ТХиПСП. Ч.1. Молоко

где Мнм , Мм, Мо, Мсл – соответственно, масса нормализованного, цельного, обезжиренного молока и сливок.

Массы необходимых для смешивания компонентов можно рассчитать с помощью расчетного треугольника Баркана (рис. 1).

В вершинах равностороннего треугольника указывают массовые доли жира в исходных молочных компонентах и нормализованном молоке. На внутренних сторонах треугольника записывают значения массы сырья, готового и побочного продуктов (напротив соответствующей массовой доли компонента). На внешних сторонах треугольника записывают разность между бóльшим и меньшим значениями массовых долей компонентов, находящихся в прилегающих к этой стороне вершинах треугольника.

Рис. 1. Расчетный треугольник Баркана:

Мо, Мнм, Мм – масса, соответственно, обезжиренного, нормализованного и цельного молока;

Жо, Жнм, Жм – массовая доля жира, соответственно, обезжиренного, нормализованного и цельного молока.

По правилу расчетного треугольника отношения внутренних сторон к внешним равны и являются постоянными для данного треугольника. Расчет нормализации периодическим способом с помощью расчетного треугольника при условии, когда жирность нормализованного молока (Жнм) меньше жирности цельного молока (Жм), будет выглядеть следующим образом:

Например, если известна масса нормализованного молока (смеси), можно найти массу компонентов, необходимых для смешивания:

11

Если требуемая массовая доля жира в нормализованном молоке больше,

чем в цельном исходном молоке, то к цельному молоку нужно добавить определенное количество сливок в целях повышения концентрации жира либо обезжиренное молока в определенных пропорциях смешать со сливками.

Задание 8. Самостоятельно составить материальный баланс нормализации и, используя расчетный треугольник Баркана, математически выразить массу цельного молока и сливок, если известна масса нормализованной смеси.

При расчете массы нормализующих компонентов в практике пользуются и другим графическим методом – квадратом Пирсона.

При данном расчете вычерчивают квадрат. В центре его записывают желаемую жирность нормализованной смеси двух компонентов, а по углам слева

– массовые доли жира цельного и обезжиренного молока. В углах с правой стороны квадрата записывают разности по диагоналям между большей и меньшей величинами. Эти разницы показывают количественное отношение между компонентами смеси, т. е. сколько надо взять частей исходных продуктов. Например, Жнм < Жм, тогда Мнм = Мм + Мо. Квадрат имеет вид, как показано на рисунке 2.

Рис. 2. Расчеты с применением квадрата Пирсона

Если известна масса смеси и необходимо определить массу её компонентов, то суммируют полученные разности в правой части квадрата, например,

Жнм – Жо + Жм – Жнм = Жм – Жо.

Затем записывают соотношение:

Пример. Следует определить, сколько надо добавить обезжиренного молока (0,04% жира) к молоку жирностью 3,9%, чтобы получить нормализован-

ное молоко (3,2% жира).

В левых углах квадрата проставляют показатели жирности исходных продуктов, а на пересечении диагоналей – желательную жирность смеси. В правых углах квадрата проставляют показатель, характеризую-

12

щий разность, полученную при вычитании по диагоналям из большей величины меньшую. В данном случае цифры 3,16 и 0,7 обозначают, сколько частей исходных продуктов надо взять. Для удобства расчетов можно показатели вы-

3,86 – 100

3,16 – х

х = (3,16/3,86)·100 = 81,9.

Следовательно, для получения нормализованного молока жирностью 3,2% надо взять 81,9% молока жирностью 3,9% и добавить 18,1% (100-81,9) обезжиренного молока (0,04% жира).

Нормализация молока непрерывным способом. Непрерывный способ предусматривает нормализацию состава молока на сепараторесливкоотделителе с нормализующим устройством. Цельное молоко сепарируют с разделением на сливки и обезжиренное молоко и последующей нормализацией по разным схемам (прил. 1).

По одной схеме полученные обезжиренное молоко и сливки смешивают в нормализующем устройстве сепаратора в пропорциях, необходимых для получения определенной массовой доли жира в нормализованном молоке. При этом из сепаратора отводят остаток либо обезжиренного молока, либо сливок в зависимости от массовой доли жира в цельном и нормализованном молоке. По этой же схеме можно нормализовать сливки в потоке, регулируя массовую долю жира в сливках.

