17.ТЕХНОЛОГИЯ МОЛОКА И МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ исп

Сметана

Рис.58. Технологическая схема производства сметаны

Традиционный способ получения сметаны

Технологический процесс производства сметаны включает получение нормализованных пастеризованных сливок, их гомогенизацию, сквашивание и созревание полученного сгустка.

Сепарирование молока и нормализация сливок. Очищенное молоко сепарируют при температуре 40–45 С, проводят нормализацию полученных сливок по жирности в зависимости от жирности вырабатываемой сметаны.

Пастеризациясливок. Пастеризация сливок преследует ряд целей:

–уничтожение вегетативных клеток микроорганизмов;

–разрушение иммунных тел, что создает благоприятные условия для развития молочнокислых бактерий закваски;

–инактивацию ферментов для повышения стойкости сметаны при хранении;

–улучшение консистенции сметаны вследствие частичной денатурации сывороточных белков, которые коагулируют вместе с казеи-

ном при сквашивании и обеспечивают образование прочного сгустка с замедленным отделением сыворотки;

– разрушение скоплений жировых шариков вследствие частичной денатурации оболочечных белков.

Для режимов пастеризации сливок сохраняется закономерность: чем выше массовая доля жира, тем более жесткие режимы пастеризации. В зависимости от вида выпускаемой сметаны применяют температуру пастеризации сливок в диапазоне от 85 С до 96 С. Выдержка может составлять от 5 с до 10 мин.

Высокотемпературная пастеризация (92–96 С) имеет ряд преимуществ:

–частичное разложение белков с образованием простых пептидов, аминокислот и других продуктов, стимулирующих развитие бактерий закваски;

–накопление сульфгидрильных групп –SH, снижающих окисли- тельно-восстановительный потенциал, связывающих тяжелые металлы, являющихся антиокислителями;

–образование летучих веществ (в том числе и сероводорода), которые придают сливкам выраженный ореховый привкус пастеризации.

Вместе с тем, при высоких температурах (> 95 С) коалесценция жировых шариков приводит к образованию капель жира размером до 15 мкм

Гомогенизация сливок. Охлажденные до температуры 60–70 С сливки направляют на гомогенизацию, в ходе которой происходит диспергирование не только жировых шариков, но и белковых частиц. Дробление жировых шариков сопровождается увеличением их общей поверхности, а значит, и дополнительным связыванием воды вновь образованными оболочками жировых шариков. Это приводит к возрастанию вязкости гомогенизированных сливок. Однако чрезмерное дробление жировых шариков чревато образованием ими больших скоплений в виде гроздьев. Вследствие недостатка оболочечного вещества появляется свободный жир, выполняющий цементирующую роль при слипании жировых шариков в кучки-гроздья. Наиболее благоприятствуют этому процессу низкая температура гомогенизации (20–30 С) и высокое давление, особенно для сливок повышенной жирности.

Для давления гомогенизации должна выполняться зависимость: чем выше массовая доля жира, тем меньше давление гомогенизации. Применяемые условия гомогенизации приведены в табл. 10.

Вопрос об очередности проведения пастеризации и гомогенизации не имеет однозначного ответа.

Содной стороны, если гомогенизировать пастеризованные сливки, существует вероятность их повторного обсеменения при гомогенизации. Необходимо строгое соблюдение санитарно-гигиеничес- ких условий.

Сдругой стороны, в гомогенизированных сливках дестабилизирована белковая фаза, в результате чего при пастеризации могут образоваться хлопья белка и капли жира, которые придадут сметане крупитчатую консистенцию.

Выбор последовательности операций гомогенизации и пастеризации зависит от качества исходного сырья, санитарно-гигиенических условий производства и применяемого оборудования.

Охлаждение и сквашивание сливок. Сливки охлаждают до

температуры сквашивания: 18–22 С летом и 22–23 С зимой. При более высокой температуре сквашивание происходит быстрее, однако изменяются процессы отвердевания жировой фазы, играющие важную роль в получении плотной и густой сметаны.

В производстве сметаны используют многоштаммовые закваски на основе чистых культур мезофильных молочнокислых стрептококков, осуществляющих гомо- и гетероферментативное молочнокислое брожение: Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris и Lactococcus lactis subsp. diacetilactis. При отборе штаммов для заквасок учитывают такие свойства, как кислотообразующая способность, устойчивость к фагу, способность образовывать вязкие сгустки и др. Практикуется сочетание в составе заквасок мезо- и термофильных стрептококков, что обеспечивает получение более плотной и вязкой консистенции сметаны. Для получения низкожирной сметаны в состав заквасок включают бактерии рода Leuconostoc и молочнокис-

лые палочки. Такие закваски отличаются способностью синтезировать полимеры, которые повышают вязкость сгустка.

