Модуль 3

Лекция 11

1. Биотехнология сметаны.

2. Биохимические и физико-химические основы производства сметаны.

3. Способы производства: термостатный и резервуарный. Технологические схемы производства.

4. Обоснование режимов тепловой обработки и гомогенизации сливок в производстве сметаны.

5. Созревание сметаны, сущность процесса, режимы.

Сметана – rисломолочный продукт, изготовляемый сквашиванием сливок с добавлением или без добавления молочных продуктов заквасочными микроорганизмами лактококков или смесью лактококков и термофильных молочнокислых стрептококков, при этом общее содержание заквасочных микроорганизмов в готовом продукте в конце срока годности составляет не менее 10⁷ КОЕ в 1 г продукта (ГОСТ Р 52738).

Среди других кисломолочных продуктов сметана выделяется высокими пищевыми достоинствами. Благодаря изменениям, происходящим с белковой частью в процессе сквашивания, сметана усваивается организмом быстрее и легче, чем сливки соответствующей жирности. В ней содержатся все витамины, имеющиеся в молоке, причем жирорастворимых А и Е – в несколько раз больше. Некоторые молочнокислые бактерии в процессе сквашивания сметаны способны синтезировать витамины группы В, поэтому в сметане, по сравнению с молоком, также выше содержание этих витаминов.

Сметана пользуется большим спросом у населения. Ее используют при изготовлении разнообразных блюд, приправ, а также для непосредственного употребления в пищу. Сметана – русский национальный продукт и долгие годы вырабатывалась только в нашей стране. В других странах она выпускается под названием «русские сливки», «кислые сливки», «сливки для салатов».

В зависимости от используемого молочного сырья сметана может вырабатываться:

• из нормализованных сливок;

• из восстановленных сливок;

• из рекомбинированных сливок;

• из их смесей.

В зависимости от массовой доли жира продукт подразделяют на:

• нежирный (10,0; 12,0; 14,0%);

• маложирный (15,0; 17,0; 19,0%);

• классический (20,0; 22,0; 25,0; 28,0; 30,0; 32,0; 34,0%);

• жирный (35,0; 37,0; 40,0; 42,0; 45,0; 48,0%);

• высокожирный (50,0; 52,0; 55,0; 58,0%).

Основные показатели, характеризующие качество продукта даны в табл. 2.3.

Органолептические показатели

Наименование показателя	Характеристика
Внешний вид и консистенция	Однородная густая масса с глянцевой поверхностью
Вкус и запах	Чистые, кисломолочный, без посторонних привкусов и запахов. Для продукта из рекомбинированных сливок допускается привкус топленого масла
Цвет	Белый с кремовым оттенком , равномерный по всей массе

Физико-химические показатели сметаны

Наименование показателя	Норма для продукта
	нежирного		маложирного	классического	жирного	высокожирного
Массовая доля белка,%, не менее	3,0	2,8		2,6	2,4	2,2
Кислотность, ^оТ, не более	От 60 до 90			От 60 до 100
Температура при выпуске с предприятия, ^оС	4±2

Микробиологические показатели сметаны

Показатель	Характеристика
Бактерии группы кишечной палочки, БГКП, в 0,001 см^3 (г) продукта	Не допускаются
Патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонеллы, в 25 см^3 (г) продукта	Не допускаются
Коагулазо-положительные S. aureus, в 1 см^3 (г) продукта	Не допускаются

Фосфатаза отсутствует.

Для сметаны, вырабатываемой полностью из сухих молочных продуктов и сливочного масла, а также для сметаны, вырабатываемой из сливок с добавлением сухого молока, допускается увеличение верхнего предела кислотности на 10 °Т.

Для изготовления продукта применяют следующее сырье:

• молоко натуральное коровье – сырье не ниже второго сорта по ГОСТ Р 52054;

• молоко цельное сухое с индексом растворимости не более 0,3 см³ сырого осадка по ГОСТ 4495;

• молоко обезжиренное сухое с индексом растворимости не более 0,4 см³ сырого осадка по ГОСТ 10970;

• сливки сухие высшего сорта по ГОСТ 1349;

• закваска лактококков для сметаны по действующим техническим условиям, утвержденным в установленном порядке;

• закваска лактококков и термофильных молочнокислых стрептококков для сметаны по действующим техническим условиям, утвержденным в установленном порядке;

• концентраты бактериальные лактококков для сметаны по действующим техническим условиям, утвержденным в установленном порядке;

• концентраты бактериальные лактококков и термофильных молочнокислых стрептококков для сметаны по действующим техническим условиям, утвержденным в установленном порядке;

• концентраты бактериальные термофильных молочнокислых стрептококков по действующим техническим условиям, утвержденным в установленном порядке.

