Технологічний процес виробництва кисломолочних напоїв
З давніх давен людина не могла обходитися без їжі. Вона забезпечує організм людини всіма необхідними речовинами: білками, жирами, вуглеводами та вітамінами. Сама природа потурбувалася за людину давши їй корисні та смачні продукти. Одними з таких є продукти, що виробляються з молока та його складових. З часом виробництво молочних продуктів перейшло від кустарного до автоматизованого.
На сучасному етапі в Україні молочна промисловість стоїть на досить високому рівні, хоча в порівнянні з світовими стандартами багато в чому ми відстаємо від світового рівня.
До складу молочної промисловості входять підприємства по виробництву тваринного масла, цільномолочної продукції, молочних консервів, сухого молока, сира, морозива, казеїну тощо.
Загальна кількість людей в країні з часом зростає; тому, щоб забезпечити їх продукцією, повинен весь час відбуватися ріст виробництва. Ріст виробництва, розширення асортименту повинні суміщуватися з постійним покращенням якості продукції, біологічної цінності та смакових властивостей продуктів. Суттєвою задачею є також більш повне використання сільськогосподарської сировини для виробітку повноцінних продуктів з високим вмістом білка, вітамінів, біологічно активних речовин. Для досягнення поставленої мети необхідно підвищувати технічний рівень підприємств, застосовувати найновіші методи технології та прогресивне обладнання, впроваджувати механізовані та автоматизовані системи виробництва. Збільшення виробничих потужностей передбачається за рахунок розвитку як державного сектору, так і відкриття малих підприємств виробництва молочної продукції.
Найбільш активні розробки ведуться в напрямку інтенсифікації та удосконалення технологічних процесів виробництва молочних продуктів, а також збільшення харчової та біологічної цінності молочних продуктів, їх стійкість при зберіганні, створення нових видів продуктів, зокрема для дієтичного та дитячого харчування, замінників цільного молока для потреб тваринництва, більш повного та ефективного використання вторинної сировини (знежиреного молока, сироватки та пахти).
Основними напрямками технічного процесу молочної промисловості є комплексна механізація виробничих процесів – впровадження безперервно-поточних методів виробництва, застосування високовиробничого обладнання, яке дозволяє збільшити вихід продукції та поліпшення її якості (безперервно діючих стерилізаторів, апаратів з програмним управлінням, розфасувально-пакувальних та розливних ліній), прогресивних засобів та засобів транспортування та збереження готової продукції, а також створення та широке застосування нових видів пакунку, збільшення випуску продукції в малій розфасовці.
ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ АСОРТИМЕНТУ ПРОДУКЦІЇ.
Молоко і молочні продукти займають важливе місце в харчуванні людини. Вони забезпечують організм сприятливо збалансованими і легкозасвоюваними білками, жирами, вуглеводами, мінеральними речовинами і вітамінами.
Молоко - один із самих цінних продуктів харчування. Воно містить усі необхідні для життя людини живильні речовини.
Харчова і біологічна цінність молока обумовлена наявністю в ньому жирів і жироподібних речовин, білків, молочного цукру, мінеральних солей, пігментів, вітамінів, ферментів, імунних тіл, гормонів і інших фізіологічно активних речовин
Харчова і біологічна цінність молока. Білки - найбільш біологічно цінний компонент.
Білки молока володіють ліпотропними властивостями, регулюючи жировий обмін, підвищують збалансованість їжі і засвоєння інших білків. Володіючи амфотерними властивостями, молочний білок захищає організм від отруйних речовин.
Молочний жир є джерелом енергії для біохімічних процесів в організмі.
Молочний цукор (лактоза) є джерелом енергії для біохімічних процесів в організмі, сприяє засвоєнню кальцію, фосфору, магнію, барію.
Мінеральні речовини молока грають значну роль у пластичних процесах формування нових клітин тканин, ферментів, вітамінів, гормонів, а також у мінеральному обміні речовин організму.
Біологічна цінність молока доповнюється наявністю майже всього комплексу відомих і необхідних для організму людини вітамінів, вміст яких змінюється в залежності від раціону годівлі тварин; як правило, підвищено в літній період при утриманні худоби на зелених пасовищах.
1 л молока задовольняє добову потребу дорослої людини у тваринному жирі, кальції, фосфорі; на 53% - у тваринному білку; на 35%—біологічно активних незамінних жирних кислотах і у вітамінах А, С, тіаміні; на 12,6% - в. фосфоліпідах і на 26% - в енергії. Енергетична цінність молока складає 2720· 103 Дж/кг.
Наявність усіх компонентів в оптимальному сполученні і легкопереварюваній формі робить молоко винятково цінним, незамінним продуктом для дієтичного і лікувального харчування, особливо при шлунково-кишкових захворюваннях, хворобі серця і кровоносних судин, печінки, нирок, цукровому діабеті, ожирінні, гострих гастритах. Воно повинно щодня споживатися як частина збалансованої дієти для підтримки тонусу і як чинник збільшення тривалості життя.
Виняткове значення молоко має в харчуванні дітей, особливо в перший період їхнього життя. У оболонковому білку жирових кульок міститься значна кількість фосфоліпідів, аргініну і треоніну - амінокислот, що нормалізують процеси росту і розвитку організму. Молоко є основним джерелом легкозасвоюваних фосфору і кальцію для побудови кісткових тканин.
Біологічна цінність молока доповнюється тим, що воно сприяє створенню кислого середовища в кишковому тракті і придушенню розвитку гнильної мікрофлори. Тому молоко і молочні продукти також широко використовуються як лікувальний засіб при інтоксикації організму отруйними продуктами гнильної мікрофлори.
Добова норма споживання молока для дорослої людини - 0,5 л, для дитини - 1 л.
ХАРЧОВА ЦІННІСТЬ СМЕТАНИ
Серед інших кисломолочних продуктів сметанна виділяється високими харчовими перевагами. Завдяки змінам, що відбуваються з білковою частиною в процесі сквашування, сметана засвоюється організмом швидше і легше, чим вершки відповідної жирності. У ній містяться усі вітаміни, наявні в молоку, причому жиророзчинні А і Е - у декілька разів більше. Деяка молочнокисла бактерія в процесі сквашування сметани спроможні синтезувати вітаміни групи В, тому в сметані в порівнянні з молоком вищий також вміст цих вітамінів.
Сметана користується великим попитом у населення. Її використовують при виготовленні різноманітних блюд, приправ, а також для безпосереднього вжитку в їжу
ХАРЧОВА І БІОЛОГІЧНА ЦІННІСТЬ СИРІВ
Сир відомий людству дуже давно. Він є продуктом із високою енергетичною і біологічною цінністю, що містить незамінні амінокислоти і більш прості з'єднання білкового і небілкового азоту, що легше і швидше засвоюються, чим білки молока. Крім того, сири містять і комплекс жиру, масова частка котрого сильно коливається - від 5-10% до 60% у сухій речовині, і водорозчинні вітаміни, а також багато мікроелементів.
Сир має високу харчову цінність. Енергетична і харчова цінність залежить від вмісту і складу сухих речовин, а також вологи. Харчова цінність сирів полягає ще в тому, що його складові частини, особливо білки, знаходяться в легкозасвоюваній формі, що не потребує від організму великих витрат енергії на перетравлення. Вони засвоюються на 96- 98%.
РОЗРАХУНОК ПРОДУКТІВ.
Розрахунок сировини, яку треба повернути постачальникам.
Визначаємо масу знежиреного молока, яке треба повернути постачальникам, у кількості 20% від маси молока, що поступає на підприємство:
ЖВ = 23,6%
ЖЗН.М. = 0,05%
П = 0,4%
Маса вершків, отриманих при сепаруванні:
П1 = 0,07%
Розрахунок для сиру "Селянського"
Масова частка білку в молоці:
Масова частка жиру нормалізованого молока:
Норма витрати сировини на виробництво 1т сиру:
Норма витрати сиру при фасуванні в пакети масою по 250 г:
P = 1006,8 кг/т.
Маса виготовленого сиру:
Маса нормалізованого молока:
Нормалізація — в потоці.
Маса незбираного молока:
Маса вершків:
Доза внесення закваски – 3%.
Маса закваски з урахуванням втрат:
Норма збирання сировини – 77%.
Маса сироватки:
Розрахунок сметани.
Річна потужність підприємства:
Рецептура на 1т :
Вершки молочного жиру 23,6% — 850 кг
Сироватка молочна — 100 кг
Закваска на знежиреному молоці — 50 кг
1000 кг
Маса вершків фактична:
Перерахунок рецептури на фактичну масу:
850 кг — 1000 кг
3945,41 кг — х кг
100 кг — 1000 кг
х кг — 4641,66 кг
50 кг — 1000 кг
х кг — 4641,66 кг
Рецептура на фактичну масу:
Вершки молочного жиру 23,6% — 4641,66 кг
Сироватка молочна — 464,17 кг
Закваска на знежиреному молоці — 232,08 кг
5337,91 кг
Маса фасованої сметани:
Де ? = 5337,91 кг
НВ = 1009,2 кг/т (наказ № 1025)
Розрахунок напою "Здоров'я" із сироватки
де МСИР.С. — маса сироватки сиру;
МСИР.СМ. — маса сироватки сметани.
