Производство сметаны

На консистенцию и вкус сметаны оказывает состав молока-сырья. Чем больше СОМО в исходном молоке, тем стабильнее и однороднее эмульсия жира в сметане, выше влагоудерживающая способность, быстрее происходит нарастание кислотности, процесс сквашивания заканчивается раньше. Химический состав молока-сырья (а также состояние белковой фазы молока, соотношение казеин-сывороточный белок) зависит от таких факторов, как состав кормов, сезон года, период лактации, особенности экологии, условия природно-экономической зоны, порода скота и многих других, которые переработчик практически не имеет возможности изменить. Лучшее молоко, как правило, получают с июля по ноябрь при четвертой-шестой лактации коров. Снижение качества сметаны отмечается с февраля по апрель. В этот период уменьшается среднее содержание сухих веществ молока, что связано с массовыми отелами коров и недостаточной пищевой ценностью кормов. В весенний период на фоне снижения активности закваски часто отмечается такое явление, как «сладкое» сквашивание сливок, т.е. появление сгустка при низких значениях кислотности с нехарактерным запахом, горечью, творожистой консистенцией. Это явление может быть обусловлено обсеменением молока споровой микрофлорой, выдерживающей термообработку, попадающей с недоброкачественным кормом или при несоблюдении санитарно-гигиенических требований к условиям содержания скота и получения молока. При появлении указанного порока рекомендуется проверять качество молока по бродильной пробе.

В зависимости от рациона кормления и прочих факторов меняется и состав молочного жира. Зимой при стойловом содержании скота в молочном  жире увеличивается количество тугоплавких насыщенных жирных кислот и меньше легкоплавких ненасыщенных, что также сказывается на консистенции сметаны.

Таким образом, для получения продукта высокого качества необходим более строгий подход к отбору сырья. Молоко (сливки) должно иметь чистый, свежий вкус, без посторонних привкусов и запахов, однородную консистенцию без механических загрязнений и наличия хлопьев белка. Бактериальная обсемененность молока должна быть не ниже I  класса (КМАФАнМ — не более 5•105 КОЕ/см3), количество соматических клеток не должно превышать 5-105 в 1 см3, предельная кислотность молока - 20 °Т, предельная кислотность сливок жирностью от 10 до 20% - 18 °Т, 16 °Т - жирностью от 27 до 36 %, 13 °Т - жирностью от 37 до 40% (кислотность плазмы сливок - не более 24 °Т) термоустойчивость должна соответствовать I-III классу по алкогольной пробе. Для получения продукта более густой, плотной консистенции рекомендуется направлять на производство сметаны молоко с массовой долей белка не менее 3,0 %, плотностью - не менее 1027 кг/м3. Хотя при производстве сметаны допускается использование сухого молока с целью повышения массовой доли белка в исходных сливках, следует учитывать, что это может приводить к появлению или усилению крупитчатости в сметане. В сметане жирностью 10, 15 % массовая доля СОМО должна быть не менее 7,2 %, жирностью 20, 25 % -от 6,5 до 7,2 %, жирностью 30 % - от 5,8 до 6,3 % СОМО.

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА БИОХИМИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПРОДУКТА

Сметану вырабатывают резервуарным способом. Сметану с массовой долей жира до 20% допускается изготавливать и термостатным способом. Сметану с массовой долей жира 20%, 25% и 30% можно вырабатывать из гомогенизированных сливок или сливок, не обработанных на гомогенизаторе, но прошедших созревание перед сквашиванием.

Для производства сметаны применяют свежие сливки различной жирности, а также пластические, замороженные и сухие, молоко цельное, обезжиренное, сухое цельное высшего сорта, сухое обезжиренное распылительной сушки и масло сливочное несолёное высшего сорта. В большинстве случаев для производства сметаны используют натуральные свежие сливки различной жирности с кислотностью плазмы не выше 26оТ. Консистенция готового продукта в значительной степени зависит от содержания в сливках сухих обезжиренных веществ, особенно белков. С повышением их содержания сметана приобретает более густую консистенцию, увеличивается плотность сгустка, замедляется выделение из него сыворотки.

Производство сметаны резервуарным способом.

Технологический процесс производства сметаны резервуарным способом состоит из 11 последовательных операций. Схема технологического процесса производства сметаны изображена в приложении Б, схема технологической линии производства сметаны – в приложении Г.

Подготовка сырья.

Принятые сливки, молоко цельное и обезжиренное очищают от механических примесей, охлаждают и хранят до переработки при соответствующих режимах. При использовании для выработки сметаны пластических сливок или сливочного масла, их поверхностный слой предварительно зачищают, разрезают на куски массой до 2 кг и расплавляют.

Для этого сливки или масло загружают в ванны с подогретым до 50-600С молоком или используют плавители. Замороженные сливки освобождают от тары, размельчают и размораживают. Сухие сливки, сухое цельное молоко и обезжиренное растворяют в воде при температуре 45-500С, охлаждают до 4-60С и выдерживают 3-4 часа для наилучшего растворения.

