Технология производства сметаны 20 %-ной жирности

В требования стандарта содержание СОМО не входит, однако имеет большое значение для формирования консистенции сметаны.

Производят и другие виды сметаны: «Московскую» и «Столичную», обогащенные молочным белком; Десертную и «Сметанку» - с добавлением плодовоовощных наполнителей и пектина; «Столовую» двух видов 20%-ной и 30%-ной жирности – с частичной заменой молочного жира растительным маслом.

Изготовляют сметану из натуральных свежих сливок различной жирности с кислотностью плазмы не выше 24°Т. Можно  вырабатывать сметану из восстановленных сливок на основе сухого молока, пластических сливок или сухих сливок, сливочного масла.

Рынок сметаны регулярно пополняется новыми образцами. К новым видам относят сметану с наполнителем, 14, 18 и 23%-ной жирности. Эти виды сметаны вырабатывают из сливок, обогащенных пищевым казеинатом натрия, они предназначены для непосредственного употребления. Что касается проблем, по-прежнему острым остается качество молочного сырья и его ценообразование, низкая покупательная способность населения, в результате чего возможности молочной промышленности в полной мере не реализуются, практически отсутствуют государственные социальные программы, как своего рода поддержка молочного бизнеса (например, организация питания в детских учреждениях и т.п.). Однако отечественного производителя волнует другая проблема - сырье. Численность поголовья скота постоянно уменьшается, и если не будут приняты меры по инвестированию в отрасль со стороны государства, то через некоторое время производитель вынужден будет искать зарубежные источники сырья. (19)

1.5 Производство сметаны традиционным  способом

Технология сметаны состоит из операций нормализации сливок, пастеризации и гомогенизации их, охлаждения до температуры заквашивания и сквашивания, охлаждения и созревания. Большинство операций - общие для всех видов сметаны, но имеются различия в условиях обработки сливок, сквашивания, применяемых заквасок и др. (15)

Сметану вырабатывают термостатными и резервуарным способами, по традиционной схеме и с предварительным созреванием сливок перед сквашиванием. В настоящее время сметану изготовляют преимущественно более экономичным резервуарным способом. (20)

Однако вследствие неизбежных, механических воздействий на сгусток сметаны при размешивании и последующей операции фассования происходит заметное разрешение его структуры, что разжижает продукт, изменяет его структурно – вязкостные  показатели.

Для получения сметаны стандартной жирности сливки нормализуют по жиру с учетом нормы вносимой закваски и вида молока (цельное или обезжиренное). Если при выработке сметаны используют добавки и наполнители, массовую долю жира в нормализованных сливках устанавливают с учетом их массы и жирности.

Сметану вырабатывают только из пастеризованных сливок, чтобы обеспечить высокие ее санитарно-гигиенические свойства и стойкость при хранении. Пастеризация необходима не только для уничтожения всей вегетативной микрофлоры, но и разрушения иммунных тел, которые будут мешать развитию молочнокислых бактерий закваски. Пастеризация также преследует цель полной инактивации ферментов, таких как липаза, пероксидаза, галактоза, и протеаза, которые при хранении сметаны, будут вызывать глубокие изменения компонентов продукта и быструю его порчу. Кроме того, пастеризация сырья играет большую роль в улучшении консистенции сметаны. Происходит денатурация сывороточных белков (на 40-60%), что повышает гидратационные свойства казеина. Он активнее связывает воду и больше набухает при сквашивании. Денатурированные сывороточные белки коагулируют вместе с казеином при сквашивании и участвуют в образовании  более прочного сгустка с замедленным отделением сыворотки.

Для бактериально-загрязненных сливок 2-го сорта применяют более жесткие режимы пастеризации температура не ниже 93-96°С,  и выдержка 10-20 мин.