Маса закваски:
Маса закваски з урахуванням втрат:
Маса суміші:
Маса готового продукту:
ОПИС ТЕХНОЛОГІЙ. ВИРОБНИЦТВО ПРОДУКЦІЇ ОБРАНОГО АСОРТИМЕНТУ.
ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС ВИРОБНИЦТВА КИСЛОМОЛОЧНИХ НАПОЇВ
До кисломолочних напоїв відносяться простокваша, кефір, кумис, ацидофільні напої, кисломолочні напої із солодовим екстрактом. Крім того, виробляють кисломолочні напої зі сколотин і молочної сироватки.
Всі види кисломолочних напоїв виробляються шляхом сквашування підготовленої вихідної сировини заквасками визначених чистих культур. Отриманий згусток охолоджується, а для деяких продуктів він дозріває.
Для одержання кисломолочних напоїв використовують молоко суцільне і знежирене, вершки, згущене і сухе молоко, казеїнат натрію, сколотини й іншу молочну сировину, а також солодовий екстракт, цукор, плодово-ягідні сиропи, джеми, корицю й ін.
Існує два способи виробництва кисломолочних напоїв — резервуарний і термостатний.
Резервуарний спосіб. Технологічний процес виробництва кисломолочних напоїв резервуарним способом складається з таких технологічних операцій: підготовки сировини, нормалізації, пастеризації, гомогенізації, охолодження, заквашування, сквашування в спеціальних ємностях, охолодження згустку, дозрівання згустку (кефір, кумис), фасовки.
Для виробництва кисломолочних напоїв використовується молоко не нижче другого сорту кислотністю не вище 19 °Т, яке попередньо піддають очищенню. Знежирене молоко, сколотини, вершки, згущене і сухе молоко, казеїнат натрію і плодово-ягідні наповнювачі повинні бути доброякісними без сторонніх присмаків і запахів і пороків консистенції.
Кисломолочні напої виробляють із різноманітною масовою долею жиру: 6; 4; 3,2; 2,5 1,5; 1 %. Тому вихідне молоко відповідно нормалізується до необхідної масової частки жиру. Нормалізація молока здійснюється в потоку на сепараторах-нормалізаторах або змішанням. Нежирні продукти виробляються зі знежиреного молока.
При нормалізації сировини змішанням масу продуктів для змішання визначають по формулах матеріального балансу або по рецептурі.
Нормалізована сировина піддається тепловій обробці. У результаті пастеризації знищуються мікроорганізми в молоці і створюються умови, сприятливі для розвитку мікрофлори закваски. Найкращі умови для розвитку мікроорганізмів створюються, якщо молоко пастеризується при температурах, близьких до 100 °С. При цих умовах відбувається денатурація сироваткових білків, що беруть участь у побудові структурної сітки згустку, підвищуються гідратаційні властивості казеїну і його спроможність до утворення більш щільного згустку, що добре утримує сироватку. Тому при виробництві всіх кисломолочних напоїв, крім ряжанки і варенца, вихідна сировина пастеризується при температурі 85-87 °С із витримкою 5-10 хв. або при 90- 92 °С із витримкою 2-3 хв., ряжанки і варенца — 95-98 °С із витримкою 2-3 год. Крім того, при виробництві варенца використовується і стерилізація молока.
Теплова обробка молока звичайно пов'язується з гомогенізацією. У результаті гомогенізації при температурі 55-60 °С і тиску 17,5 МПа поліпшується консистенція кисломолочних продуктів і запобігається відділення сироватки.
Після пастеризації і гомогенізації молоко охолоджується до температури заквашування. При використанні закваски, приготовленої на термофільних бактеріях, молоко охолоджується до 50 - 55°С, мезофільних —30—35 °С і кефірної закваски — 18-25 °С.
У охолоджене до температури заквашування молоко повинна бути негайно внесена закваска, яка відповідає виду продукту. Найбільш раціонально вносити закваску в молоко в потоці. Для цього закваска через дозатор подається безперервно в молокопровід і в змішувачі змішується з молоком.
Сквашування молока проводять при температурі заквашування. У процесі сквашування відбувається розмноження мікрофлори закваски, наростає кислотність, коагулює казеїн і утвориться згусток. Закінчення сквашування визначають по утворенню достатньо щільного згустку і досягненню визначеної кислотності.
По закінченні сквашування продукт негайно охолоджується. Кисломолочні продукти, виготовлені без дозрівання, негайно направляються на охолодження.
Мал. 45. Схема технологічної лінії виробництва кисломолочних напоїв резервуарним способом:
/-ємність для сирого молока; 2 - насоси; 3 - балансировочный бачок: 4-пластинчаста пастерпзационно-охладительная установка; 5 - пульт керування; 6 - поворотний клапан;
7 - сепаратор-нормализатор; 8 - гомогенизатор; 9 - ємність для витримування молока;
10 - ємність для кисломолочних напоїв; Л - змішувач; 12 - заквасочник
Кефір, що виготовляється із дозріванням, після сквашування охолоджується до 14-16 °С і при цій температурі дозріває. Тривалість дозрівання кефіру не менше 10-12 год. Під час дозрівання активізуються дріжджі, відбувається процес спиртового бродіння, у результаті чого в продукті накопичуються спирт, вуглекислота й інші речовини, які надають цьому продукту специфічні властивості.
Технологічна лінія виробництва кисломолочних напоїв резервуарним способом подана на мал.??. Молоко з ємності для сирого молока подається в балансировочний бачок, звідки направляється в рекуперативну секцію пастеризаційно-охолоджувальної установки, де підігрівається до 55-57 °С.
Для пастеризації молока використовуються пастеризаційно-охолоджувальні установки для кисломолочних продуктів, у яких можна проводити пастеризацію з необхідною витримкою і наступним охолодженням до температури сквашування. Підігріте молоко направляється спочатку в сепаратор-нормалізатор, а потім - на гомогенізатор.
Для гомогенізації призначені гомогенізатори клапанного типу. З гомогенізатора молоко спочатку надходить у секцію пастеризації, далі через пульт керування — у ємність для витримування і повертається в рекуперативну секцію і у секцію охолодження пастеризаційно-охолоджувальної установки, де охолоджується до температури заквашування. Якщо по виході із секції пастеризації молоко не досягло заданої температури, то воно за допомогою поворотного клапану направляється в балансировочний бачок для повторної пастеризації. Охолоджене молоко надходить у ємність для виробництва кисломолочних напоїв, перемішуючись у змішувачі з закваскою.
Сквашування молока проводять у спеціальних двостінних вертикальних ємностях, обладнаних мішалками з автоматичним пристроєм.
Мішалка обладнана таким чином, щоб не збовтувати кефір і не різати його на шари і кубики, а рівномірно й одночасно перемішувати всю масу кефіру. Часткове перемішування або розрізка згустку призводить до відділення сироватки, а збовтування мішалкою — до піноутворення, що у свою чергу викликає відділення сироватки.
Автоматичний пристрій забезпечує протікання сквашування по визначеному циклі: перемішування - спокій - перемішування, а також служить для вмикання системи охолодження. Охолодження здійснюють холодною водою або росолом, що циркулює по кільцевому зазорі між внутрішньою і середньою ємностями. Середня ємність постачена теплоізоляцією, облицьованої захисним кожухом.
Для виробітки кисломолочних продуктів використовуються ємності місткістю 2000, 4000, 6000 і 10000 л.
Заквашене молоко сквашується в ємності до необхідної кислотності. Отриманий згусток охолоджується в тій же ємності, при цьому через кожні 30-40 хв. включається мішалка для розмішування згустку і більш швидкого його охолодження. Якщо потрібно дозрівання, то згусток охолоджується до температури дозрівання й залишається в ємності на дозрівання.
Охолодження продукту можна проводити в потоці. Для цього молоко заквашується в ємності, а по досягненні заданої кислотності продукт подається на пластинчастий охолоджувач, де охолоджується в потоці до необхідної температури і надходить у проміжну ємність, звідки направляється на фасовку.
Кисломолочні напої фасуються в термозварювальні пакети або в скляну тару на автоматах для фасовки рідких молочних продуктів.
ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС ВИРОБНИЦТВА СМЕТАНИ
Сметану одержують із нормалізованих пастеризованих вершків шляхом сквашування їх закваскою, виготовленою на чистих культурах молочнокислих бактерій, і дозрівання при низьких температурах.
У залежності від мікрофлори закваски і масової частки жиру сметану випускають таких видів (табл. 1).
Таблиця 1
Сметана
Масова частка жиру, %
Кислотність, °Т
Дієтична
10
70-100
15%-ної жирності
15
65-110
20%-ної
20
65-100
Ацидофільна
20
65-100
30%-ної жирності
30
60-100
Сметану виробляють двома способами: резервуарним і термостатним.
