12. Общая технология производства масла способом преобразования высокожирных сливок.
Сущность метода производства масла способом преобразования высокожирных сливок заключается в концентрации жировой фазы сливок средней жирности, нагретых до температуры 60–80°С, путем сепарирования сливок до массовой доли жира 30-40%.
Приемка и обработка сырья, получение и подготовка сливок. Приемка сырья производится одновременно по массе и объему, который регистрируется с помощью счетчиков. Оценку сырья ведут на соответствие сырья требованиям технического регламента и ГОСТ.
Фильтрация – производится при температуре поступающего молока (4-10°C). Также может проводиться холодная очистка молока на специальном сепараторе. Охлаждение и временное резервирование применяются при необходимости при обычных режимах. Очистка – производится на сепараторах-молокоочистителях. Перед очисткой молоко подогревают до 35–40°С.
Получают высокожирные сливки непосредственно из молока путем двукратного сепарирования или из сливок – однократным сепарированием.
При двукратном сепарировании сначала из молока получают сливки с жирностью 32-37% при температуре 35-40°С с последующей пастеризацией при 85-90°С без выдержки, а уже после этого при вторичном сепарировании получают сливки с жирностью 72-82% при температуре сепарирования 60-80°С. Приток сливок в сепаратор устанавливают с таким расчетом, чтобы содержание влаги в высокожирных сливках было 15...15,2%; в пахте — не более 0,5%.
После сепарирования проводят дезодорацию сливок в вакуумных дезодораторах при 0,02-0,06 МПа и температуре 60-70°C.
Высокожирные сливки направляются в промежуточную ванну, где проверяется содержание жира в них. При необходимости сливки нормализуют с использованием пахты, обезжиренного молока или сливок из такого расчета, чтобы содержание влаги в масле составляло 15,8%. На этом этапе вносятся соль (1-2%) и закваски (для кислосливочного масла).
Пастеризация. Выбор режимов пастеризации обусловливается качеством исходных сливок и видом вырабатываемого масла.
Сливки высшего и 1 сорта, а также полученные в летний период, то есть имеющие хорошо выраженный запах и вкус, пастеризуют при 85–90°С без выдержки.
Сливки 2 сорта, а также полученные в зимний период, то есть имеющие плохо выраженный запах и вкус, пастеризуют при 92– 95°С без выдержки.
Нестандартные сливки с пороками вкуса и запаха пастеризуют при 94–96°С без выдержки. Если позволяют возможности оборудования, то температуру пастеризации можно увеличить до 103–108°С или их сначала нагревают до температуры 92–95°С, а затем подвергают дезодорации, чем обеспечивается более полное удаление из них летучих веществ – носителей кормового и других посторонних привкусов и запахов.
Дезодорация сливок. Она заключается в обработке горячих сливок в условиях разрежения в специальных аппаратах – дезодораторах. Сущность процесса заключается в паровой дистилляции из сливок пахнущих веществ, образующих с водяным паром азеотропные смеси, кипящие ниже температуры кипения воды. При разрежении 0,02–0,06МПа сливки вскипают при температуре 60–70°С. Пороки вкуса и запаха сливок, которые вызываются жирорастворимыми веществами, дезодорацией не устраняются.
После пастеризации и дезодорации сливки охлаждают до 12-16°С и направляют для физического созревания на 1-2 часа. Физическое созревание сливок – это выдержка сливок при низкой положительной температуре для кристаллизации молочного жира. Во время созревания молочный жир отвердевает, а белок связывает влагу (набухает). Это способствует образованию при сбивании крепкой стойкой пены и позволяет вести обработку масляного зерна. Чем ниже температура, тем меньше время созревания. Влияет также сезон года (летом сливки созревают при более низкой температуре), вид масла (чем больше влаги, тем выше температура), перемешивание (ускоряет процесс).
Концентрирование жировой фазы сливок осуществляется при температуре 70–90°С с применением сепараторов специальных конструкций. Влага в выходящих сливках должна быть меньше стандартной на 0,6–0,8%. Жира в пахте должно быть не более 0,4%. Нормализацию сливок до нужной жирности проводят или пахтой (при высоком качестве сливок) или пастеризованным цельным или обезжиренным молоком (если сливки не очень высокого качества), иногда сливками 30–35 %-ной жирности или маслом. Для получения масла с более выраженным вкусом сливки, используемые для нормализации, могут пастеризовать на высокотемпературных режимах. В заводской практике чаще используют пахту и сливки. При нормализации по СОМО используют сгущенное (сухое) обезжиренное молоко либо пахту, которые предварительно восстанавливают в натуральном обезжиренном молоке или пахте. В высокожирные сливки (ВЖС) при нормализации могут вносить стабилизаторы консистенции, пищевкусовые добавки, закваски (после предварительного охлаждения сливок) соль, а также каротин (для подкрашивания), если это разрешено нормативной документацией.
