 мороженого любого вида.
Характеристика сырья
Молоко и молочные продукты. В качестве сырья для производства мороженого на молочной основе применяют следующие молочные продукты:
–молоко цельное и обезжиренное;
–молоко сгущенное цельное и обезжиренное, с сахаром и без
сахара;
–молоко сухое цельное и обезжиренное;
–пахту сухую и сгущенную;
–сыворотку осветленную и сброженную сгущенную;
–сливки различной жирности;
–сливки сгущенные и сухие;
–масло сливочное несоленое высшего сорта.
Сахар – обязательный компонент во всех видах мороженого. Он придает сладкий вкус, снижает температуру замерзания, препятствуя образованию крупных кристаллов льда при фризеровании и обеспечивая нежную однородную консистенцию готового продукта. Часть сахара может заменяться глюкозой, карамельной патокой, сорбитом или ксилитом (для больных сахарным диабетом).
Стабилизаторы – коллоидные гидрофильные вещества, связывающие воду и повышающие вязкость смесей для мороженого. Они улучшают структуру готового продукта и повышают его сопротивляемость таянию. В качестве стабилизаторов применяют желатин, пищевой агар, агароид, альгинат натрия, казеинат натрия, пектин, модифицированный желирующий крахмал, пшеничную муку, камеди и др. Стабилизаторы предварительно выдерживают в холодной воде для набухания, затем нагревают для растворения. При этом учитывают, что при высоких температурах (> 65–70 С для желатина, пектина, агара и > 40–45 С для модифицированного крахмала) желирующая способность ослабевает. Пектин применяют при выработке фруктовоягодного мороженого, поскольку он устойчив к воздействию кислот.
Вкусовые и ароматизирующие добавки – ванилин, какао-
порошок, кофе, экстракт чая, ядра орехов, изюм, органические кислоты, пищевые эссенции, вино, коньяк, карамель, цукаты, вафли, свежие и замороженные фрукты и ягоды, соки, варенье, повидло и др.
Технологическая схема получения мороженого
Производство мороженого включает подготовку сырья и приготовление смеси в соответствии с рецептурой, обработку смеси, охлаждение и созревание, фризерование смеси, фасовку и закаливание мороженого (рис. 65)
Приготовление смеси
Обработка смеси
–фильтрование
–пастеризация
–гомогенизация
Охлаждение и созревание смеси
Фризерование смеси
Фасовка и закаливание мороженого
Рис. 65. Технологическая схема производства мороженого
Приготовление смеси. Смесь готовят в емкостях с мешалками, сначала загружают жидкие компоненты (воду, молоко, сливки) и подогревают их до температуры 35–45 С, затем добавляют остальные компоненты. Сахар вносят в виде песка или сиропа. Сухие молочные продукты смешивают с сахарным песком в соотношении 1 : 2 и растворяют в небольшом количестве молока до получения однородной массы. Сливочное масло разрезают на небольшие куски или плавят в змеевиковых плавителях. При поточном методе производства все компоненты вносят в виде растворов строго определенной концентрации.
Обработка смеси. Для обработки смеси обычно используют пастеризационно-охладительные установки, в комплект которых входят фильтр и гомогенизатор. Обработка смеси проходит в тонком слое и непрерывном потоке без доступа воздуха, что обеспечивает высокую эффективность пастеризации и сохранность термолабильных компонентов.
При фильтровании смеси удаляются механические примеси и нерастворившиеся комочки компонентов.
Пастеризацию проводят при температуре 85 С с выдержкой 50– 60 с. Достаточно жесткие режимы пастеризации обусловлены высоким содержанием в смеси сухих веществ, которые увеличивают вязкость и оказывают защитное действие на микроорганизмы.
Смеси на молочной основе обязательно подвергают гомогенизации, после которой размер жировых шариков не должен превышать 1– 2 мкм. Благодаря этому раздробленные жировые шарики равномернее распределяются в смеси и быстрее принимают температуру охлаждения и закаливания. В мелких шариках достигается большая степень