Резервуарний спосіб. Технологічний процес виробництва сметани резервуарним способом складається з таких технологічних операцій: приймання і сепарування молока, нормалізації вершків, пастеризації, гомогенізації й охолодження вершків, заквашування і сквашування вершків, перемішування поквашених вершків, фасовки, охолодження і дозрівання сметани.
Прийняте молоко сепарується при 40-45°С. Отримані вершки нормалізуються суцільним або знежиреним молоком.
Нормалізовані вершки пастеризуються при 85-90 °С із витримкою від 15 із до 10 хв. або при 90-96 °С із витримкою від 20 із до 5 хв. у залежності від виду сметани.
Пастеризовані вершки прохолоджуються до 60-70 °С і направляються на гомогенізацію.
У виробництві сметани з масовою часткою жиру 15, 20 і 30% припускається здійснювати гомогенізацію вершків при температурі 50-70 °С до пастеризації. У виробництві ацидофільної сметани гомогенізацію проводять при температурі 26-30 °С і тиску 15-20 МПа після підсквашування вершків.
У гомогенізованих вершках збільшується поверхня жирової фази. При цьому оболонки жирових кульок, що утворилися знову, додатково зв'язують вільну воду. Білкові речовини оболонок жирових кульок беруть участь у структуроутворенні при сквашуванні вершків. Гомогенізація покращує умови кристалізації молочного жиру при дозріванні сметани, що сприяє формуванню рясної консистенції сметани.
Вершки прохолоджуються до температур заквашування 20-26 °С (для дієтичної сметани і сметани 15%-ной жирності до 28- 32 °С, а для ацидофільної до 40-44 °С).
Вершки заквашуються закваскою в кількості 1-5 % (для ацидофільної сметани 5-7 % маси вершків). Для сметани 20%-ної і 30%-ної жирності використовують закваску, виготовлену на чистих культурах мезофільних молочнокислих стрептококів, для сметани дієтичної і 15%-ної жирності - на чистих культурах мезофільних і термофільних молочнокислих стрептококів, а для ацидофільної - на чистих культурах ацидофільної палички і ароматутворюючого стрептокока. Для заквашування вершків використовують також бактеріальний концентрат.
У виробництві сметани 15%-ної жирності для одержання більш щільного згустку припускається вносити в вершки ферментний препарат.
Сквашування вершків проводять до утворення згустку і досягнення кислотності 68-75 °Т (дієтична сметанна), 55-75 (сметанна 15%-ної жирності), 65-80 (сметанна 20%-ної жирності) і 55-70 °Т (сметанна 30%-ної жирності). Тривалість процесу сквашування складає 6-16 год. у залежності від виду сметани.
При сквашуванні, охолодженні і дозріванні відбуваються основні процеси структуроутворення сметани, що формують консистенцію готового продукту. При сквашуванні вершків відбувається спільна кислотна коагуляція казеїну і сироваткових білків. Деякі сироваткові білки, денатуровані в процесі пастеризації, утворюють комплекси з казеїном. При цьому поліпшуються гідратаційні властивості казеїну, який краще зв'язує воду в період сквашування, що забезпечує щільну консистенцію продукту, яка добре утримує сироватку. Крім того, при сквашуванні відбуваються часткове затвердіння жиру в жирових кульках і деяка втрата негативного заряду на їх поверхні в результаті підвищення кислотності вершків, утворюються скупчення жирових кульок, що беруть участь у формуванні структури продукту.
По закінченні сквашування вершки перемішуються протягом З—15 хв. і направляються на фасовку самотоком або насосами. Припускається охолодження поквашених вершків у резервуарі до температури не нижче 18-20 °С щоб уникнути зайвого наростання кислотності.
Сметану випускають у дрібній упаковці (скляній тарі, стаканчиках і коробочках із полімерних матеріалів або картонних із полімерним покриттям) масою по 0,05-0,5 кг. Для значної фасовки сметани використовують алюмінієві бідони місткістю 10 кг, металеві фляги—до 35 кг і дерев'яні бочки - 50 кг.
Після фасовки сметану направляють на охолодження і фізичне дозрівання. Сметана охолоджується до температури не вище 8°С у холодильних камерах із температурою повітря 0-8°С. Одночасно з охолодженням продукту відбувається його дозрівання. Тривалість охолодження і дозрівання сметани в значній тарі 12-48 год., а в дрібній — 6-12 год. Дозрівання проводять для того, щоб сметана набула щільної консистенції. Це відбувається, в основному, внаслідок затвердіння
122
'Полою для мртлизации Вершки
Мал. 61. Схема технологічної лінії виробництва сметани резервуарпым способом:
1 - ємність для вершків: 2 - насос; 3 - зрівняльний бак; 4-пластинчаста пастеризаційна-охолоджувальна установка; 5 - гомогенизатор; 6 - выдерживатель; 7 - ємність для виробітки кисломолочних продуктів; 8 - автомат для фасовки
гліцеридів молочного жиру і деяких компонентів оболонок жирових кульок. Ступінь затвердіння гліцеридів залежить від температури охолодження і тривалості витримки: із зниженням температури кількість отверділого молочного жиру в сметані збільшується. При 2- 8 °С вона складає 35-50 %.
Після дозрівання продукт готовий до реалізації. Технологічний процес виробництва сметани резервуарним способом здійснюється на лінії (мал. 61). Отримані вершки направляються в ємність, у якій проводять нормалізацію суцільним або знежиреним молоком. Потім вершки пастеризуються на пластинчастій пастеризаційно-охолоджувальній установці для вершків або на трубчастій пастеризаційній установці і направляються на гомогенізацію, що здійснюється в гомогенізаторах клапанного типу. Пастеризовані вершки витримуються у витримувачах, прохолоджуються на пастеризаційно-охолоджувальній установці, направляються на сквашування.
Для сквашування вершків використовують ємності для виробництва кисломолочних продуктів.
Для подачі поквашених вершків на фасовку призначені поршневі, мембранні, гвинтові, ротаційні і шестеренні насоси.
Фасовка поквашених вершків здійснюється на автоматах та напівавтоматах, розрахованих на дозування в’язких молочних продуктів.
ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС ВИРОБНИЦТВА СИРІВ
Виробництво сиру здійснюють традиційним способом і способом із застосуванням ультрафільтрації.
Традиційний спосіб. У основу цього способу покладений принцип концентрування складових частин молока, головним чином білку і жиру, шляхом відділення сироватки від молочного згустку, отриманого в результаті сичугової або кислотно-сичугової коагуляції. Сироватка, що виділяється, містить молочний цукор, сироваткові білки, жир і мінеральні солі. Основним недоліком традиційного способу виробництва є трудність регулювання вологості і кислотності продукту, оскільки ці показники залежать від цілого ряду чинників. Одержання значної кількості сироватки призводить до зниження виходу готового продукту, тому що в сироватку переходить частина білків і жиру вихідної сировини.
Технологічний процес виробництва натуральних сирів традиційним способом включає такі операції: приймання молока; проміжне збереження; підігрів; очищення і нормалізацію; пастеризацію; охолодження і дозрівання; підігрів молока; внесення закваски, хлористого кальцію і сичужного ферменту; згортання молока; обробку згустку; формовка сиру; самопресування і пресування сиру; його посолку і дозрівання.
Загальними операціями у виробництві всіх груп сирів є технологічні операції по підготовці молока до згортання. Деякі особливості мають місце тільки при нормалізації, пастеризації і дозріванні молока.
Ціль нормалізації молока в сироварінні полягає в одержанні визначеного співвідношення між жиром і сухим залишком сиру, що називається жирністю сиру в сухій речовині. Така жирність прийнята за стандартний розмір, тому що в процесі дозрівання сиру не змінюється. Вміст жиру в сухій речовині сиру залежить в основному від співвідношення жиру і білку в нормалізованій суміші, ступеня використання цих компонентів, співвідношення між казеїном і сироватковими білками, а також від вмісту солі. Тому в залежності від складу молока необхідно підбирати визначену жирність суміші для виготовлення сиру.
При виробництві сирів молоко пастеризується при 71-72 °С із витримкою 20-25 с. У випадку високої бактеріальної осемененності припускається підвищувати температуру до 74-76 °С.
При більш високих температурах відбувається денатурація сироваткових білків, які, адсорбуючись на казеїнових частинках, погіршують їхню взаємодію із сичужним ферментом, і одержуваний згусток міцніше утримує сироватку. У результаті буде потрібно більше часу для утворення й опрацювання згустку.
При виробництві сирів, що мають підвищену вологість, можна застосувати більш високий режим пастеризації (80 - 86 °С із витримкою 20-25 с), що буде сприяти підвищенню виходу сиру в результаті утримання в згустку денатурованих сироваткових білків.
Пастеризацію звичайно поєднують із дезодорацією з метою одержання сиру високої якості. Після пастеризації молоко піддається дозріванню для підвищення його кислотності на 1- 5 °Т і збільшення розчинності солей кальцію. Це необхідно для одержання більш тривкого сичугового згустку і поліпшення умов для розвитку молочнокислих мікроорганізмів. Якщо молоко має вже необхідну кислотність, то його переробляють без дозрівання або піддають дозріванню тільки частину молока в кількості 25-30%.