Термомеханическая обработка высокожирных сливок (преобразование ВЖС в масло). Далее сливки с температурой 60–70°С подают в маслообразователь, имеющий охладитель, дестабилизатор и структурообразователь, в которых сливки последовательно охлаждаются, обрабатываются и превращаются в масло. Процесс идет в 3 стадии:
1) охлаждение до 22–23°С и начало массовой кристаллизации молочного жира (охладитель);
2) дестабилизация жировой фазы и отвердевание масла с образованием центров кристаллизации глицеридов при температуре 22–12°С (дестабилизатор);
3) формирование структуры масла посредством удаления воздуха из массы для улучшения текстуры и пропускание масла через охлаждаемые вальцы или шнеки для достижения однородности и уплотнения масла. Температура масла на выходе 12–15°С, оно имеет полужидкое состояние и в таком виде хорошо фасуется в монолиты или жесткую потребительскую упаковку в полужидком состоянии. При снижении температуры до 6–8°С масло приобретает твердую консистенцию и его можно фасовать в брикеты.
Фасование и упаковка масла. Из маслообразователя масло вытекает в виде свободно падающей струи, имеет вязкую, но легкоподвижную консистенцию и хорошо распределяется в ящике. После 2–3 мин. выдержки (в состоянии покоя) продукт затвердевает, образуя плотный монолит. Фасование с учетом состояния масла осуществляют наливом в заранее подготовленные ящики, сконвертированные и выстланные пергаментом или другим разрешенным упаковочным материалом. При заполнении ящика масло периодически разравнивают лопаткой. Поверхность масла выравнивают специальной линейкой и аккуратно покрывают длинным торцевым концом пергамента, затем с другой стороны коротким, потом боковыми листами. Крышку картонного ящика закрывают и заклеивают специальной клейкой бумажной лентой.
Точно также наливом можно фасовать масло в жесткую потребительскую тару: коробочки, стаканчики и т.д. на стадии активного формирования структуры масла. Окончательное формирование структуры продукта происходит уже в таре.
Фасовка в брикеты. При фасовании масла в брикеты непосредственно после маслообразователя необходимо снизить температуру выходящего продукта для формирования плотной структуры масла. При фасовании масла в потребительскую тару из монолита (например, в брикеты) на предприятии его предварительно выдерживают в маслокамере при температуре не выше минус 5°С (в ящиках или специальных тележках) до отвердевания монолита и стабилизации структуры (не более 24 ч). Монолиты крестьянского и бутербродного масла во избежание выпрессовывания плазмы в процессе фасования (брикетами) не следует охлаждать ниже – 5°С. Отепляют монолиты масла перед фасованием при температуре не выше 16°С и затем подают на фасовку. Остальные технологические операции выполняются аналогично способу прерывного сбивания.
Упаковка. Масло из коровьего молока упаковывают либо в монолиты (транспортная тара), либо в различные виды потребительской тары. Картонные ящики, предназначенные для упаковывания масла монолитом, выстилают упаковочным материалом. Для этого используют пергамент, мешки-вкладыши из полимерных материалов. Упаковочный материал должен со всех сторон покрывать монолит масла.
Масло упаковывают в следующие виды потребительской тары:
– брикетами в кашированную упаковочную фольгу или в пергамент, или в их заменители;
– батончиками, упакованными в пленку в виде рукавной оболочки из полимерных материалов на основе полиамида, полиолефинов, полиэтилена низкой и высокой плотности, полипропилена и других газопаронепроницаемых пленок диаметром от 30 до 70 мм;
– в стаканчики или коробочки, изготовленные из полистирола или из полипропилена;
– в банки, изготовленные из полимерных материалов;
– в подарочную и сувенирную упаковку.
Стаканчики, коробочки, банки могут быть различной формы, герметично укупориваемые слоем материала с термосвариваемым покрытием со съемной крышкой или без съемной крышки, или со съемной крышкой, но без укупоривающего слоя из материала с термосвариваемым покрытием.
Заполняют упаковку маслом без пустот и закрывают упаковочным материалом (пергаментом, кашированной фольгой и т.д.) со всех сторон для предупреждения его порчи.
Масса нетто масла в потребительской упаковке – от 10 до 2000 г.
После упаковки масло выдерживают сутки при температуре -5–8°С для охлаждения и кристаллизации.
Рекомендуемые условия хранения масла:
– режим I: температура воздуха = -3±2°С, относительная влажность воздуха – не более 90%;
– режим II: температура воздуха = -6±3°С, относительная влажность воздуха – не более 90%;
– режим III: температура воздуха = -16±2°С, относительная влажность воздуха – не более 90%.
13. Факторы, влияющие на сбивание сливок.
