Технология производства сметаны термостатным способом

При выборе режима пастеризации следует учитывать, что термоустойчивые ферменты бактериального происхождения (галактаза, липаза и т.д. инактивируются при температуре выше 85 °С. Иммунные тела и некоторые другие ингибиторы, препятствующие развитию заквасочной микрофлоры разрушаются при температурах, близких к 90 °С. Высокая температура пастеризации обеспечивает не только высокую эффективность уничтожения микрофлоры и полное разрушение ферментов, но и образование сульф-гидрильных групп, понижающих окислительно-восстановительный потенциал, связывающих тяжелые металлы и играющих роль антиокислителей, что особенно важно при длительном хранении продукта.

При воздействии высоких температур пастеризации наблюдается комплексообразование казеина и некоторых фракций сывороточных белков и изменение солевого равновесия, что влияет на процесс образования структуры сгустка и его синеретические свойства. Сметана, выработанная из сливок, подвергнутых пастеризации при высокой температуре, имеет более высокие значения величин эффективной вязкости, предельного напряжения сдвига, пластичности, обладает более выраженными тиксотропными свойствами и пониженной тенденцией к синерезису.

Продолжительность выдержки сливок при температуре пастеризации также оказывает влияние на консистенцию продукта. Увеличение выдержки сливок при 85 °С до 20 мин приводит к повышению вязкости сметаны. Дальнейшее увеличение выдержки не влияет на качество, но может приводить к крупитчатости. Не отмечено положительного влияния на консистенцию сметаны увеличения продолжительности выдержки сливок при более высоких температурах пастеризации.

10. Охлаждение до 2-6 °С

11. Физическое созревание 1-2 часа. Операция необязательная, осуществляется с целью подготовки молочного жира к отвердению, что дополнительно способствует формированию структуры готового продукта.

Исследованиями установлено, что предварительное созревание сливок перед сквашиванием значительно улучшает структурно-механические и тиксотропные свойства сметаны, поэтому наряду с гомогенизацией сливки могут быть подвергнуты также созреванию.

Этот процесс происходит при температуре от 2 до 6 °С. При 1 -2 °С выкристаллизовываются глицериды, преимущественно в легкоплавкой форме, которые могут быстро расплавиться при нагревании до температуры выше 25 °С, не успев перекристаллизоваться в более высокоплавкие. Увеличение температуры созревания сливок до 6 °С приводит к выкристаллизовыванию менее легкоплавких глицеридов в более стабильных полиморфных модификациях и к получению термоустойчивой фазы жира. При повышении температуры сливок до температуры сквашивания отвердевших глицеридов расплавится меньше. Температура сквашивания не должна превышать 25 °С.

Сливки до температуры сквашивания подогревают медленно, так, чтобы перепад между температурой сливок и теплоносителя был не более 3 °С. В летнее время, когда молочный жир содержит больше легкоплавких фракций, температуру созревания и сквашивания следует снизить на 2-3 °С. Температура сквашивания 22-24 °С благоприятна для стабилизации полиморфных форм. Вся система отвердевшего жира становится термостабильной и более устойчивой. В зимнее время при созревании сливок жировые кристаллы состоят из высокоплавких глицеридов, которые при температуре до 25 °С не расплавляются.

Сметана, изготовленная без предварительного созревания сливок, имеет менее плотную консистенцию, легче разрушается при механическом воздействии и почти не восстанавливается при последующей после перемешивания выдержке. Это может происходить из-за образования глицеридов в нетермоустойчивых формах и в виде крупных кристаллитов, неравномерно распределенных в структуре геля. В структуре такой сметаны превалируют конденсационные связи, разрушающиеся без восстановления. Установлено, что чем больше отвердело глицеридов перед сквашиванием, тем прочнее образующаяся структура и тем выше ее способность к восстановлению.

На основании результатов ранее проведенных ВНИМИ работ по улучшению консистенции низкожирной сметаны по ТУ 10.02.02.789.09-89 «Сметана» допускалось использование небольших доз протеолитических ферментов (сычужный порошок, пепсин) при выработке сметаны 15 %-ной жирности. В настоящее время использование ферментов не может быть рекомендовано, так как в соответствии с формулировкой, приведенной в ГОСТ Р 51917-2002 «Продукты молочные и молокосодержащие. Термины и определения», сметана производится путем сквашивания сливок без добавления немолочных компонентов.