Дозріванню може піддаватися сире і пастеризоване молоко. Для дозрівання сирого молока використовують тільки молоко першого сорту. Після очищення на молокоочищувачах воно охолоджується до 8-10 °С і піддається дозріванню протягом 10-14 год. Проте в сирому молоці можуть розвиватися психрофільні мікроорганізми й інша стороння мікрофлора, що може надалі вплинути на якість продукту. Тому дозріванню бажано піддавати пастеризоване молоко, яке охолоджують, вносять закваску в кількості 0,1-0,3% і направляють на дозрівання. Після дозрівання молоко заквашують закваскою, доза і склад якої залежать від виду вироблюваного сиру. Основною мікрофлорою заквасок для сиру є молочнокислі стрептококи і палички, для окремих груп сирів також використовують пропіоново-кислі мікроорганізми, культурні цвілі і бактерії сирного слизу. Доза закваски звичайно складає 0,3-3% маси нормалізованого молока.
Згортання молока сичужним ферментом є специфічною операцією у виробництві сирів.
Перед згортанням у молоко добавляються закваска, хлорид кальцію і сичужний фермент. Хлорид кальцію вносять із метою збільшення кількості розчинних солей кальцію, тому що їх недостача призводить до утворення пухкого згустку. Звичайно використовується доза хлориду кальцію 10-40 г сухої солі на 100 л молока. Середня доза сичугового ферменту складає 2-2,5 г ферменту на 100 л молока.
Фермент вносять у молоко у вигляді 1-2,5%-ного розчину, приготовленого на воді або кислій освітленій пастеризованій, сироватці. Кислотність сироватки повинна складати 60-70 °Т. При розчиненні ферменту температура кислої сироватки повинна бути 35-40 °С, а води—25—35 °С. Більш високі температури знижують активність ферменту. Розчини ферменту, приготовлені на кислій сироватці, можна зберігати протягом доби, а приготовлені на воді - не більш 2-3 год., при більш тривалому зберіганні активність ферменту знижується.
Згортання молока здійснюється при температурі, оптимальній для розвитку мезофільної молочнокислої мікрофлори, тому що при подальшій обробці згустку дуже важливим чинником є його кислотність, що обумовлюється молочнокислим бродінням. Температура згортання молока приймається 30 - 35 °С.
Готовність сичужного згустку оцінюють по тривалості згортання і щільності згустку. При розрізуванні готового згустку утворюється рівний розкол і виділяється прозора зеленувата сироватка. Тривалість згортання для різноманітних груп сирів приймається від 15-30 до 40-60 ХВ.
При обробці згустку намагаються одержати сирну масу з визначеними вологістю і кислотністю. Вологість сирної маси в процесі обробки зменшується в результаті виділення сироватки, що обумовлено складним фізико-хімічним процесом — синерезисом.
Цей процес являє собою поступовий стиск білкового згустку в результаті збільшення зв'язків між білковими частинками.
Обробка згустку включає розрізку, постановку, вимішування, друге нагрівання й обсушку зерна.
Розрізка згустку являє собою подрібнення згустку за допомогою спеціальних механічних ножів-мішалок, ріжучими елементами яких служить тонкий дріт або тонкі пластинки з нержавіючої сталі. Відстань між ріжучими елементами складає 7-8 або 10-12 мм. У результаті розрізки згусток дробиться на кубики, розмір яких залежить від відстані між ріжучими елементами. При розрізці збільшується питома поверхня згустку, що сприяє швидкому виділенню сироватки. Після розрізки згустку зливають до 30% сироватки.
Постановка сирного зерна полягає в подальшому роздрібненні згустку до визначеного розміру окремих шматочків згустку, які називають сирним зерном. Розмір зерна одержують тим менше, чим нижче потрібно одержати вологість готового сира. Необхідно домогтися рівномірного по величині сирного зерна. Таке зерно рівномірно обсихає. У випадку неправильної постановки утвориться багато дрібних частинок згустку - “сирного пилу”. Такі частинки при відділенні сироватки вилучаються разом із сироваткою, що призводить до зниження виходу сиру. Для запобігання утворення “сирного пилу” ніжний згусток необхідно дробити повільно, а міцний - швидко. Для постановки дрібного зерна потрібно більше часу. Звичайно тривалість постановки зерна складає 10-20 хв.
Вимішування зерна перед другим нагріванням роблять із метою його обсушки й ущільнення, а також розвитки молочнокислого процесу. При вимішуванні обсяг сирного зерна скорочується, воно набуває округлої форми. Кислотність сирного зерна і сироватки підвищується. Звичайно тривалість цієї операції для різноманітних сирів складає 15-50 хв. Готовність сирного зерна до другого нагрівання визначають шляхом стиску грудки з зерен у руці. Готове зерно не продавлюється між пальцями.
Після вимішування зерна проводять його друге нагрівання, ціль котрого — прискорити виділення сироватки. Розрізняють режим низького другого нагрівання, що відповідає температурі 38-42 °С, і високого другого нагрівання - 47-60 °С.
Перед другим нагріванням сирного зерна видаляють сироватку (20-30% маси молока). Для регулювання молочнокислого процесу припускається проводити нагрівання шляхом додавання 5- 20% гарячої води, температура котрої 65-75 °С. У результаті знижуються кислотність сироватки й вміст молочного цукру у відпресованому сирі. При нагріванні сирного зерна підвищується його клейкість і воно легко утворює грудки. Для попередження комкування сирного зерна процес другого нагрівання проводять при постійному вимішуванні сирного зерна. Якщо регулювання кислотності сироватки не потрібно, те процес другого нагрівання здійснюють шляхом непрямого нагрівання суміші сирного зерна і сироватки паром або гарячою водою. Тривалість нагрівання до низької температури другого нагрівання 10 -20 хв., а до високої температури другого нагрівання — 25-40 хв. і більше.
Після другого нагрівання сирного зерна проводять його обсушку, домагаючись визначених вологості і кислотності. Зерно набуває округлої форми і зменшується в розмірі. Клейкість зерна зменшується. Для одержання високоякісного сиру необхідно правильно визначити закінчення обсушки. Якщо зерно недостатньо оброблене, те сир утворюється занадто м'яким і схильний до здуття. При пересушуванні зерна воно втрачає клейкість, сир погано формується, повільно дозріває і має тверду консистенцію.
Готове зерно повинно бути пружним, при стиску в руці зерна повинні утворювати грудку, яка при легкому струшуванні повинна розламуватися, а при розтиранні між долонями роз'єднуватися на окремі зерна. При пережовуванні готового зерна відчувається похрустіння.
Одночасно з обсушкою для основних груп сирів рекомендується проводити часткову посолку в зерні, що сприяє гідратації сирної маси і підвищує вологість сиру. Це надалі стимулює ріст активної кислотності сиру. Для проведення часткової посолки в зерні зливають сироватку, залишаючи приблизно 30% її маси, і добавляють концентрований росол. Доза солі береться з розрахунку 200-300 або 300-700 р на 100 кг нормалізованого молока. Повна посолка в зерні призводить до різкого гальмування молочнокислого процесу неможливості росту шкідливої мікрофлори.
Після обсушки сирного зерна і часткової посолки починають формовку сиру, що являє собою процес об'єднання сирних зерен у моноліт. З'єднання зерен досягається шляхом їхнього злипання і видалення сироватки, що знаходиться між зернами. Формовку можна здійснювати декількома способами: із шару, наливом, насипом і викладанням неопрацьованого згустку у форми.
При формовці насипом сироватка відокремлюється від зерна на відділювачах сироватки і форми заповнюються зерном. У випадку формовки із шару і наливом міжзерновий простір залишається заповненим сироваткою. При формовці насипом між зернами потрапляє значна кількість повітря і сир утворюється з “пустотним” малюнком, тобто на розтині сиру виявляється велика кількість дрібних очок.
Формовка викладанням неопрацьованого згустку у форми використовується при виробництві сирів, для яких не потрібна обробка згустку.
За формовкою сиру слідують самопресування і пресування.
У процесі самопресування сир разом із формами перевертають, щоб його ущільнення відбувалося однаково з нижньої і верхньої сторін. Тривалість самопресування для сирів різних груп від 30-60 хв. до 3-18 год.
Пресуванню піддають сири при різноманітному тиску з метою подальшого ущільнення сирної маси, видалення сироватки з міжзернового простору, надання визначеної форми сиру й утворення добре замкнутого поверхневого прошарку. Замикання поверхні сиру відбувається в результаті сильної деформації сирних зерен у поверхневому прошарку сиру: зерна стають плоскими і своєю поверхнею перекривають міжзернові канали. На сирі з замкнутою поверхнею значно гірше розвиваються цвіль і інші мікроорганізми, що потрапляють на поверхню з зовнішнього середовища. При поганому замиканні поверхні цвіль може проникати по міжзернових каналах усередину сиру, у результаті якість продукту знижується.