Нормализация сливок

Процесс нормализации проводят в целях получения стандартного по составу готового продукта. При внесении закваски, приготовленной на обезжиренном или цельном молоке, жирность сливок несколько снижается. Поэтому сливки нормализуют до жирности несколько большей, чем жирность сметаны. Необходимую жирность сливок перед заквашиванием чаще всего определяют по специальным таблицам.

Пастеризация сливок

Повышенное содержание жира в сливках оказывает защитное действие на бактерии, усиливая их термостойкость. В связи с этим пастеризацию сливок ведут при более высоких режимах по сравнению с пастеризацией молока. Кроме этого, высокие режимы пастеризации дают возможность получить стойкую сметану с густой консистенцией, со специфическим запахом и «ореховым» привкусом. Объясняется это тем, что под действием высоких температур происходит денатурация сывороточных белков, и они вместе с казеином участвуют в образовании сгустка, повышая тем самым его плотность. Количество денатурированных сывороточных белков увеличивается с повышением температуры пастеризации. Если при температуре 850С денатурирует около 20% сывороточных белков, то при 950С их количество достигает 60%. Улучшаются также гидратационные свойства казеина. Он активнее связывает воду в период сквашивания, что обеспечивает плотную консистенцию продукта, хорошо удерживающую сыворотку. В сливках под действием высоких температур образуются свободные сульфгидрильные группы, летучие карбонильные соединения и другие химические вещества, обеспечивающие специфический вкус и запах пастеризации. Учитывая это, тепловую обработку сливок проводят при температуре 90-960С с выдержкой 15-20с.

Гомогенизация сливок

Для улучшения качества продукта сливки перед заквашиванием подвергают гомогенизации. В результате происходит диспергирование жировых шариков с увеличением не только их количества, но и поверхности жировой фазы. Это, в свою очередь, вызывает образование новых липопротеиновых оболочек, которые связывают дополнительное количество свободной влаги. В результате повышается вязкость сметаны и улучшается её консистенция. Сметану с массовой долей жира 20% вырабатывают только из полностью гомогенизированных сливок. При производстве сметаны большей жирности можно гомогенизировать не всё количество сливок, а их определённую часть. Так, для сметаны с массовой долей жира 25% частичной гомогенизации подвергают 70-80%, для сметаны 30%-ной жирности эта часть составляет 50-70% от общего количества сливок. Гомогенизированную часть сливок смешивают с негомогенизированной в ёмкости для сквашивания.

Эффективность гомогенизации сливок зависит от температуры и давления при данной операции. С повышением температуры сливок уменьшается их вязкость, в результате дробление жировых шариков протекает более интенсивно. В связи с этим нормализованные сливки гомогенизируют при температуре 50-700С. Для усиления эффективности процесса рекомендуется направлять в гомогенизатор уже пастеризованные сливки, а затем охладить их до температуры заквашивания.

С повышением давления гомогенизации увеличивается вязкость сметаны, однако эта зависимость существует до определённых пределов. Так, наилучшая консистенция сметаны с массовой долей жира 30% достигается при гомогенизации под давлением 10 МПа. С повышением массовой доли жира в сливках следует при гомогенизации уменьшить давление, иначе может произойти дестабилизация молочного жира. Сливки, полученные в осенне-зимний период, жир которых содержит повышенное количество тугоплавких триглицеридов, необходимо гомогенизировать также при пониженном давлении.

Гомогенизировать сливки для сметаны 20- и 25%-ной жирности можно как при одноступенчатом, так и двухступенчатом режиме. Для сметаны 30%-ной жирности сливки гомогенизируют только при одноступенчатом режиме.

Режимы гомогенизации сливок в зависимости от вида вырабатываемой сметаны представлены в таблице 2.

Таблица 2. Режимы гомогенизации сливок

Допускается вырабатывать сметану из негомогенизированных сливок, подвергнутых физическому созреванию. Для этого пастеризованные сливки охлаждают до 2-60С и выдерживают при этом режиме не менее 2 ч., после чего их нагревают до температуры заквашивания. Физическое созревание сливок при низких температурах, так же как и гомогенизация, улучшает консистенцию сметаны.