Сырье, применяемое для изготовления продукта, по показателям безопасности должно соответствовать требованиям СанПиН 2.3.2.1078, СанПиН 2.3.2.1280.

Сметану вырабатывают резервуарным и термостатным способами. Эти способы различаются между собой только методом сквашивания сливок.

При резервуарном способе подготовленные заквашенные сливки сквашивают в крупных емкостях (резервуарах, ваннах). Образовавшийся при сквашивании сгусток перемешивается и фасуется в потребительскую или транспортную тару, после чего направляется в холодильную камеру для охлаждения и созревания.

При термостатном способе производства сметаны сливки после заквашивания в емкости немедленно фасуют в потребительскую тару и сквашивают в термостатной камере, а затем направляют в холодильник. Этот способ применяется в основном при выработке низкожирных видов сметаны и в те периоды года, когда на переработку поступает сырье с низким содержанием СОМО и белка, например, весной.

Схематическая последовательность технологического процесса производства сметаны представлена на рис.

а – с применением гомогенизации сметаны; б – с применением физического созревания сливок: 1 – резервуар для сливок; 2 – ротационный насос; 3 – бак балансированный; 4 – пастеризационно-охладительная установка; 5 – резервуар для сквашивания сливок; 5 – гомогени­затор; 7 – автомат для расфасовки; 8 – ванна для сквашивания сливок.

Схема линии производства сметаны из свежих сливок

Резервуарный способ производства

Технологический процесс производства сметаны резервуарным способом состоит из следующих операций:

• приемка и подготовка сырья;

• нормализация сливок;

• гомогенизация, пастеризация и охлаждение сливок;

• заквашивание и сквашивание сливок;

• перемешивание сквашенных сливок;

• упаковка, маркировка;

• охлаждение и созревание.

Приемка и подготовка сырья

Молоко и другое сырье (молоко сухое) принимают по массе и качеству, установленному лабораторией предприятия, а также на основании сертификационных документов поставщиков.

Сухие закваски, бактериальные концентраты принимают согласно удостоверению качества и безопасности и сертификату соответствия по количеству, массе, внешнему виду и маркировке.

С целью улучшения качества продукта рекомендуется отбирать молоко коровье с общей бактериальной обсемененностью не более 5∙10⁵ КОЕ/см³, с содержанием соматических клеток не более 5∙10⁵ в 1см³, не ниже второго класса по пробе на брожение, термоустойчивостью по алкогольной пробе не ниже второго класса, массовой долей белка не менее 2,8%, кислотностью не более 20⁰Т.

Производство сметаны из сливок, полученных из молока-сырья

Принятое коровье молоко очищают от механических примесей на центробежных молокоочистителях или пропускают через фильтр. Затем молоко направляют на переработку или охлаждают до температуры (4±2) ^оС и хранят в резервуарах промежуточного хранения. Хранение молока, до переработки охлажденного до температуры 4 ^оС, не должно превышать 12 ч; охлажденного до температуры 6 ^оС – 6 ч. Молоко с повышенной бакобсемененностью (более 5∙10⁵ КОЕ/см³) длительно хранить до переработки не рекомендуется. Молоко сепарируют, соблюдая правила, предусмотренные технической инструкцией по эксплуатации сепараторов.

Нормализация сливок

Сливки, полученные при сепарировании молока, нормализуют по массовым долям жира и белка молоком, более жирными сливками, сухим молоком. Нормализацию сливок осуществляют с таким расчетом, чтобы массовые доли жира (м.д.ж.) и белка в готовом продукте были не менее, предусмотренных государственным стандартом.