Відпресований сир піддають посолу. У результаті посолки сиру регулюється розвиток мікроорганізмів у ньому, тому що підвищується осмотичний тиск у водяній фракції сиру. Сіль є також смаковим компонентом, а концентрація її впливає на гідрофільність білків сиру. При вмісті 1% солі сирна маса зв'язує велику кількість вологи. З підвищенням вмісту солі гідрофільність білків знижується, що призводить до зниження вологості сиру, і сир набуває твердої крихкої консистенції.
Розрізняють декілька засобів посолки сиру: посолка в росолі, посолка сухою сіллю, посолка соляною гущею, посолка в зерні.
Найбільш широко поширена посолка в росолі, що здійснюється шляхом занурення в нього окремих голівок сирів або контейнера із сирами. Місткість контейнера звичайно складає 200-400 кг. Контейнери встановлюються в басейн із росолом в один або два яруси. Підйом і опускання контейнера здійснюються за допомогою тельфера, що пересувається по монорельсу, змонтованому над басейном, або за допомогою пересувного мостового крана.
Посолка сиру в росолі відбувається шляхом дифузії солі в сир і проникнення росолу по капілярах сирної маси.
Температуру росолу звичайно підтримують у межах 8-12°С. Тривалість посолки в росолі сирів різноманітних груп звичайно складає від 20 хв. до 8 діб.
З метою зниження бактеріального обсеменіння росолу він пастеризується при 85-90 °С із подальшим охолодженням до 8- 12°С. Пастеризацію росолу проводять не рідше 1 разу на місяць, а охолодження - щодня.
Посолка сухою сіллю або соляною гущею застосовується рідко і звичайно пов’язується з посолом у росолі. Спосіб здійснюється шляхом, посипання або натирання сіллю поверхні сиру.
Відпресований і посолений сир піддається дозріванню, тобто витримці при визначеному температурно-вологостному режимі. У процесі дозрівання сиру під дією ферментів мікрофлори й адсорбованого сичужного ферменту відбуваються глибокі біохімічні перетворення, що обумовлюють його смак, аромат, структуру і цвіт.
Молочний цукор зброджується молочнокислими і аромат утворюючими мікроорганізмами, з утворенням молочної кислоти, ароматних речовин і вуглекислого газу. Поряд із молочною кислотою утворюються в незначних кількостях інші кислоти, наприклад оцтова, пропіонова і масляна.
Білки сиру піддаються протеолізу в результаті дії ферментів молочнокислих мікроорганізмів, цвілей (у випадку їх використання) і сичужного ферменту. Розпад білку відбувається за схемою: білок – пептони – пептиди – дипептиди – амінокислоти.
Амінокислоти у свою чергу можуть перетворюватися в аміни, жирні кислоти, альдегіди, кетони і різноманітні гази (аміак, сірководень і т.д.).
Молочний жир у процесі дозрівання піддається гідролітичному розпаду (ліполізу) і окислюванню під дією ферментів мікроорганізмів. Ліполіз жиру в значній мірі має місце в сирах (рокфор, камамбер і ін.), що дозрівають за участю культурних цвілей.
Цвілі виробляють активні ліпази, наявність яких призводить до ліполізу жиру. У сирах, що дозрівають під дією молочнокислої мікрофлори, ліполіз жиру має місце, але в значно меншому ступені. При ліполізі утворюються жирні кислоти, що надають сиру своєрідний гострий перцевий смак.
Активним регулятором біохімічних і мікробіологічних процесів у сирі є молочна кислота. Найбільша кількість її накопичується на початку дозрівання після зброджування цукру. У цей момент рН сирної маси знижується до 5,1-5,2. При такій кислотності придушується ріст газоутворюючої і іншої сторонньої мікрофлори.
Кислотність сирної маси регулюється шляхом застосування різноманітних заквасок і їхньої кількості, а також концентрацією цукру в сирі, від якого залежить вихід молочної кислоти при молочнокислому бродінні. Для зниження вмісту цукру частину сироватки в процесі другого нагрівання заміняють пастеризованою водою. У процесі протеолізу утворюються лужні продукти і рH сиру поступово підвищується.
У процесі дозрівання сири потребують конкретного догляду, який полягає в перевертанні сирів, мийці для видалення цвілі і нанесенні покриттів, що перешкоджають пліснявінню й усушці сиру. Дозрівання сирів здійснюється в холодних і теплих, а також у бродильних камерах, температура в котрих відповідно складає 10-12, 13-17 і 20-25 °С. У перші 10 -20 діб вологість у камерах підтримується на рівні 85-90%, а в наступні — 80-85%. Сир дозріває на стелажах або в контейнерах, покладених у 2-3 яруси.
ПЕРЕЛІК ЛІТЕРАТУРИ:
1. Г. В. Твердохлеб, З. Х. Диланен, Л. В. Чикулаева "Технология
молока и молочных продуктов" — М.:, ВО "АГРОПРОМИЗДАТ",
1991.
2. М. А. Гришин, Ф. С. Соколов "Производство молочных консервов" — Киев, "Вища школа", 1982.
3. Крусь, Тиняков "Технология и оборудование предприятий
молочной промышленности" —
ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС ВИРОБНИЦТВА КИСЛОМОЛОЧНИХ НАПОЇВ
До кисломолочным напоїв відносяться простокваша, кефір, кумис, ацидофільні напої, кисломолочні напої із солодовим екстрактом. Крім того, виробляють кисломолочні напої зі сколотин і молочної сироватки.
Всі види кисломолочних напоїв виробляються шляхом сквашування підготовленої вихідної сировини заквасками визначених чистих культур. Отриманий згусток охолоджується, а для деяких продуктів він дозріває.
Для одержання кисломолочних напоїв використовують молоко суцільне і знежирене, вершки, згущене і сухе молоко, казеінат натрію, сколотини й іншу молочну сировину, а також солодовий екстракт, цукор, плодово-ягідні сиропи, джеми, корицю й ін.
Існує два способи виробництва кисломолочних напоїв — резервуарний і термостатный.
Резервуарний спосіб. Технологічний процес виробництва кисломолочних напоїв резервуарним способом складається з таких технологічних операцій: підготовки сировини, нормалізації, пастеризації, гомогенізації, охолодження, заквашування, сквашування в спеціальних ємностях, охолодження згустка, дозрівання згустка (кефір, кумис), фасовки.
Для виробництва кисломолочних напоїв використовується молоко не нижче другого сорту кислотністю не вище 19 °Т, яке попередньо піддають очищенню. Знежирене молоко, сколотини, вершки, згущене і сухе молоко, казеінат натрію і плодово-ягідні наповнювачі повинні бути доброякісними без сторонніх присмаків і запахів і пороків консистенції.
Кисломолочні напої виробляють із різноманітною масовою долею жиру: 6; 4; 3,2; 2,5 1,5; 1 %. Тому вихідне молоко відповідно нормалізується до необхідної масової частки жиру. Нормалізація молока здійснюється в потоку на сепараторах-нормалізаторах або змішанням. Нежирні продукти виробляються зі знежиреного молока.
При нормалізації сировини змішанням масу продуктів для змішання визначають по формулах матеріального балансу або по рецептурі.
Нормалізована сировина піддається тепловій обробці. У результаті пастеризації знищуються мікроорганізми в молоці і створюються умови, сприятливі для розвитку мікрофлори закваски. Найкращі умови для розвитку мікроорганізмів створюються, якщо молоко пастеризується при температурах, близьких до 100 °С. При цих умовах відбувається денатурація сироваткових білків, що беруть участь у побудові структурної сітки згустку, підвищуються гідратаційні властивості казеіну і його спроможність до утворення більш щільного згустку, що добре утримує сироватку. Тому при виробництві всіх кисломолочних напоїв, крім ряжанки і варенца, вихідна сировина пастеризується при температурі 85-87 °С із витримкою 5-10 хв. або при 90- 92 °С із витримкою 2-3 хв., ряжанки і варенца — 95-98 °С із витримкою 2-3 год. Крім того, при виробництві варенца використовується і стерилізація молока.
Теплова обробка молока звичайно пов'язується з гомогенізацією. У результаті гомогенізації при температурі 55-60 °С і тиску 17,5 МПа поліпшується консистенція кисломолочних продуктів і запобігається відділення сироватки.
Після пастеризації і гомогенізації молоко охолоджується до температури заквашування. При використанні закваски, приготовленої на термофільних бактеріях, молоко охолоджується до 50 - 55°С, мезофільних —30—35 °С і кефірної закваски — 18-25 °С.
У охолоджене до температури заквашування молоко повинна бути негайно внесена закваска, яка відповідає виду продукту. Найбільш раціонально вносити закваску в молоко в потоці. Для цього закваска через дозатор подається безперервно в молокопровід і в змішувачі змішується з молоком.
Сквашування молока проводять при температурі заквашування. У процесі сквашування відбувається розмноження мікрофлори закваски, наростає кислотність, коагулює казеїн і утвориться згусток. Закінчення сквашування визначають по утворенню достатньо щільного згустку і досягненню визначеної кислотності.
По закінченні сквашування продукт негайно охолоджується. Кисломолочні продукти, виготовлені без дозрівання, негайно направляються на охолодження.