Факторы:
1) жирность сливок. Оптимальная жирность — 32...37% при прерывном процессе и 36...45% — при непрерывном. Повышенная жирность (>45%) ускоряет сбивание, но может привести к избыточной агрегации жировых шариков и потере жира в пахту. Низкая жирность (<32%) увеличивает вязкость сливок, замедляет вспенивание и повышает отход жира. Жирность также влияет на выход масла и его текстуру: более жирные сливки дают масло с меньшей влажностью, но требуют строгого контроля температуры;
2) кислотность сливок. Оптимальная кислотность — 12...18°Т при жирности 27...45%. В норме pH сливок равен 6,5–6,7 для сладкосливочного масла, и ниже 6,0 — для кислосливочного. Повышенная кислотность ускоряет сбивание, но требует контроля вкуса и микробиологической стабильности. Кислотность влияет на оболочку жировых шариков, ослабляя связь между жиром и оболочкой, что ускоряет процесс сбивания. Заквашивание способствует биохимическому созреванию, улучшая аромат и стабильность масла;
3) физическое и биохимическое созревание сливок. Необходима выдержка сливок при 8–12°C в течение 12–24 часов. Это способствует кристаллизации жира и стабилизации структуры, улучшая отделение пахты и снижая её жирность. Недостаточное созревание сливок снижает продолжительность сбивания и уменьшает размер масляного зерна. Несозревшие сливки дают повышенный отход жира в пахту, так как не все жировые шарики поступят на сбивание в активном состоянии. Перезревание сливок, наоборот, увеличивает продолжительность сбивания и делает масло более крошливым. При нарушении режима созревания повышается отход жира в пахту;
4) температура сливок. Оптимальная температура: для сладкосливочного масла 10-14°С, для кислосливочного масла 8-12°С. Более низкая температура (менее 8°С) увеличивает вязкость и продолжительность сбивания, масло получают с невыработанной влагой, засаленной консистенцией; температура свыше 14°С вызывает плавление жира, получается мягкое масло с отделением пахты. В весенне-летний сезон применяют температуру 7-15°С, а в осенне-зимний период повышают стандартную температуру на 1-1,5°С;
5) пастеризация сливок. Сливки пастеризуют 15-20 секунд при температуре 85-90°С. Важно не перегреть сливки во избежание денатурации белков, что ухудшает консистенцию масла из-за того, что количество белка, адсорбированного жировыми шариками, снижается на 30–40% и уменьшается толщина адсорбционного слоя жировых шариков. Правильная пастеризация уничтожает патогены, сохраняя белки для стабилизации жировых шариков;
6) степень наполнения маслоизготовителя. Оптимальная — 40%, минимальная — 25%, максимальная — 50%. Переполнение (>50%) уменьшает силу механического удара и аэрацию, что приводит к повышению содержания жира в пахте. При наполнении масло невозможно сбивать. Процесс сбивания тормозится из-за уменьшения пограничной поверхности воздух–сливки. Недостаточное наполнение (<25%) ускоряет сбивание, но увеличивает отход жира в пахту;
7) скорость вращения бочки маслоизготовителя. Оптимальная при сбивании — 40...60 об/мин, при обработке — 3...5 об/мин. Избыточная скорость вызывает перегрев и неравномерную структуру; недостаточная — увеличивает продолжительность процесса. При увеличении оборотов (>60 об/мин) центробежные силы прижимают сливки к стенке, и они плохо перемешиваются, из-за чего происходит перегрев. Недостаточное число оборотов (<40 об/мин) уменьшает силу ударов при падении сливок, из-за чего возникает недостаточное диспергирование воздуха. В обоих случаях продолжительность процесса сбивания масла возрастает. Число оборотов бочки рассчитывают по формуле:
где r — внутренний радиус бочки, м.
Частоту вращения рабочей ёмкости маслоизготовителя выбирают с таким расчетом, чтобы центробежное ускорение, возникающее при его вращении, было меньше земного ускорения. В этом случае при подъеме и падении сливок создаются условия для образования масляного зерна: возникает градиент скорости в потоке сливок и происходит диспергирование воздуха;
8) продолжительность сбивания. Оптимальное время — 40...50 мин для сладких сливок, 30...40 мин — для кислых. Увеличение длительности сбивания вызывает такой порок консистенции, как салистость консистенции из-за разрушения жировой структуры. Сокращение времени сбивания приводит к недоработке масляного зерна и высокому отходу жира в пахту;
9) начальная температура сбивания сливок. Она выбирается с таким расчетом, чтобы независимо от формы рабочей емкости маслоизготовителя продолжительность сбивания составляла 50–60 мин. Сокращение продолжительности сбивания приводит к ухудшению качества масляного зерна и значительному отходу жира с пахтой. При увеличении продолжительности сбивания масляное зерно получается слишком твердое, упругое, оно плохо обрабатывается, а полученное масло может иметь грубую, засаленную консистенцию.