Если требуемая массовая доля жира в нормализованном молоке меньше,

чем в цельном исходном молоке, то из сепаратора отводят нормализованное молоко и избыток сливок. Материальный баланс нормализации в этом случае выглядит следующим образом:

Массы нормализованного молока и сливок можно найти с помощью расчетного треугольника Баркана.

Если требуемая массовая доля жира в нормализованном молоке больше,

чем в цельном исходном молоке, то из сепаратора отводят нормализованное молоко и остаток обезжиренного молока. Материальный баланс нормализации будет таким:

Массы нормализованного и обезжиренного молока можно найти с помощью расчетного треугольника Баркана.

По другой схеме в обезжиренное молоко, полученное при сепарировании, нормализующим устройством дозируется расчетное количество сливок с заданной массовой долей жира. При этом из сепаратора постоянно отводят избыток сливок и нормализованное молоко. Материальный баланс нормализации в этом случае выглядит следующим образом:

13

Задание 10. Определите, используя расчетный треугольник Баркана, количество обезжиренного молока, необходимого для нормализации молока и количество полученной в результате этого нормализованной смеси (табл.2).

Таблица 2

Варианты определения количества обезжиренного молока

Задание 11. Определите количество сливок заданной жирности, полученных при сепарировании известного количества молока (табл. 3).

Таблица 3 Варианты определения количества сливок заданной жирности

15

Практическая работа № 3

Изучение технологии жидких кисломолочных продуктов и материальные расчеты (4 часа)

Цель работы – изучить способы производства жидких кисломолочных продуктов, их ассортимент, научиться производить материальные расчеты при их производстве.

Теоретические основы

Диетические кисломолочные продукты производятся на основе молока, молочных продуктов путем их сквашивания (ферментации) заквасками.

Получают кисломолочные напитки путем сквашивания пастеризованного, стерилизованного или топленого молока, сливок, пахты и сыворотки заквасками, в состав которых входят различные молочнокислые бактерии, иногда дрожжи, а для получения продуктов лечебно-профилактического назначения – бифидобактерии. Для выработки кисломолочных напитков используют также сухое, сгущенное молоко, казеинаты, пахту, сыворотку, плодово-ягодные и овощные наполнители, сахар-песок, пищевые ароматизаторы, красители, подсластители и стабилизаторы структуры продукта. Вырабатывают кисломолочные напитки и на основе сои.

Поскольку в состав заквасок входят молочнокислые кокки, молочнокислые палочки и дрожжи, то различные комбинации этих микроорганизмов позволяют получить разнообразные кисломолочные напитки и создают микробиологическую основу технологии молочных продуктов.

Под действием ферментов, выделенных микроорганизмами, происходит процесс глубокого распада молочного сахара (брожение) с образованием более простых соединений (молочной кислоты, спирта, диоксида углерода и пр.). В зависимости от образующихся при брожении продуктов различают молочнокислое, спиртовое и другие виды брожения.

Молочнокислое брожение – основной процесс при производстве кисломолочных напитков. В процессе молочнокислого брожения в молоке накапливается молочная кислота, изменяется кислотность молока. Когда рН молока достигнет 4,6-4,7, казеин теряет растворимость и коагулирует; образуется сгусток.

16

При спиртовом брожении лактозы образуются этиловый спирт и диоксид углерода. В кисломолочных продуктах (кефир, кумыс и др.) спиртовое брожение сопутствует молочнокислому брожению, при котором создаются благоприятные условия для развития дрожжей. В наибольшей степени спиртовое брожение проявляется в кумысе.

Врезультате биохимических процессов, протекающих при сквашивании молока, кисломолочные напитки приобретают диетические и лечебные свойства. На диетические и лечебные свойства кисломолочных продуктов указывал И.И. Мечников, который считал, что преждевременное старение человеческого организма является следствием воздействия на него ядовитых веществ, накапливающихся в кишечнике в результате жизнедеятельности гнилостных микроорганизмов. Молочная кислота, образующаяся в процессе молочнокислого брожения, подавляет гнилостную микрофлору и тем самым предохраняет организм от медленного отравления. И.И. Мечников рекомендовал простоквашу, выработанную с использованием болгарской палочки, как профилактическое средство от кишечных заболеваний.