При высокой температурной пастеризации (92-95°С) происходит усиленное образование реактивно-способных сульфгидрильных групп (-SH), понижающих окислительно-восстановительный потенциал плазмы, связывающих тяжелые металлы и играющих роль антиокислителей. Образуется ряд летучих веществ, в том числе сероводород, которые придают сливкам ореховый, выраженный привкус пастеризации, который высоко ценится потребителями. При высокой температуре пастеризации также создаются оптимальные условия для эффективного развития молочнокислых бактерий закваски: снижается окислительно-восстановительный потенциал, с частичным разложением белка, с образованием более простых пептидов, свободных аминокислот и др. продуктов – стимуляторов роста бактерий. (3)

При пастеризации происходит частичная денатурация оболочечного вещества жировых шариков. При температуре пастеризации 95°Скоалисцированные жировые шарики образуют капли жира размером до 15мкм. (9, 10)

Тепловую обработку сливок осуществляют в пластинчатых пастеризационно-охладительных установках, обеспечивающих автоматический контроль и регулирование температурных режимов. (16)

Для получения однородной и густой сметаны, прочно удерживающей влагу, сливки перед заквашиванием необходимо гомогенизировать. В негомогенизированных сливках жировые шарики распределяются беспорядочно в белковой структуре геля, в гомогенизированных – равномерно. При гомогенизации происходит диспергирование не только жировых шариков, но и белковых частиц Дробление жировых шариков сопровождается значительными изменениями в структуре и составе их оболочек, резко увеличивается (в 4-5 раз), суммарная поверхность шариков, происходит дополнительное связывание воды вновь образованными оболочками жировых шариков. Все это приводит к повышению вязкости гомогенизированных сливок. Чрезмерное дробление жировых шариков. Жидкий жир играет здесь роль цемента при слипании жировых шариков в кучки-гроздья. Наибольшие кучеобразование наблюдается при низких температурах гомогенизации (20-30°С) и высоком давлении, особенно для сливок повышенной жирности существует закономерность: чем больше скоплений жировых шариков, тем ниже стабильность белков. Чрезмерная вязкость сливок, образование большого числа жировых кучек обуславливают получение рыхлой хлопьевидной, «шероховатой» консистенции с комочками жира утрату глянцевитости. Оптимальными режимами гомогенизации сливок в производстве сметаны 25% -ной и 30%-ный жирности является температуры 70°С и давление 10 МПа, сметаны 10,15 и 20%-ной жирности – 14 – 18 МПа. Чем выше консистенция жира в сметане, тем ниже давление оптимального режима гомогенизации. Избрание температуры гомогенизации ниже и выше 70°С, что обуславливают возрастание количества и размеров скоплении жировых шариков, что ухудшает консистенцию сметаны. Сметана, изготовленная при оптимальных режимах гомогенизации сливок, имеет наиболее высокие показатели плотности, пластичности, структурно – механических свойств, сгусток прочно удерживает влагу.

В производстве сметаны сливки рекомендуется гомогенизировать после пастеризации, хотя имеется опасность повторного обсеменения сливок в процессе гомогенизации. Но здесь необходимо соблюдать строгий санитарно-гигиенический контроль над гомогенизатором или молокопроводами. Такая последовательность операции обусловлена тем, что в процессе гомогенизации снижается стабильность белковой фазы, поэтому при последующей пастеризации могут образоваться хлопья белка сливках и крупитчатая консистенция в сметане.

При гомогенизации, как известно значительно повышается дисперсность жировых шариков, уменьшается количество свободного жира сливках, содержание которого повышается при термической обработке. Поэтому  пастеризация гомогенизированных сливок может вызвать образование большого числа коалесцированных жировых шариков в виде капель жира, а вместе с тем появление жировых комочков в сметане. Гомогенизация способствует также активизации ферментов сливок, в том числе и липазы, сопровождаемой образованием свободных жирных кислот и появлением салистого привкуса. Поэтому до гомогенизации необходимо инактивировать ферменты пастеризации сливок.