Расход молока для получения требуемой массы сливок определенной жирности с учетом потерь определяют по следующей формуле:

М_м=М_сл∙∙100∙(Ж_сл – Ж_о)/(Ж_м – Ж_о)∙(100 – П),

где: М_м – масса молока, направляемого на сепарирование, кг;

М_сл – требуемая масса сливок, кг;

Ж_сл – требуемая массовая доля жира в сливках, %;

Ж_м – массовая доля жира в сепарируемом молоке, %;

Ж_о – массовая доля жира в обезжиренном молоке, %;

П – норма потерь, %.

Массу молока, которую следует добавить для нормализации сливок по массовой доле жира определяют по следующей формуле:

М_м=М_сл∙∙(Ж_сл – Ж_слтр)/(Ж_слтр – Ж_м),

где: М_м – масса молока, теребуемая для нормализации сливок, кг;

М_сл –масса сливок, подлежащая нормализации, кг;

Ж_сл –массовая доля жира в сливках, подлежащих нормализации %;

Ж_слтр – требуемая массовая доля жира в нормализованных сливках, %:

Ж_слтр=( Ж_см ∙100 – Ж_з∙М_з)/(100 – М_з),

где: М_з – объемная доля закваски, %;

Ж_з – массовая доля жира в закваске, %;

Ж_см – массовая доля жира в сметане, %.

Массу сливок с более высокой массовой долей жира (М_вс), требующуюся для нормализации сливок с меньшей массовой долей жира, рассчитывают по формуле:

М_вс= М_сл ∙( Ж_слтр – Ж_сл)/( Ж_вс – Ж_слтр),

где: Ж_вс –массовая доля жира в высокожирных сливках, %.

Расчет многокомпонентных рецептур (при необходимости нормализации сливок по м.д. белка) может быть проведен арифметическим методом с применением графиков, методом произвольного выбора или алгебраическим методом решения систем уравнения с несколькими неизвестными.

Ниже в общем виде приведены 3 уравнения для определения неизвестных масс трех компонентов смеси:

– уравнение баланса общей массы нормализованной смеси, кг;

– уравнение баланса массы жира в нормализованной смеси, кг;

– уравнение баланса массы белка в нормализованной смеси, кг,

где: М_х, М_у, М_z – искомые массы компонентов нормализованной смеси, кг;

М_k – известная масса компонента смеси (например, масса закваски), кг,

k – количество компонентов смеси с известной массой (0-n);

М_см – общая масса нормализованной смеси, кг;

Ж_х, Ж_у, Ж_z – массовые доли жира в компонентах с искомой массой, %;

Ж_k – массовая доля жира в компонентах с известной массой, %;

Ж_см – требуемая массовая доля жира в нормализованной смеси, %;

Б_х, Б_у, Б_z – массовые доли белка в компонентах с искомой массой, %;

Б_k – массовая доля белка в компонентах с известной массой, %;

Б_см – требуемая массовая доля белка в нормализованной смеси, %.

Путем совместного решения трех указанных уравнений методом подстановки и исключения находят массы отдельных компонентов смеси. Если количество неизвестных компонентов больше 3-х, то массой одного или нескольких задаются, остальные определяют.

Рецептуры на сметану с учетом физико-химических показателей применяемого сырья рассчитывают так, чтобы массовые доли жира и белка в готовом продукте были не менее предусмотренных государственным стандартом. Для улучшения консистенции сметаны допускается использовать молоко сухое цельное или обезжиренное в массе до 40 кг на 1 тонну продукта с целью увеличения массовой доли белка в сливках.

В емкость с обогреваемой рубашкой и мешалкой вносят часть нормализованных по массовой доле жира сливок или молока (натурального, обезжиренного), предназначенного к введению в смесь, при температуре 40-45 ^оС и постепенно при перемешивании добавляют сухое молоко. Смесь интенсивно перемешивают до полного растворения внесенного компонента, не допуская ее вспенивания. Для более быстрого и полного растворения сухого молока рекомендуется применять циркуляцию смеси с помощью насоса, эмульсора, роторно-пульсационного аппарата, диспергатора или др. специальное оборудование. Растворение считается законченным, если полученный раствор однороден и на поверхности отсутствуют частицы сухого продукта. Нормализованные сливки фильтруют для освобождения от нерастворившихся частиц сухого молока и механических примесей.