12. Подогрев сливок до 20-26 °С.

13. Заквашивание специально подобранными  заквасками.

Реологические свойства готового продукта зависят от качества исходного сырья, массовой доли жира в нем (а также белка в сметане жирностью до 30 %), режимов гомогенизации, пастеризации, созревания сливок, вида применяемой закваски, количества образовавшейся молочной кислоты при сквашивании, интенсивности сквашивания, режимов охлаждения и созревания сметаны.

Количество вносимой закваски увеличивают весной при поступлении сырья низкого качества, при снижении активности закваски. В закваску для низкожирной сметаны включают штаммы микроорганизмов, образующих вязкие полимеры, которые являются естественными коллоидными стабилизаторами. Они способствуют мелко хлопьевидному свертыванию белков молока, получению гомогенной нежной сметанообразной консистенции. В то же время излишне вязкий (слизистый) сгусток разрушается быстрее и медленнее восстанавливается, чем сгусток средней и незначительной вязкости. Вязкие культуры менее активные кислотообразователи, чем невязкие. Включение в состав закваски штаммов энергичных кислотообразователей способствует получению более плотного сгустка, малоэнергичных ароматобразующих - нежного сгустка.

Кроме энергии кислотообразования, большое значение имеет способность культур к свертыванию и образованию сгустка. У вязких культур, как мезофильных, так и термофильных, это свойство выражено в меньшей степени. Различные виды лактококков неодинаково влияют на синеретические свойства сгустка. Выделению сыворотки способствует Lactococcus lactis subsp. lactis (biovar diacetilactis), Lactococcus lactis subsp. cremoris уменьшает ее отделение. Чем активнее закваска и выше энергия кислотообразования, тем меньше продолжительность сквашивания и плотнее сгусток, выше его тиксотропные показатели, вкусовые качества и стойкость при хранении. Это необходимо учитывать при выборе закваски.

Для улучшения консистенции продукта более низкой жирности применяют комбинированную закваску, состоящую из смеси чистых культур лактококков и термофильных молочнокислых стрептококков. При использовании такой закваски температура сквашивания сливок должна быть 32±2 °С.

Сливки в зависимости от жирности сквашивают до кислотности 50-75 °Т (рН 4,8-4,6). С целью получения плотного сгустка этот процесс желательно проводить до кислотности 75-80 °Т. В том случае, когда не обеспечиваются достаточно быстрое охлаждение и низкая температура созревания сметаны, сквашивание проводят до более низкой кислотности с таким расчетом, что дополнительное нарастание кислотности будет происходить в холодильной камере. Порок «жидкая консистенция» может быть связан с недосквашиванием или пересквашиванием сметаны.

14. Тщательное перемешивание.

15. Розлив в потребительскую  тару.

Сметану фасуют самотеком, с помощью насосов, оказывающих наименьшее механическое воздействие на продукт, или вытесняют сжатым воздухом. Движение продукта в трубопроводе должно быть ламинарным без поворотов со скоростью не более 0,5 м/с. Для того чтобы ускорить восстановление разрушенной структуры, фасование сметаны предпочтительнее проводить при более низких температурах.

16. Сквашивание 7-12 часов.

17. Охлаждение 6-8°С. Созревание и хранение сметаны 14-48 часов.

С понижением температуры замедляется развитие молочнокислого процесса, сметана приобретает оптимальную кислотность, в ней накапливаются ароматические вещества и происходят процессы структурообразования. Охлаждать продукт необходимо в условиях исключения или самого минимального механического воздействия на ее структуру.

Загустевание сметаны в процессе созревания связано с некоторым набуханием белков, но в основном с изменением жировой фазы, процессом кристаллизации молочного жира. Последний представляет собой сложную смесь различных фракций глицеридов, отвердевающих при разных температурах. Оптимальными температурами, при которых происходит наиболее интенсивное возникновение центров кристаллизации, являются 0-6 °С. Быстрое охлаждение приводит к интенсификации процессов отвердевания жира. С увеличением числа центров кристаллизации уменьшаются размеры кристаллов, повышается степень отвердевания.