Длительность сквашивания в зависимости от активности закваски и температуры составляет от 9 до 16 ч. При сквашивании происходит отвердевание высокоплавких глицеридов в жировых шариках, образуются скопления жировых шариков. Они входят в состав белкового каркаса, который формируется в результате коагуляции казеина, придают сгустку дополнительную плотность. Наибольшей плотности сгусток достигает в изоэлектрической точке белков плазмы и оболочек жировых шариков, т. е. при значении рН 4,6–4,7. В случае переквашивания белки приобретают противоположный заряд, происходит их растворение, разрушение скоплений жировых шариков и разжижение сгустка. Поэтому сквашивание заканчивают при достижении кислотности 60–75 Т с тем расчетом, что при медленном охлаждении сметаны до температуры созревания произойдет доквашивание.

При жирности сметаны до 30% основную роль в формировании консистенции играет коагуляция белков, а в структурировании сметаны более высокой жирности большее значение имеют физикохимические процессы жировой фазы.

Существует ступенчатый режим сквашивания. Он заключается в том, что на первой ступени сквашивание протекает при температуре 30–31 С до кислотности 30–35 Т, затем сметану охлаждают до температуры 8–10 С и при этой температуре происходит доквашивание до достижения кислотности 60–85 Т, после чего сметану подогревают с целью образования сгустка. Этот режим основан на том, что при охлаждении сметаны в период максимальной скорости размножения микробиоты закваски (логарифмическая фаза) дальнейшее нарастание кислотности протекает более интенсивно и получается плотный сгусток с высокой дисперсностью белковых частиц. Нагревание такого сгустка вызывает быстрое образование геля. Сгусток, полученный по ступенчатому режиму, имеет меньшую кислотность и повышенную вязкость, содержит больше летучих жирных кислот и ароматобразующих веществ.

Фасование, охлаждение и созревание сметаны. После сква-

шивания сметану направляют на фасование. Поскольку при механическом воздействии структура сгустка разрушается, желательно направлять сметану на фасование самотеком или применять механизмы, оказывающие минимальное воздействие на структуру продукта.

Сразу после фасования сметану направляют в холодильные камеры с температурой 2–8 С для охлаждения и созревания. Эти стадиии сметана может проходить и до фасования в тех же емкостях, в которых протекало сквашивание.

При снижении температуры молочнокислое брожение замедляется, но активизируется ароматобразующая микробиота. Сметана достигает оптимальной кислотности (85–100 Т), приобретает аромат и густую консистенцию. Получение более густой и плотной консистенции при созревании связано, главным образом, с отвердеванием глицеридов жировой дисперсии и с некоторым набуханием белков.

Процесс созревания довольно длительный, в крупной таре сметана созревает 24–48 ч, в мелкой – 6–8 ч. Общая длительность технологического цикла производства сметаны составляет 36 ч.

Способ производства сметаны с предварительной обработкой сливок

Предварительная термомеханическая обработка сливок в потоке перед сквашиванием позволяет совместить во времени процессы сквашивания и созревания и сократить общую длительность технологического цикла выработки сметаны в 2 раза.

После пастеризации и гомогенизации сливки подвергают ступенчатому охлаждению:

–на первой ступени до 20 С с последующей выдержкой в тече-

ние 1–1,5 ч;

–на второй ступени до температуры 4–6 С летом и 6–8 С зимой

втурбулентном потоке с выдержкой в течение 0,5–1 ч.

На первой ступени происходит отвердевание высокоплавких глицеридов в наиболее стабильных полиморфных модификациях. Получается устойчивая твердая фаза, которая войдет в структуру белкового сгустка и не будет расплавляться при перемешивании сметаны. На второй стадии при быстром охлаждении образуются многочисленные смешанные кристаллы легко- и среднеплавких глицеридов в легкоплавких полиморфных формах. Они стабилизируются при последующем сквашивании и служат затравкой для дополнительного отвердевания глицеридов при охлаждении сквашенной сметаны.

После термомеханической обработки сливки нагревают до температуры сквашивания, причем во избежание расплавления отвердевших глицеридов, температура теплоносителя не должна превышать 25 С.

Сквашенную сметану охлаждают в потоке, при этом не требуется длительного созревания сгустка. Чем больше отвердело жира при ступенчатой термомеханической обработке сливок, тем прочнее будет структура сметаны и тем выше ее способность к восстановлению структуры после перемешивания.