Мал. 45. Схема технологічної лінії виробництва кисломолочних напоїв резервуарним засобом:
/-ємність для сирого молока; 2 - насоси; 3 - балансировочный бачок: 4-пластинчаста пастерпзационно-охладительная установка; 5 - пульт керування; 6 - поворотний клапан;
7 - сепаратор-нормализатор; 8 - гомогенизатор; 9 - ємність для витримування молока;
10 - ємність для кисломолочних напоїв; Л - змішувач; 12 - заквасочник
Кефір, що виготовляється із дозріванням, після сквашування охолоджується до 14-16 °С і при цій температурі дозріває. Тривалість дозрівання кефіру не менше 10-12 год. Під час дозрівання активізуються дріжджі, відбувається процес спиртового бродіння, у результаті чого в продукті накопичуються спирт, вуглекислота й інші речовини, які надають цьому продукту специфічні властивості.
Технологічна лінія виробництва кисломолочних напоїв резервуарним засобом подана на мал.??. Молоко з ємності для сирого молока подається в балансировочний бачок, звідки направляється в рекуперативну секцію пастеризаційно-охолоджувальної установки, де підігрівається до 55-57 °С.
Для пастеризації молока використовуються пастеризаційно-охолоджувальні установки для кисломолочних продуктів, у яких можна проводити пастеризацію з необхідною витримкою і наступним охолодженням до температури сквашування. Підігріте молоко направляється спочатку в сепаратор-нормалізатор, а потім - на гомогенізатор.
Для гомогенізації призначені гомогенізатори клапанного типу. З гомогенізатора молоко спочатку надходить у секцію пастеризації, далі через пульт керування — у ємність для витримування і повертається в рекуперативну секцію і у секцію охолодження пастеризаційно-охолоджувальної установки, де охолоджується до температури заквашування. Якщо по виході із секції пастеризації молоко не досягло заданої температури, то воно за допомогою поворотного клапану направляється в балансировочний бачок для повторної пастеризації. Охолоджене молоко надходить у ємність для виробництва кисломолочних напоїв, перемішуючись у змішувачі з закваскою.
Сквашування молока проводять у спеціальних двустінних вертикальних ємностях, обладнаних мішалками з автоматичним пристроєм.
Мішалка обладнана таким чином, щоб не збовтувати кефір і не різати його на шари і кубики, а рівномірно й одночасно перемішувати всю масу кефіру. Часткове перемішування або розрізка згустку призводить до відділення сироватки, а збовтування мішалкою — до піноутворення, що у свою чергу викликає відділення сироватки.
Автоматичний пристрій забезпечує протікання сквашування по визначеному циклі: перемішування - спокій - перемішування, а також служить для вмикання системи охолодження. Охолодження здійснюють холодною водою або росолом, що циркулює по кільцевому зазорі між внутрішньою і середньою ємностями. Середня ємність постачена теплоізоляцією, облицьованої захисним кожухом.
Для виробітки кисломолочних продуктів використовуються ємності місткістю 2000, 4000, 6000 і 10000 л.
Заквашене молоко сквашується в ємності до необхідної кислотності. Отриманий згусток охолоджується в тій же ємності, при цьому через кожні 30-40 хв. включається мішалка для розмішування згустку і більш швидкого його охолодження. Якщо потрібно дозрівання, то згусток охолоджується до температури дозрівання й залишається в ємності на дозрівання.
Охолодження продукту можна проводити в потоці. Для цього молоко заквашується в ємності, а по досягненні заданої кислотності продукт подається на пластинчастий охолоджувач, де охолоджується в потоці до необхідної температури і надходить у проміжну ємність, звідки направляється на фасовку.
Кисломолочні напої фасуються в термозварювальні пакети або в скляну тару на автоматах для фасовки рідких молочних продуктів.
ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС ВИРОБНИЦТВА СМЕТАНИ
Сметану одержують із нормалізованих пастеризованих вершків шляхом сквашування їх закваскою, виготовленою на чистих культурах молочнокислих бактерій, і дозрівання при низьких температурах.
У залежності від мікрофлори закваски і масової частки жиру сметану випускають таких видів (табл. 1).
Таблиця 1
Сметана
Масова частка жиру, %
Кислотність, °Т
Дієтична
10
70-100
15%-ної жирності
15
65-110
20%-ної
20
65-100
Ацидофільна
20
65-100
30%-ної жирності
30
60-100
Сметану виробляють двома способами: резервуарним і термостатним.
Резервуарний спосіб. Технологічний процес виробництва сметани резервуарним засобом складається з таких технологічних операцій: приймання і сепарування молока, нормалізації вершків, пастеризації, гомогенізації й охолодження вершків, заквашування і сквашування вершків, перемішування поквашених вершків, фасовки, охолодження і дозрівання сметани.
Прийняте молоко сепарується при 40-45°С. Отримані вершки нормалізуються суцільним або знежиреним молоком.
Нормалізовані вершки пастеризуються при 85-90 °С із витримкою від 15 із до 10 хв. або при 90-96 °С із витримкою від 20 із до 5 хв. у залежності від виду сметани.
Пастеризовані вершки прохолоджуються до 60-70 °С і направляються на гомогенізацію.
У виробництві сметани з масовою часткою жиру 15, 20 і 30% припускається здійснювати гомогенізацію вершків при температурі 50-70 °С до пастеризації. У виробництві ацидофільної сметани гомогенізацію проводять при температурі 26-30 °С і тиску 15-20 МПа після підсквашування вершків.
У гомогенізованих вершках збільшується поверхня жирової фази. При цьому оболонки жирових кульок, що утворилися знову, додатково зв'язують вільну воду. Білкові речовини оболонок жирових кульок беруть участь у структуроутворенні при сквашивании вершків. Гомогенизация покращує умови кристалізації молочного жиру при дозріванні сметани, що сприяє формуванню рясної консистенції сметани.
Вершки прохолоджуються до температур заквашування 20-26 °С (для дієтичної сметани і сметани 15%-ной жирності до 28- 32 °С, а для ацидофільної до 40-44 °С).
Вершки заквашиваются закваскою в кількості 1-5 % (для ацидофільної сметани 5-7 % маси вершків). Для сметани 20%-ной і 30%-ной жирності використовують закваску, приготовлену на чистих культурах мезофильных молочнокислих стрептококів, для сметани дієтичної і 15%-ной жирності - на чистих культурах мезофильных і термофильных молочнокислих стрептококів, а для ацидофільної - на чистих культурах ацидофільної палички і стрептокока, що ароматобразует. Для заквашування вершків використовують також бактеріальний концентрат.
У виробництві сметани 15%-ной жирності для одержання більш щільного згустка припускається вносити в вершки ферментний препарат.
Сквашування вершків проводять до утворення згустка і досягнення кислотності 68-75 °Т (дієтична сметанна), 55-75 (сметанна 15%-ной жирності), 65-80 (сметанна 20%-ной жирності) і 55-70 °Т (сметанна 30%-ной жирності). Тривалість процесу сквашування складає 6-16 ч у залежності від виду сметани.
При сквашивании, охолодженні і дозріванні відбуваються основні процеси структуроутворення сметани, що формують консистенцію готового продукту. При сквашивании вершків відбувається спільна кислотна коагуляция казеина і сироваткових білків. Деякі сироваткові вивірки, денатуровані в процесі пастеризації, утворять комплекси з казеином. При цьому поліпшуються гидратационные властивості казеина, що краще зв'язує воду в період сквашування, що забезпечує щільну консистенцію продукту, що добре утримує сироватку. Крім того, при сквашивании відбуваються часткове тужавіння жиру в жирових кульках і деякій утраті негативного заряду на їхнє поверхні в результаті підвищення кислотності вершків, утворяться скупчення жирових кульок, що беруть участь у формуванні структури продукту.
По закінченні сквашування вершки перемішуються протягом З—15 мин і направляються на фасовку самотеком або насосами. Припускається охолодження поквашених вершків у резервуарі до температури не нижче 18-20 °С щоб уникнути зайвого наростання кислотності.
Сметану випускають у дрібному упаковуванні (скляній тарі, стаканчиках.і коробочках із полімерних матеріалів або картонних із полімерним покриттям) масою по 0,05-0,5 кг. Для значної фасовки сметани використовують алюмінієві бідони місткістю 10 кг, металеві фляги—до 35 кг і дерев'яні бочки - 50 кг.
Після фасовки сметану спрямовують на охолодження і фізичне дозрівання. Сметанно охолоджується до температури не вище 8 °С у холодильних камерах із температурою повітря 0-8 °С. Одночасно з охолодженням продукту відбувається його дозрівання. Тривалість охолодження і дозрівання сметани в значній тарі 12-48 ч, а в мелкой-6-12 ч. Дозрівання проводять для того, щоб сметанна набула щільної консистенції. Це відбувається, в основному, унаслідок тужавіння
122
'Полою для мртлизации Вершки
Мал. 61. Схема технологічної лінії виробництва сметани резервуарпым засобом:
1 - ємність для вершків: 2 - насос; 3 - зрівняльний бак; 4-пластинчаста пастеризаційна-охолоджувальна установка; 5 - гомогенизатор; 6 - выдерживатель; 7 - ємність для виробітки кисломолочних продуктів; 8 - автомат для фасовки
глицеридов молочного жиру і деяких компонентів оболонок жирових кульок. Ступінь тужавіння глицеридов залежить від температури охолодження і тривалості витримки: із зниженням температури кількість отверділого молочного жиру в сметані збільшується. При 2- 8 °С воно складає 35-50 %.