Заквашивание сливок

После гомогенизации сливки охлаждают до 20-260С и направляют в ёмкости для заквашивания. В том случае, если сливки подвергались физическому созреванию, их подогревают до тех же температур. Сквашивание сливок производят в двустенных ёмкостях вместимостью до 6000 л, имеющих мешалки для перемешивания продуктов повышенной вязкости. В тёплое время года сливки сквашивают при 20 — 24°С, в холодное — при 22 — 26°С. В подготовленные сливки вносят закваску для сметаны, полученную на чистых культурах мезофильных молочнокислых стрептококков. Дозу вносимой закваски устанавливают в зависимости от ее активности и производственных условий. При использовании закваски, приготовленной на пастеризованном, молоке, объемная доля ее составляет 2 5%. на стерилизованном молоке — не менее 1%, активизированного бактериального концентрата вносят, 0,5 — 1 %. При заквашивании сливок бактериальным концентратом рекомендуется температуру сквашивания повысить на 1 — 2°С. Более целесообразно применять закваску, приготовленную на стерилизованном молоке беспересадочным способом. Она имеет высокую бактериальную чистоту, что обеспечивает благоприятные условия для развития молочнокислых бактерий и поддерживает их высокую активность. Закваску вносят в процессе заполнения емкости сливками или сразу после наполнения. Для равномерного распределения закваски содержимое емкости тщательно перемешивают в течение 10 — 15 мин. Повторно сливки перемешивают через 1 — 1,5 ч, после чего их оставляют в покое.

Сквашивание сливок.

В процессе сквашивания сливок под действием молочнокислой микрофлоры происходит сбраживание молочного сахара с образованием молочной кислоты и ароматических веществ. В результате накопления в сливках молочной кислоты происходит кислотная коагуляция казеина и денатурированных при пастеризации сывороточных белков с образованием сгустка. Сливки по сравнению с молоком содержат меньше плазмы а следовательно, и питательных веществ для развития молочнокислой микрофлоры. В связи с этим сквашивание сливок происходит медленнее и сгусток образуется через 12 — 16 ч. Окончание сквашивания определяют по кислотности сгустка, которая для сметаны 20%-ной жирности составляет 65 80°Т, 25%-ной жирности — 60 — 75°Т и 30%-ной жирности — 55 — 70°Т.

По окончании сквашивания в межстенное пространство емкости направляют холодную воду для охлаждения сливок до 16 — 18°С. При помощи мешалки сливки тщательно в течение 3 — 15 мин. перемешивают до получения однородной консистенции. В процессе охлаждения сквашенных сливок их необходимо перемешивать каждый час по 3 -5 мин.

Сквашенные сливки имеют нежный сгусток слегка тягучей консистенции. При механическом воздействии сгусток легко разжижается, что может отрицательно отразиться на качестве готового продукта. В связи с этим рекомендуется сквашенные сливки на фасование направлять самотеком. В случае необходимости применяют насосы, оказывающие минимальное воздействие на структуру сгустка.

Фасование и упаковывание сметаны.

На фасование сметану направляют охлажденной до 16—18°С, можно фасовать ее и сразу же после окончания сквашивания. Сметану фасуют в мелкую и крупную тару (для предприятий общественного питания, больниц и др.).

В качестве мелкой тары применяют стеклянные баночки, стаканчики из картона с полимерным покрытием, коробочки и стаканы из полимерных материалов вместимостью 50, 100, 200, 260 и 500 г. Мелкую тару укупоривают соответствующими колпачками из фольги или крышечками. В целях сохранения качества сквашенных сливок фасование из одного резервуара следует проводить не более 4 ч. Мелкофасованную сметану укладывают в металлические корзины, картонные, деревянные и полимерные ящики вместимостью не более 10 кг.

В качестве крупной тары используют алюминиевые бидоны вместимостью до 10 кг, металлические широкогорлые фляги— до 35 кг и деревянные бочки — до 50 кг.

Охлаждение и созревание сметаны.

Фасованную сметану немедленно направляют в холодильную камеру с температурой воздуха 0—8°С для охлаждения и созревания. В процессе созревания сметана приобретает густую консистенцию, а также свойственные ей вкус и запах. С понижением температуры в ней резке замедляется развитие молочнокислых стрептококков, тогда как ароматобразующая микрофлора продолжает свою жизнедеятельность, что придает сметане специфические кисломолочные вкус и запах.

Образование вязкой консистенции в сметане происходит за счет кристаллизации некоторой части ее молочного жира. Для получения сметаны хорошей консистенции объемная доля отвердевшего жира в ней должна составлять 43—45%. Степень кристаллизации молочного жира в сметане зависит от температуры и продолжительности охлаждения. С понижением температуры сметаны и увеличением продолжительности выдержки доля отвердевшего молочного жира в ней увеличивается. Охлаждение и созревание сметаны в крупной таре длится 12—48 ч., в мелкой таре — 6-12 ч. Перемешивать сметану на этом этапе не рекомендуется.

Хранение готового продукта.

Хранят готовый продукт до реализации при температуре не выше 8°С не более 72 ч. с момента окончания технологического процесса, в том числе на предприятиях не более 36 ч

Сметана является одним из самых популярных молочных продуктов.  Биологически обоснованная норма потребления сметаны составляет 6,5 кг в год. При этом, сметана является более полезным продуктом, чем молоко, благодаря более высокому содержанию полезных веществ. Кроме того, усваиваемость сметаны организмом происходит значительно легче, чем других молочных продуктов. Все это делает сметану незаменимым элементом в питании каждого человека.