ТЕХНОЛОГИЯ ТВОРОГА

Творог – белковый кисломолочный продукт, полученный сквашиванием пастеризованного нормализованного или обезжиренного молока с последующим удалением части сыворотки из полученного сгустка. Пищевая и биологическая ценность творога обусловлены содержанием жира и полноценных белков. Наличие метионина, лизина и холина позволяет использовать творог для профилактики и лечения некоторых заболеваний печени, почек, атеросклероза. В твороге высоко содержание минеральных веществ (кальция, фосфора, железа, магния и др.), необходимых для нормального функционирования сердца, мозга, центральной нервной системы, для костеобразования. Особенно важное значение имеют соли фосфора и кальция, которые находятся в твороге в легкоусвояемом состоянии.

Творог должен иметь чистые кисломолочные вкус и запах, нежную, однородную консистенцию. Для жирного творога I сорта допускается несколько рыхлая, мажущаяся консистенция, для нежирного – рассыпчатая, с незначительным выделением сыворотки. Цвет белый, слегка желтоватый, с кремовым оттенком, равномерный по всей массе.

Вырабатывают творог жирностью 18, 9, 4%, нежирный и др., для каждого вида творога установлены предельные значения содержания влаги и кислотности, нормируется содержание белка. Кислотность творога высшего сорта должна находиться в пределах 200– 220 Т, содержание влаги составляет от 65 до 80%, содержание белка – от 14 до 18%. При этом чем ниже жирность творога, тем выше его кислотность, а также содержание белка и влаги.

Для производства творога используют доброкачественное свежее молоко, цельное и обезжиренное, кислотностью не выше 20 Т.

Существует два основных способа получения творога: традиционный, заключающийся в получении творожного сгустка из подготовленного молока, и раздельный, когда молоко предварительно сепарируют и сгусток получают из обезжиренного молока, а потом смешивают его со сливками.

Традиционный способ получения творога

Технологический процесс получения творога традиционным способом включает подготовку молока, получение творожного сгустка и его обезвоживание (рис. 59).

Молоко

Очистка

Нормализация

Пастеризация и охлаждение

Получение творожного сгустка

Отделение сыворотки

–разрезка сгустка

–самопрессование

–прессование

Охлаждение

Творог

Рис. 59. Технологическая схема получения творога

Очистка и нормализация молока. Молоко, предназначенное для выработки творога, предварительно очищают. Нормализацию молока по жиру проводят с учетом массовой доли белка, что дает более точные результаты. Очищенное и нормализованное молоко поступает на пастеризацию.

Пастеризация и охлаждение. Оптимальный режим пастеризации в производстве творога: температура – 70–80 С, выдержка – 20– 30 с. Если температура пастеризации ниже, сывороточные белки практически полностью отходят в сыворотку, сгусток получается недостаточно плотным, выход творога снижается. С повышением температуры пастеризации увеличивается денатурация сывороточных белков, которые, коагулируя вместе с казеином, повышают плотность и влагоудерживающую способность сгустка. Интенсивность отделения сыворотки снижается, выход продукта увеличивается. Однако ес-

ли температура > 90 С, могут возникнуть трудности с отделением сыворотки.

Пастеризованное молоко охлаждают до температуры сквашивания (28–30 С летом, 30–32 С зимой).

Получение творожного сгустка. Существует два способа по-

лучения творожного сгустка: кислотный и кислотно-сычужный.

Впервом случае коагуляция казеина и образование сгустка происходит только под действием молочной кислоты, которую образуют бактерии закваски. Образуются мелкие частицы казеина, связи между ними слабые, сгусток имеет нежную консистенцию и непрочную структуру. Такой сгусток плохо выделяет сыворотку, поэтому для ускорения обезвоживания его нагревают. Кислотным способом изготовляют творог нежирный и пониженной жирности, поскольку при нагревании сгустка происходят значительные потери жира в сыворотку.

Во втором случае сгусток формируется комбинированным воздействием сычужного фермента и молочной кислоты. Под действием сычужного фермента казеин переходит в параказеин, изоэлектрическая точка смещается со значения рН 4,6 до 5,2. Сгусток имеет меньшую кислотность, процесс его образования ускоряется на 2–4 ч. При коагуляции казеина образуются крупные частицы, кальциевые мостики между ними обеспечивают высокую прочность сгустка. Такие сгустки лучше отделяют сыворотку, поскольку в них быстрее происходит уплотнение пространственной структуры белка. Кислотно-сычужным способом изготовляют жирный и полужирный творог, жировые шарики, вошедшие в структуру сгустка, не теряются с сывороткой.

Еще одно различие между кислотным и кислотно-сычужным способами изготовления творога заключается в том, что при кислотном свертывании кальциевые соли уходят в сыворотку, а при кислот- но-сычужном – остаются в сгустке. Это особенно важно при производстве творога для детей, которым кальций необходим для костеобразования.