Болгарская палочка способна приживаться в толстых кишках организма человека и вырабатывать там молочную кислоту. Однако болгарская палочка оказалась малоустойчивой в условиях слабощелочной реакции кишечника. Более устойчивой к действию щелочей оказалась ацидофильная палочка. Она может сбраживать не только молочный сахар, но и другие виды сахара, в результате чего легко приживается в организме человека. Ацидофильная палочка обладает сильными антибиотическими свойствами по отношению к некоторым вредным и болезнетворным микроорганизмам и поэтому используется в производстве кисломолочных напитков.

Кисломолочные напитки широко применяют для профилактики и лечения многих заболеваний, особенно желудочно-кишечного тракта. Так, ацидофильные напитки используют при лечении гнилостных и воспалительных процессов

вкишечнике, колитов и гнойных ран. Кефир полезен при малокровии, истощении организма, хронических колитах. Кумыс применяют для профилактики и лечения туберкулеза, так как микроорганизмы, содержащиеся в кумысе, вырабатывают антибиотик низин, подавляющий развитие туберкулезной палочки.

Впроцессе производства кисломолочные продукты обогащаются вита-

минами, особенно С и В12, что объясняется способностью некоторых молочнокислых бактерий синтезировать эти витамины.

Кисломолочные напитки легче усваиваются организмом, чем молоко. Это объясняется тем, что белки молока частично распадаются на более простые, легкоусвояемые вещества. Образующиеся в диетических кисломолочных напитках молочная кислота и диоксид углерода влияют на секреторную деятельность желудочно-кишечного тракта, вызывая более интенсивное выделение желудочного сока и ферментов. При этом улучшается аппетит и ускоряется переваривание пищи. Пища усваивается с наименьшей затратой энергии, что очень важно при восстановлении ослабленных болезнью организмов. Поэтому диетические кисломолочные продукты используют для питания больных.

17

Вырабатывают витаминизированные кисломолочные напитки, обогащенные как отдельными витаминами, так и поливитаминными премиксами. К ним относятся кисломолочные напитки с различной массовой долей жира: простокваша, йогурт, варенец, ряженка и кефир.

Существуют два способа производства кисломолочных напитков – резер-

вуарный и термостатный (рис. 3 и 4).

Рис. 3. Схема технологической линии производства кисломолочных напитков резервуарным способом:

1 – установка для растворения сухого молока; 2 – емкость для нормализованной смеси; 3 – центробежный насос; 4 – балансировочный бачок; 5 – пастеризаци- онно-охладительная установка; 6 – центробежный молокоочиститель; 7 – гомогенизатор; 8 – выдерживатель; 9, 14 – емкости для кисломолочных напитков; 10 – заквасочник; 11 – насос-дозатор; 12 – винтовой насос; 13 – пластинчатый охладитель

Рис. 4. Схема технологической линии производства кисломолочных напитков термостатным способом:

1 – емкость для сырого молока; 2 – насос; 3 – балансировочный бачок; 4 – па- стеризационно-охладительная установка; 5 – пульт управления; 6 – возвратный клапан; 7 – сепаратор-нормализатор; 8 – гомогенизатор; 9 – емкость для выдерживания молока; 10 – емкость для заквашивания молока; 11 – машина для фасования молока; 12 – термостатная камера; 13 – холодильная камера; 14 – камера хранения готовой продукции

18

Резервуарный способ производства кисломолочных напитков по сравнению с термостатным имеет ряд преимуществ. Во-первых, этот способ позволяет уменьшить производственные площади за счет ликвидации громоздких термостатных камер. При этом увеличивается съем продукции с 1 м2 производственной площади и снижается расход теплоты и холода. Во-вторых, он позволяет осуществить более полную механизацию и автоматизацию технологического процесса, сократить затраты ручного труда на 25% и повысить производительность труда на 35%.

К кисломолочным напиткам относятся: простокваша различных видов, кефир, ацидофильные и другие напитки, в том числе лечебнопрофилактического назначения.

Производят простоквашу следующих видов: обыкновенную, мечниковскую, варенец, ряженку, сливочную, цитрусовую, йогурт. По новому стандарту расширена градация массовой доли жира в простокваше.

Простокваша обыкновенная производится из пастеризованного молока путем сквашивания его чистыми культурами мезофильных молочнокислых кокков.

Простокваша мечниковская производится из пастеризованного молока путем сквашивания чистыми культурами термофильного стрептококка и болгарской палочки.

Биопростокваша вырабатывается с использованием бифидобактерий. Массовая доля жира в продукте составляет 2,5 или 3, %, рН 4,4 ± 0,2, число жизнеспособных клеток молочнокислых бактерий – не менее 107 КОЕ/см3, бифидобактерий – не менее 106 КОЕ/см3.