Після дозрівання продукт готовий до реалізації. Технологічний процес виробництва сметани резервуарним засобом здійснюється на лінії (мал. 61). Отримані вершки направляються в ємність, у якій проводять нормалізацію суцільним або знежиреним молоком. Потім вершки пастеризуються на пластинчастій пастеризаційній-охолоджувальній установці для вершків або на трубчастій пастеризаційній установці і направляються на гомогенізацію, що здійснюється в гомогенизаторах клапанного типу. Пастеризовані вершки выдерживаются у выдерживателе, прохолоджуються на пастеризаційній-охолоджувальній установці, направляються на Сквашування.
Для сквашування вершків використовують ємності для виробітки кисломолочних продуктів.
Для подачі поквашених вершків на фасовку призначені поршневі, мембранні, гвинтові, ротаційні і шестеренные насоси.
Фасовка поквашених вершків здійснюється на автоматах я напівавтоматах, розрахованих на дозування грузлих молочних продуктів.
ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС ВИРОБНИЦТВА СИРІВ
Виробництво сиру здійснюють традиційним засобом і засобом із застосуванням ультрафильтрации.
Традиційний засіб. У основу цього засобу призначений принцип концентрування складових частин молока, головним чином вивірки і жиру, шляхом відділення сироватки від молочного згустка, отриманого в результаті сичугової або кислотно-сичугової коагуляции. щовиділяється сироватка містить молочний цукор, сироваткові вивірки, жир і мінеральної солі. Основною хибою традиційного засобу виробництва є трудність регулювання вологості і кислотності продукту, оскільки ці показники залежать від цілого ряду чинників. Одержання значної кількості сироватки призводить до зниження виходу готового продукту, тому що в сироватку переходить частина білків і жиру вихідної сировини.
Технологічний процес виробництва натуральних сирів традиційним засобом включає такі операції: приймання молока; проміжне збереження; підігрівши; очищення і нормалізацію; пастеризацію; охолодження і дозрівання; підігрівши молока; внесення закваски, хлористого кальцію і сичугового ферменту; згортання молока; опрацювання згустка; формование сиру; самопрессование і пресування сиру; його посолку і дозрівання.
Загальними операціями у виробництві всіх груп сирів є технологічні операції по підготуванню молока до згортання. Деякі особливості мають місце тільки при нормалізації, пастеризації і дозріванні молока.
Ціль нормалізації молока в сироварінні полягає в одержанні визначеного співвідношення між жиром і сухим залишком сиру, що називається жирністю сиру в сухій речовині. Така жирність прийнята за стандартний розмір, тому що в процесі дозрівання сиру не змінюється. Утримання жиру в сухій речовині сиру залежить в основному від співвідношення жиру і вивірки в нормализованной суміші, ступеня використання цих компонентів, співвідношення між казеином і сироватковими вивірками, а також від утримання солі. Тому в залежності від складу молока необхідно підбирати визначену жирність суміші для виробітки сиру.
При виробництві сирів молоко пастеризується при 71-72 °С із витримкою 20-25 с. У випадку високої бактеріальної осемененности припускається підвищувати температуру до 74-76 °С.
При більш високих температурах відбувається денатурация сироваткових білків, що, адсорбируясь на казеїнових частинках, погіршують їхню взаємодію із сичуговим ферментом, і одержуваний згусток прочнее утримує сироватку. У результаті буде потрібно більше часу для утворення й опрацювання згустка.
При виробництві сирів, що мають підвищену вологість, можна застосувати більш високий режим пастеризації (80 - 86 °С із витримкою 20-25 с), що буде сприяти підвищенню виходу сиру в результаті утримання в згустку денатурованих сироваткових білків.
Пастеризацію звичайно сполучають із дезодорацією з метою одержання сиру високої якості. Після пастеризації молоко піддається дозріванню для підвищення його кислотності на 1- 5 °Т і збільшення розчинності солей кальцію. Це необхідно для одержання більш тривкого сичугового згустка і поліпшення умов для розвитку молочнокислих мікроорганізмів. Якщо молоко має вже необхідну кислотність, те його переробляють без дозрівання або піддають дозріванню тільки частина молока в кількості 25-30%.
Дозріванню може піддаватися сире і пастеризоване молоко. Для дозрівання сирого молока використовують тільки молоко першого сорту. Після очищення на молокоочистителях воно охолоджується до 8-10 °С і піддається дозріванню протягом 10-14 ч. Проте в сирому молоку можуть розвиватися психрофильные мікроорганізми й інша стороння мікрофлора, що може надалі вплинути на якість продукту. Тому дозріванню бажано піддавати пастеризоване молоко, що прохолоджують, вносять закваску в кількості 0,1-0,3% і спрямовують на дозрівання. Після дозрівання молоко заквашують закваскою, доза і склад якої залежать від виду вироблюваного сыра. Основною мікрофлорою заквасок для сир є молочнокислі стрептококи і палички, для окремих груп сирів також використовують пропионово-кислые мікроорганізми, культурні цвілі і бактерії сырной слизу. Доза закваски звичайно складає 0,3-3% маси нормализованного молока.
Згортання молока сичуговим ферментом є специфичной операцією у виробництві сирів.
Перед згортанням у молоко добавляються закваска, хлорид кальцію і сичуговий фермент. Хлорид кальцію вносять із метою збільшення кількості розчинних солей кальцію, тому що їхня хиба призводить до утворення пухкого згустка. Звичайно використовується доза хлорида кальцію 10-40 р сухої солі на 100 л молока. Середня доза сичугового ферменту складає 2-2,5 р ферменту на 100 л молока.
Фермент вносять у молоко у виді 1-2,5%-ного розчину, приготовленого на воді або кислої осветленной пастеризованої, сироватці. Кислотність сироватки повинна складати 60-70 °Т. При розчиненні ферменту температура кислої сироватки повинна бути 35-40 °С, а воды—25—35 °С. Більш високі температури знижують активність ферменту. Розчини ферменту, приготовлені на кислій сироватці, можна берегти протягом доби, а приготовлені на воді - не більш 2-3 ч, при більш тривалому збереженні активність ферменту знижується.
Згортання молока здійснюється при температурі, оптимальної для розвитку мезофильной молочнокислої мікрофлори, тому що при подальшому опрацюванні згустка дуже важливим чинником є його кислотність, що обумовлюється молочнокислим шумуванням. Температура згортання молока приймається 30 - 35 °С.
Готовність сичугового згустка оцінюють по тривалості згортання і щільності згустка. При розрізуванні готового згустка утворюється рівний розкол і виділяється прозора зеленувата сироватка. Тривалість згортання для різноманітних груп сирів приймається від 15-30 до 40-60 MHH.
При опрацюванні згустка ринуться одержати сырную масу з визначеними вологістю і кислотністю. Вологість сырной маси в процесі опрацювання зменшується в результаті виділення сироватки, що обумовлено складним фізико-хімічним процесом - синерезисом.
Цей процес являє собою поступовий стиск білкового згустка в результаті збільшення зв'язків між білковими частинками.
Опрацювання згустка включає разрезку, постановку, вымешивание, друге нагрівання й обсушку зерна.
Разрезка згустка являє собою здрібнювання згустка за допомогою спеціальних механічних ніжів-мішалок, що крають елементами яких служить тонкий дріт або тонкі платівки з нержавіючої сталі. Відстань між ріжучими елементами складає 7-8 або 10-12 мм. У результаті разрезки згусток дробиться на кубики, розмір яких залежить від відстані між ріжучими елементами. При разрезке збільшується питома поверхня згустка, що сприяє швидкому виділенню сироватки. Після разрезки згустка зливають до 30% сироватки.
Постановка сырного зерна полягає надалі роздрібненні згустка до визначеного розміру окремих шматочків згустка, що називають сырным зерном. Розмір зерна одержують тим менше, чим нижче потрібно одержати вологість готового сыра. Необхідно домогтися рівномірного по розмірі сырного зерна. Таке зерно рівномірно обсихає. У випадку неправильної постановки утвориться багато дрібних частинок згустка - “сырной пилюки”. Такі частинки при відділенні сироватки віддаляться разом із сироваткою, що призводить до зниження виходу сиру. Для запобігання утворення “сырной пилюки” ніжний згусток необхідно дробити повільно, а тривкий - швидко. Для постановки дрібного зерна потрібно більше часу. Звичайно тривалість постановки зерна складає 10-20 хв.