Слишком низкая температура затрудняет формирование масляного зерна, высокая — приводит к излишней мягкости продукта. Кристаллизация жира критична для структуры.
Температуру сбивания сливок устанавливают с учетом химического состава жира, зависящего от времени года, жирности сливок, степени отвердевания жира. При низкой степени отвердевания жира (<30%) снижают температуру на 1–2°C. При высокой степени отвердевания (>35%) повышают температуру на 1–2°C.
В весенне-летний период года при повышенном содержании ненасыщенных жирных кислот в молочном жире сливки сбивают при 7—15°С. В осенне-зимний период года, когда молочный жир состоит главным образом из высокоплавких глицеридов, содержащих насыщенные жирные кислоты, температуру сбивания сливок повышают на 1–1,5ºС.
С повышением содержания жира в сливках температуру сбивания понижают, чтобы избежать излишне быстрого образования масляного зерна и тем самым предотвратить увеличение содержания жира в пахте и обеспечить благоприятные условия для формирования масляного зерна во время его обработки. Для весенне-летнего периода года температуру сбивания сливок tсб в зависимости от массовой доли жира в сливках Жсл можно ориентировочно определить по следующему уравнению:
Температура сбивания сливок зависит от степени отвердевания жира. Если степень отвердевания жира ниже 30–35%, а также после ускоренной подготовки сливок к сбиванию температуру сбивания понижают на 1– 2°С, чтобы избежать повышения содержания жира в пахте и получения масла с недостаточно твердой консистенцией. Если степень отвердевания жира выше 35%, то увеличивается продолжительность сбивания сливок. Масляное зерно получается излишне твердым, понижается его влагоудерживающая способность. В этом случае повышают температуру сбивания сливок на 1–2°С, чтобы расплавить часть отвердевшего жира и таким образом избежать замедления сбивания сливок и получения излишне твердого масляного зерна.
Во время сбивания температура сливок повышается вследствие превращения механической энергии в тепловую. Изменение температуры сливок обусловлено также теплообменом между сливками и окружающим воздухом помещения, между сливками и охлаждающей водой, орошающей маслоизготовитель периодического действия или циркулирующей в рубашке сбивателя маслоизготовителя непрерывного действия, куда она подается для регулирования температуры сбивания сливок.
О правильности выбора температуры сбивания можно судить по консистенции и размерам масляного зерна, по массовой доле жира в пахте, по повышению температуры сбиваемых сливок. При правильно выбранной температуре сбивания масляное зерно получается упругой консистенции размером 2–5 мм. Массовая доля жира в пахте должна быть минимальной. Если температура сбивания выбрана правильно, повышение температуры сбиваемых сливок не должно превышать 2–3°С.
При сбивании сливок в маслоизготовителях непрерывного действия важное значение имеют такие факторы, как частота вращения мешалки сбивателя и температура сбивания сливок:
а) частота вращения мешалки сбивателя. Её устанавливают опытным путем в зависимости от времени года, но средние её показатели равны 30-60 оборотам в минуту. В зимнее время, когда в молочном жире увеличивается содержание высокоплавких глицеридов, повышают частоту вращения мешалки сбивателя ближе к верхней границе в целях ускорения агрегации жировых шариков и компенсации высокоплавких жиров.
Для каждого типа маслоизготовителя устанавливают соответствующую частоту вращения мешалки сбивателя, а также производительность. С увеличением частоты вращения мешалки продолжительность сбивания сливок уменьшается, производительность маслоизготовителя увеличивается и наоборот.
Слишком высокая скорость вращения мешалки вызывает: перегрев сливок из-за трения, что приводит к частичному плавлению жира и нарушению структуры масла (масло становится мягким, крошится); чрезмерную аэрацию, приводящую к неоднородной текстуре.
Слишком низкая скорость вращения мешалки приводит к: недостаточному разрушению жировых шариков и замедлению процесса сбивания; увеличению плотности и неравномерности консистенции масла.
б) температура сбивания сливок. В маслоизготовителях непрерывного действия температура сбивания устанавливается так, чтобы получить достаточно упругое масляное зерно и по возможности низкую жирность пахты, поэтому она должна быть на уровне 10-14°С для сладкосливочного масла и 8-12°С для кислосливочного масла (из-за повышенной кислотности, влияющей на стабильность жира). Температура регулируется циркуляцией воды в рубашке аппарата для поддержания стабильности процесса.
При слишком высокой температуре сбивания сливки становятся менее вязкими, ускоряется процесс, но жир плавится, что ухудшает структуру масла (оно становится слишком мягким, возможен выход пахты).
При слишком низкой температуре сбивания увеличивается вязкость сливок и замедляется сбивание, при этом масло получается твёрдым, но может быть излишне плотным или крошливым.