Медленное охлаждение способствует фракционной кристаллизации жира, быстрое - образованию смешанных кристаллов, которые более термоустойчивы, так как процесс их расплавления происходит не фрак-ционно, а во всей массе. Это повышает сопротивление сметаны разрушению при перемешивании. Температура плавления смешанных кристаллов зависит от свойств и содержания входящих в состав кристаллов высокоплавких и легкоплавких глицеридов. Чем больше в отвердевшем жире высокоплавких глицеридов, тем выше максимальная температура плавления кристаллов (27-36 °С). И наоборот, чем больше содержание легкоплавких глицеридов, тем ниже максимальная температура плавления смешанных кристаллов (15-25 °С).

В зависимости от химического состава, глубины и скорости охлаждения, условий хранения в твердой фазе жира может превалировать одна или две полиморфные формы. При быстром охлаждении до 0-6 °С происходит кристаллизация в метастабильной форме, которая при нагреве до 15-24 °С перекристаллизуется в стабильную тугоплавкую форму. Предварительное охлаждение сливок до 2-6 °С способствует повышению степени отвердевания жира. В гомогенизированных сливках отвердевание происходит быстрее, что обусловлено большей величиной удельной поверхности жировой фазы. Глицериды молочного жира выкристаллизовываются в четырех полиморфных модификациях. Одна форма является стабильной, три - метастабильными. Метастабильные модификации последовательно переходят в стабильную.

При температуре выше 21 °С выкристаллизовывается стабильная форма, температура плавления которой 33-37 °С. Если жир выкристаллизовывается в метастабильных легкоплавких формах, то при небольшом повышении температуры он перекристаллизовывается в стабильную тугоплавкую форму. В этом случае нагрев сметаны до 15-20 °С сопровождается расплавлением значительной части первоначально образованных кристаллитов и разжижением консистенции, а затем перекристаллизацией их, образованием более крупных и термоустойчивых, загустеванием консистенции сметаны. Последующее охлаждение до 3-5 °С сопровождается незначительным изменением вязкости продукта. Сметана, произведённая этим методом, имеет более плотную консистенцию и цельный сгусток.

4. Технологическая линия  производства сметаны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     5. Заключение.     

Сметана - кисломолочный продукт, который произведен путем сквашивания сливок с добавлением молочных продуктов или без их добавления с использованием заквасочных микроорганизмов - лактококков или смеси лактококков и термофильных молочнокислых стрептококков и массовая доля жира в котором составляет не менее чем 9 процентов [6].     

Консистенция  сметаны в значительной степени  зависит от содержания жира и СОМО (сухое обезжиренный молочный остаток), при увеличении которых сметана, приобретает более густую консистенцию, замедляется отделение сыворотки от сгустка.      

Сметану вырабатывают двумя способами: термостатным или резервуарным, с применением гомогенизации сливок или с применением низкотемпературной обработки (физического созревания) перед сквашиванием.     

В данном курсовом проекте разработана технология производства сметаны 20%-ой жирности термостатным способом.     

При термостатном способе производства сметаны сливки после заквашивания фасуют в пластиковую тару и сквашивают в термостатной камере, после чего охлаждают. Этим способом вырабатываются низкожирные виды сметаны или когда используется сырье с пониженным СОМО. Сметана произведённая этим методом, имеет более плотную консистенцию и цельный сгусток.     

При резервуарном способе внесение закваски и сквашивание проводят в резервуарах (ваннах). После образования сгустка его перемешивают и фасуют в потребительскую или транспортную тару. Охлаждение и созревание сметаны осуществляют в холодильных камерах.     

Одним из условий получения сметаны  высокого качества является пастеризация при высоких температурах. Температура пастеризации зависит от жирности сливок и составляет 92-96 °С с выдержкой 2-10минут. Такой режим обеспечивает более стойкую сметану с густой консистенцией и выраженным привкусом пастеризованных сливок за счет образующихся свободных сульфгидрильных групп, летучих карбонильных соединений, лактонов и др.     

На  качество сметаны существенное влияние  оказывает гомогенизация сливок, с применением которой существенно улучшается консистенция сметаны. При выработке сметаны применяют частичную или полную гомогенизацию сливок. Частичную гомогенизацию сливок (60-80% общего объема) проводят с целью повышения их устойчивости к механическим и температурным воздействиям.        

Таким образом, основные пути улучшения качества сметаны пониженной жирности с традиционной консистенцией: высокая температура пастеризации; гомогенизация и физическое созревание сливок. Все эти условия выполняются в данном курсовом проекте.      

 Следует отметить так же и  тот факт, что 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 выше также содержание этих витаминов.