Технологическая инструкция рекомендует  сначала проводит гомогенизацию, а затем пастеризацию, чтобы обеспечить высокое санитарно-гигиеническое состояние сливок. Выбор последовательности операции гомогенизации и пастеризации зависит от качества исходного сырья, санитарно-гигиенических условий производства и применяемого оборудования. (16)

После пастеризации и гомогенизации сливки охлаждают до температуры заквашивания: 18-20°С летом, 22-23°С зимой – и направляют в резервуары для заквашивания. При повышении температуры сквашивания сметаны до 25-27°С интенсифицирует процесс, но поверхность продукта может потерять глянцевитость, значительно изменяются процессы отвердевания жировой дисперсии, играющие важную роль в получении более плотной и густой сметаны.

Количество вносимой закваски (от 0,5 до 5%), качественный ее состав и активность значительно влияют на продолжительность сквашивания и качество сметаны.

Для производства сметаны используют многоштаммовые закваски, приготовленные на чистых культурах гомо-гетероферментативныхмезофильных молочнокислых стрептококков Str. lactis, Str.cremoris, Str. diacetilactis, Str. subsp. diacetilactis, или Str. acetoinicus, а для ацидофильной сметаны – ацидофильной палочки и ароматобразующего молочнокислого стрептококка. (3)

Применяют закваски двух типов: в составе одной из них преобладает молочнокислый стрептококк Str. lactis, основным компонентом другой является сливочный стрептококк Str.cremoris, (каунасская закваска). При подборе штаммов микрофлоры закваски необходимо учитывать своеобразие физиологических свойств микроорганизмов в данной климатической зоне. Закваски, составленные на местных штаммах, отличаются более высокой биохимической активностью, особенно по образованию ароматических веществ.

Мезофильные молочнокислые стрептококки в производственных условиях довольно часто теряют активность к кислотообразованию, чувствительны к бактериофагу и сезонным изменениям химического состава молока. С целью повышения активности закваски создают мутанты путем воздействия на штаммы молочнокислых бактерий УФ-лучами, химическими веществами и др. В место Str. diacetilactis, чувствительного к бактериофагу, вводят Str. acetoinicus. Чтобы получить сметану 20%-ной жирности более вязкой консистенции, в состав закваски наряду с молочнокислыми бактериями вводят уксуснокислые; подбирают штаммы Str.cremoris, способные к образованию более вязкого сгустка, а также практикуется сочетание мезофильных и термофильных стрептококков, дающих хорошие результаты получения, более плотной и вязкой консистенции сметаны в весеннее время с пониженным содержанием белков в молоке, и ускоряющих сквашивание на 1-2 ч.

Созданы закваски для низкожирной сметаны, объединенные под общим названием «Днепрянские», с включением новых видов микроорганизмов из рода Leuconostoc, к ним подсевают палочковидные микроорганизмы. «Днепрянская» закваска отличается способностью синтезировать вязкие полимеры, являются естественными коллоидными стабилизаторами, способствующими мелкохлопьевидному свертыванию белков молока, по степени вязкости, повышению стойкости продукта при хранении. При этом необходимо учитывать, что излишнее вязкий сгусток разрушается при перемешивании (например, во время фасования), быстрее и медленнее восстанавливается, чем сгусток средней и небольшой вязкости.

Различные виды молочнокислых стрептококков неодинаково влияют на синеретические свойства сгустка. Максимальному выделению сыворотки способствует внесение Str. diacetilactis, а Str.cremoris уменьшает выделение сыворотки. Среди культур  Str. lactis имеются штаммы, образующие полисахариды и увеличивающие вязкость продукта.

Для сметаны, непредназначенной для длительного хранения, подбирают бактериальную закваску, протеолитический активную и создающую аромат, но липолитически неактивную. (3)

Наоборот, сметану для длительного хранения изготовляют на закваске из протеолитически и липолитически неактивных или слабоактивных штаммов. В противном случае сметана приобретает при продолжительном хранении ряд пороков в связи с усиленным гидролизом белков. В закваску входят: Str. lactis775 ,Str. lactis871  и Str. diacetilactis1506. При этом сметана сохраняется без снижения качества в течение 6 мес. При температуре от 0 до 2°С.