Вымешивание зерна перед другим нагріванням роблять із метою його обсушки й ущільнення, а також розвитки молочнокислого процесу. При вымешивании обсяг сырного зерна скорочується, воно набуває округлої форми. Кислотність сырного зерна і сироватки підвищується. Звичайно тривалість цієї операції для різноманітних сирів складає 15-50 хв. Готовність сырного зерна до другого нагрівання визначають шляхом стиски грудки з зерен у руці. Готове зерно не продавливается між пальцями.
Після вымешивания зерна проводять його друге нагрівання, ціль которого—ускорить виділення сироватки. Розрізняють режим низького другого нагрівання, що відповідає температурі 38-42 °С, і високого другого нагрівання - 47-60 °С.
Перед другим нагріванням сырного зерна видаляють сироватку (20-30% маси молока). Для регулювання молочнокислого процесу припускається проводити нагрівання шляхом додавання 5- 20% гарячої води, температура котрої 65-75 °С. У результаті знижуються кислотність сироватки й утримання молочного цукру у відпресованому сирі. При нагріванні сырного зерна підвищується його клейкість і воно легко утворить грудки. Для попередження комкования сырного зерна процес другого нагрівання проводять при постійному вымешивании сырного зерна. Якщо регулювання кислотності сироватки не потрібно, те процес другого нагрівання здійснюють шляхом непрямого нагрівання суміші сырного зерна і сироватки пар або гарячою водою. Тривалість нагрівання до низької температури другого нагрівання 10-20 мин, а до високої температури другого нагревания-25-40 мин і більш.
Після другого нагрівання сырного зерна проводять його обсушку, домагаючись визначених вологості і кислотності. Зерно набуває округлої форми і зменшується в розмірі. Клейкість зерна зменшується. Для одержання високоякісного сыра необхідно правильно визначити закінчення обсушки. Якщо зерно недостатньо оброблене, те сир утворюється занадто м'яким і схильний до вспучиванию. При пересушуванні зерна воно втрачає клейкість, сир погано формуется, повільно дозріває і має тверду консистенцію.
Готове зерно повинно бути пружним, при стиску в руці зерна повинні утворювати грудку, що при легкому струшуванні повинне розламуватися, а при розтиранні між долонями роз'єднуватися на окремі зерна. При пережовуванні готового зерна відчувається похрустывание.
Одночасно з обсушкой для основних груп сирів рекомендується проводити часткову посолку в зерні, що сприяє гидратации сырной маси і підвищує вологість сиру. Це надалі стимулює ріст активної кислотності сиру. Для проведення часткової посолки в зерні зливають сироватку,. залишаючи приблизно 30% її маси, і добавляють концентровану ропу. Доза солі береться з розрахунку 200-300 або 300-700 р на 100 кг нормализованного молока. Повна посолка в зерні призводить до різкого гальмування молочнокислого процесу неможливості росту шкідливої мікрофлори.
Після обсушки сырного зерна і часткової посолки починають формование сиру, що являє собою процес об'єднання сырных зерен у моноліт. З'єднання зерен досягається шляхом їхній слипания і видалення сироватки, що знаходиться між зернами. Формование можна здійснювати декількома засобами: із шару, наливом, насипом і викладанням неопрацьованого згустка у форми.
При формовании насипом сироватка відокремлюється від зерна на отделителях сироватки і форми заповнюються зерном. У випадку формования із шару і наливом межзерновое простору залишається заповненим сироваткою. При формовании насипом між зернами потрапляє значна кількість повітря і сир утворюється з “пустотним” малюнком, тобто на розтині сиру виявляється велика кількість дрібних очок.
Формование викладанням неопрацьованого згустка у форми використовується при виробництві сирів, для яких не потрібно опрацювання згустка.
За формованием сиру випливають самопрессование і пресування.
У процесі самопрессования сир разом із формами перевертають, щоб його ущільнення відбувалося однаково з нижньої і верхньої сторін. Тривалість самопрессования для сирів різних груп від 30-60 мин до 3-18 ч.
Пресуванню піддають сыры при різноманітному тиску з метою подальшого ущільнення сырной маси, видалення сироватки з межзернового простору, надання визначеної форми сиру й утворення добре замкнутого поверхневого прошарку. Замикання поверхні сиру відбувається в результаті сильної деформації сырных зерен у поверхневому прошарку сиру: зерна стають плоскими і своєю поверхнею перекривають межзерновые канали. На сирі з замкнутою поверхнею значно гірше розвиваються цвіль і інші мікроорганізми, що потрапляють на поверхню з зовнішнього середовища. При поганому замиканні поверхні цвіль може проникати по межзерновым каналах усередину сыра, у результаті якість продукту знижується.
Відпресований сир піддають посолке. У результаті посолки сиру регулюється розвиток мікроорганізмів у ньому, тому що підвищується осмотическое тиск у водяній фракції сиру. Сіль є також смаковим компонентом, а концентрація її впливає на гидрофильность білків сиру. При утриманні 1% солі сырная маса зв'язує велику кількість вологи. З підвищенням утримання солі гидрофильность білків знижується, що призводить до зниження вологості сиру, і сир набуває тверду крошливую консистенції.
Розрізняють декілька засобів посолки сиру: посолка в ропі, посолка сухою сіллю, посолка соляною гущавиною, посолка в зерні.
Найбільше широко поширена посолка в ропі, що здійснюється шляхом занурення в нього окремих голівок сирів або контейнера із сирами. Місткість контейнера звичайно складає 200-400 кг. Контейнери встановлюються в басейн із ропою в один або два яруси. Підйом і опускання контейнера здійснюються за допомогою тельфера, що пересувається по монорельсу, змонтованому над басейном, або за допомогою пересувного мостового крана.
Посолка сиру в ропі відбувається шляхом дифузії солі в сир і проникнення ропи по капілярах сырной маси.
Температуру ропи звичайно підтримують у межах 8-12 °С. Тривалість посолки в ропі сирів різноманітних груп звичайно складає від 20 мин до 8 доби.
З метою зниження бактеріального обсеменения ропи він пастеризується при 85-90 °С із дальнейшем охолодженням до 8- 12 °С. Пастеризацію ропи проводять не рідше 1 разу на місяць, а охолодження - щодня.
Посолка сухою сіллю або соляною гущавиною застосовується рідко і звичайно сполучиться з посолкой у ропі. Засіб здійснюється шляхом, посипання або натирания сіллю поверхні сиру.
Відпресований і посолений сир піддається дозріванню, тобто витримці при визначеному температурно-влажностном режимі. У процесі дозрівання сиру під дією ферментів мікрофлори й адсорбованого сичугового ферменту відбуваються глибокі біохімічні перетворення, що обумовлюють його смак, пахощі, структуру і цвіт.
Молочний цукор сбраживается молочнокислими і мікроорганізмами, що ароматобразуют, з утворенням молочної кислоти, ароматних речовин і вуглекислого газу. Поряд із молочною кислотою утворяться в незначних кількостях інші кислоти, наприклад оцтова, пропионовая і масляна.
Вивірки сиру піддаються протеолизу в результаті дії ферментів молочнокислих мікроорганізмів, цвілей (у випадку їхній використання) і сичугового ферменту. Розпад вивірки відбувається за схемою: белок-пептоны-пептиды-дипептиды-аминокислоты.
Амінокислоти у свою чергу можуть перетворюватися в амины, масні кислоти, альдегиды, кетоны і різноманітні гази (аміак, сірководень і т.д.).
Молочний жир у процесі дозрівання піддається гидролитическому розпаду (липолизу) і окислюванню під дією ферментів мікроорганізмів. Липолиз жиру в значній мірі має місце в сирах (рокфор, камамбер і ін.), що дозрівають за участю культурних цвілей.
Цвілі виробляють активні липазы, наявність яких призводить до липолизу жиру. У сирах, що дозрівають під дією молочнокислої мікрофлори, липолиз жиру має місце, але в значно меншому ступені. При липолизе утворяться масні кислоти, що надають сиру своєрідний гострий перцевий смак.
Активним регулятором біохімічних і мікробіологічних процесів у сирі є молочна кислота. Найбільша кількість її накопичується на початку дозрівання після сбраживания цукру. У цей момент р сырной маси знижується до 5,1-5,2. При такій кислотності придушується ріст що газообразует і іншої сторонньої мікрофлори.
Кислотність сырной маси регулюється шляхом застосування різноманітних заквасок і їхньої кількості, а також концентрацією цукру в сирі, від якого залежить вихід молочної кислоти при молочнокислому шумуванні. Для зниження утримання цукру частина сироватки в процесі другого нагрівання заміняють пастеризованою водою. У процесі протеолиза утворяться лужні продукти і р сиру поступово підвищується.
У процесі дозрівання сири потребують визначеного відходу, що полягає в переворачивании сирів, мийці для видалення цвілі і нанесенні покриттів, що перешкоджають плесневению й усушці сиру. Дозрівання сирів здійснюється в холодних і теплих, а також у бродильних камерах, температура в котрих відповідно складає 10-12, 13-17 і 20-25 °С. У перші 10-20 доби вологість у камерах підтримується на рівні 85-90%, а в последующие-80-85%. Сир дозріває на стелажах або в контейнерах, покладених у 2-3 ярусу.