Вохлажденное молоко вносят закваску, приготовленную на чистых культурах мезофильных молочного, сливочного и ароматобра-

зующего стрептококков (Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris и Lactococcus lactis subsp. Diacetilactis). Длительность сквашивания составляет 6–8 ч. Для ускорения формирования сгустка используют закваски, наполовину состоящие из мезофильных молочнокислых стрептококков, наполовину – из термофильного молочно-

кислого стрептококка. Температуру сквашивания при этом поднимают до 35–38 С, продолжительность сквашивания сокращается на 2–3 ч.

Если творог получают кислотно-сычужным способом, то после внесения закваски в молоко добавляют 40%-ный раствор хлорида кальция из расчета 400 г безводной соли на 1 т молока. Хлорид кальция восстанавливает солевой баланс молока, нарушенный при пастеризации, и способствует образованию под действием сычужного фермента плотного, хорошо отделяющего сыворотку сгустка. Сразу после добавления хлорида кальция в молоко вносят сычужный фермент в виде 1%-ного раствора из расчета 1 г на 1 т молока.

После внесения закваски, хлорида кальция и сычужного фермента молоко перемешивают и оставляют в покое до окончания сквашивания.

Готовность сгустка определяют по его кислотности и визуально. Сгусток должен быть плотным, на изломе должен иметь ровные, гладкие края с выделением прозрачной зеленоватой сыворотки. Если сгусток не готов, излом будет дряблым, с выделением мутной сыворотки. Кислотность готового сгустка должна составлять для жирного и полужирного творога 58–60 Т, для нежирного – 75–80 Т.

Правильное определение окончания сквашивания имеет важное значение: в случае недоквашивания много белковой пыли отходит в сыворотку, при переквашивании получается излишне кислый творог мажущейся консистенции.

Отделение сыворотки. Для получения творога оптимальной влажности сыворотку отделяют в несколько этапов:

–самопроизвольное выделение из разрезанного сгустка в течение 40–60 мин (сгусток разрезают проволочными ножами на кубики с размером граней 2 см);

–подогревание (при кислотном способе получения творога) раз-

резанного сгустка до температуры 36–38 С и выдерживание при этой температуре в течение 15–20 мин;

–самопрессование;

–прессование.

Творожный сгусток получают в ваннах либо используют творогоизготовители.

В первом случае сгусток разливают в бязевые или лавсановые мешки по 7–9 кг, которые помещают в несколько рядов на пресстележку. В течение 1 ч из сгустка под действием его собственной тяже-

сти выделяется сыворотка. Затем под давлением творог прессуют до готовности. Этот способ трудоемкий, его используют на тех предприятиях, где нет специального оборудования для производства творога.

Творогоизготовитель представляет собой комплект из двух двухстенных ванн, снабженных кранами для спуска сыворотки и люками для выгрузки творога. В этих ваннах проводят сквашивание и разрезку сгустка. Над ваннами для сквашивания закреплены прессующие ванны с перфорированными стенками, на которые натягивают фильтрующую ткань. С помощью гидравлического затвора прессующие ванны опускаются вниз, сдавливая сгусток. Отделившаяся сыворотка фильтруется через ткань, проходит через перфорированную поверхность прессующей ванны, собирается в ней и каждые 15– 20 мин откачивается насосом. Длительность прессования составляет 3–4 ч для жирного творога и 1–1,5 ч для нежирного. По окончании прессования перфорированную ванну поднимают и творог выгружают в тележки.

Во избежание переквашивания отпрессованный творог немедленно охлаждают до температуры 3–8 С и направляют на фасовку.

Применяют механизированные линии для выработки творога, на которых осуществляются все операции по подготовке молока, получению и обработке сгустка, охлаждение и фасовка творога. Для отделения сыворотки в этих линиях используют вращающийся горизонтальный двухцилиндровый обезвоживатель, обтянутый фильтрующей тканью.

Раздельный способ получения творога

Молоко сепарируют с получением сливок, имеющих массовую долю жира 50–55%. Из обезжиренного молока вырабатывают творог, а сливки пастеризуют при температуре 90 С, охлаждают до 2–4 С и смешивают с готовым творогом. Такой способ исключает потери жира с сывороткой и позволяет получить продукт с нежной консистенцией.

Для получения нежирного творога кислотно-сычужным способом можно использовать традиционное оборудование, однако все большее распространение получают механизированные линии, в которых для отделения сыворотки применяют сепаратортворогоотделитель. В этом случае проводят сквашивание молока до кислотности сгустка 90–100 Т, поскольку при сепарировании сгустка с меньшей кислотностью засоряются сопла сепаратора.