Чем выше активность закваски и энергия ее кислотообразования, тем меньше продолжительность сквашивания и плотнее сгусток, выше его токсотропные показатели, вкусовые качества и стойкость сметаны при хранении. Используют бактериальный концентрат, выращенный на специальных средах и подвергнутый сублимационной сушке, в котором в 10–100 раз больше бактериальных клеток, чем в сухом, кроме того, его можно сразу использовать без пересадок для приготовления производственной закваски. В последнее время широко используются закваска, приготовленная на стерилизованном молоке с беспересадочным культивированием. При этом исключается опасность заражения заквасок посторенней микрофлорой при пересадках и бактериофагом, значительно повышается активность микрофлоры заквасок, что снижает потребность заквасок в 3-4 раза; улучшается консистенция, вкусовые качества и стойкость продукта. Оптимальная доза такой закваски, полученной на стерилизованном молоке беспересадочным способом, составляет 1,5% массы сливок. (20)

В целях усиления протеолитических свойств закваски, интенсификации кислотообразования рекомендуется добавлять биопрепарат сублимационной сушки в количестве 0,1 и 0,05% массы сливок вместе с 1,5% закваски на стерилизованном молоке. Добавление биопрепарата в малых дозах способствует улучшению азотистого питания бактериальных клеток за счет дополнительного введения аминокислот, азотистых веществ.

Добавление биопрепарата следует рекомендовать только для сметаны, не предназначенной для длительного хранения. Во время хранения сметаны биопрепарат будет интенсифицировать протеолиз белков, и вызывать порчу сметаны.

В промышленности применяют 3 основных способа внесения закваски для сквашивания сливок: после заполнения емкости сливками, до ее заполнения, одновременно с подачей сливок емкость. При первом способе заквашенные сливки не достаточно эффективно перемешиваются и продолжительность сквашивание увеличивается. Этого можно избежать при двух других способах внесения закваски. Дозирование закваски удобно проводить с помощью индукционного расходомера.

После внесения закваски в течение первых 3 ч сливки тщательно перемешивают через каждый час, а затем оставляют в покое до конца сквашивания.

Сквашивание сливок продолжается 9-16 ч в зависимости от активности закваски и температуры сквашивания. Сгусток образуется в результате коагуляции казеина. При сквашивании происходит отвердевание высокоплавких глицеридов в жировых шариках, вследствие чего уменьшается отрицательный заряд жировых глобул и образуется кучки. Жировые шарики и их кучки входят в состав белковых стром и формируют связывающие мостики между ними, способствуя этим образованию более плотного сгустка. Наибольшей плотности сгусток достигает в изоэлектрической точке белков плазмы и оболочек жировых шариков, т.е. при рН 4,6-4,7. При удалении от изоэлектрической точки (рН ниже 4,6-4,7), что наблюдается при перекашивании сметаны, белки приобретают противоположный заряд и происходит их растворение, разрушение скоплений жировых шариков, нарушение гелиевой структуры и разжижение сгустка. Поэтому необходимо сквашивание заканчивать при достижении кислотности 60-75°Т с учетом того, что доквашивание произойдет при медленном охлаждении сметаны до температур физического созревания ее. (11)

Охлаждение сметаны в период максимальной скорости размножения молочнокислой микрофлоры закваски (логарифмическая фаза), что соответствует кислотности 30-35°Т, способствует более интенсивному дальнейшему нарастанию кислотности, получению плотного сгустка кислотностью 60-67°Т с более высокой дисперсностью белковых частиц. Это легло в основу разработки ступенчатого режима получения кисломолочного сгустка: сквашивание на первой ступени при температуре 30-31°С до кислотности 30-35°Т, охлаждение до температуры 8-10°С, досквашивание при этой температуре до кислотности 60-85°Т и нагревание сквашенных сливок в целях образования сгустка. (6)