Технологический процесс производства «Биопростокваши» состоит из следующих операций: приемки; очистки и нормализации молока по жиру; подогрева нормализованной смеси до 65±2°С; гомогенизации при этой температуре и давлении от 10 до 15 МПа; тепловой обработки смеси; охлаждения до температуры заквашивания 30 2 С при обычном сквашивании и до 35...37 С при ускоренном сквашивании; сквашивания, охлаждения сгустка до температуры 14±2°С, фасования, доохлаждения продукта в холодильной камере.

Существуют три режима тепловой обработки смеси: 87±2°С с выдержкой

12± 3 мин; 92±2°С с выдержкой 4 1 мин.; 102±2 С без выдержки.

Вкачестве закваски используют культуры прямого внесения, которые не нуждаются в предварительной подготовке (например, активизации). В состав закваски входят специально подобранные штаммы ацидофильных палочек, бифидобактерий, термофильных и мезофильных молочнокислых стрептококков.

Сквашивают продукт при обычном способе в течение 12-14 ч, а при ускоренном 6...8 ч до кислотности от 75 до 85 °Т (рН 4,5-.4,4).

Срок годности продукта, герметично упакованного при температуре 4±2°С, составляет 7 сут.

Варенец вырабатывается из стерилизованного молока путем сквашивания чистыми культурами термофильного стрептококка с использованием или без использования болгарской палочки.

19

Ряженка производится из топленого молока путем сквашивания чистыми культурами термофильного стрептококка с добавлением или без добавления болгарской палочки.

По новому стандарту расширена градация массовой доли жира и белка в ряженке, как и для простокваши. Кислотность ряженки 70...100 Т.

Биоряженка «Бифилюкс» вырабатывается из топленого молока или смеси молока и пахты путем сквашивания бакконцентратом бифидобактерий и молочнокислых микроорганизмов с добавлением или без добавления сахара или пищевых подсластителей, пищевых ароматизаторов, фруктово-ягодных наполнителей и стабилизаторов. Биоряженку, биоряженку сладкую и фруктовую вырабатывают с массовой долей жира 4; 2,5 и 1%. Кислотность готового продукта составляет 70...95 Т, для сладкой и фруктовой – 75...100°Т. Вырабатывают продукт резервуарным способом.

Нормализованную молочную смесь гомогенизируют при давлении 15±2,5 МПа и температуре 45...85°С, затем пастеризуют при 97±2 С и выдерживают при этой температуре 3-4 ч до выраженного светло-кремового цвета. После пастеризации смесь охлаждают до температуры заквашивания 38±1°С и заквашивают бактериальным концентратом. Для лучшего распределения бакконцентрат вносят при включенной мешалке и перемешивают 15 мин. Продолжительность сквашивания составляет 9-12 ч. После окончания сквашивания продукт охлаждают 45 15 мин. Затем сгусток перемешивают в течение 15-40 мин. После достижения однородной консистенции сгустка мешалку останавливают на 1-1,5ч. Дальнейшее перемешивание ведут периодически, включая мешалку на 2-10 мин через каждый час.

Доохлаждение продукта до 6°С происходит в холодильной камере или на пластинчатом охладителе с последующим его розливом.

При выработке фруктового продукта в перемешанный и охлажденный до 23±2°С сгусток вносят ароматизаторы и (или) наполнители при непрерывном перемешивании.

При выработке продукта с использованием стабилизатора и имеющего в связи с этим более густую консистенцию стабилизатор вносят в подготовленное молоко до пастеризации.

Перед началом розлива продукт перемешивают 2-5 мин. Допускается фасовать частично охлажденный до 20±2 С и перемешанный в течение 20 мин продукт с последующим его доохлаждением в холодильной камере.

Простокваша сливочная вырабатывается резервуарным способом из сливок с массовой долей жира 10% путем сквашивания закваской, приготовленной на чистых культурах мезофильных кокков. В технологии простокваши предусматривается использование бифидогенной пищевой добавки – лактулозы; стабилизаторов структуры (желатина или агара); для витаминизированной простокваши – витаминов А, С, бета-каротина и поливитаминного премикса.

Простокваша цитрусовая производится из пастеризованного нормализованного молока путем сквашивания чистыми культурами молочнокислых бактерий. Для выработки цитрусовой простокваши используют сахар-песок, под-

20