2.1.4 Обоснование технологических режимов, общих при производстве продуктов

Требования к молоку-сырью при приемке/15/ /16/

Приемка молока на предприятие осуществляется в соответствии с ГОСТ Р 52054-2003 и Технического регламента на молоко и молочную продукцию ФЗ№88. К молоку как сырью предъявляются требования по физико-химическим, органолептическим и санитарно-ветеринарным показателям. Молоко должно быть натуральным, полученным от здоровых коров, иметь чистый, приятный сладковатый вкус и запах, свойственный свежему молоку, цвет от белого до светло-кремового, без каких-либо цветных пятен и оттенков, консистенцию однородную, без сгустков белка и комочков жира, без осадка, плотность – не ниже 1027 кг/м³. Не подлежит приемке молозиво в первые 7 дней после отела и стародойное молоко (за 5 дней перед запуском коровы).

Не допускается в молоке резко выраженных кормовых привкусов, особенно лука, чеснока, полыни, от которых нельзя освободиться технологической обработкой. Нельзя принимать на завод молоко со стойким запахом химикатов и нефтепродуктов, с добавление нейтрализующих веществ (соды), с остаточным содержанием химических средств защиты растений и животных, а также антибиотиков; с превышающим допустимые нормы содержанием тяжелых металлов и радиоактивных веществ; с прогорклым, затхлым привкусом, тягучей консистенцией, свидетельствующими о наличии в больших количествах гнилостной и посторонней микрофлоры.

Соответствие молока стандарту по физико-химическим показателям устанавливают анализом на содержание массовой доли жира, титруемой кислотности, плотности, температуры замерзания и, при необходимости, СОМО (по массовой доле жира и плотности). При приемке проводят также контроль санитарно-микробиологического состояния молока путем проверки на содержание соматических клеток, на бактериальную обсемененность (редуктазной или резазуриновой пробами). Проверяют каждую партию на чистоту, температуру замерзания и термоустойчивость.

По результатам анализов молоко подразделяют на три сорта, каждый из которых перерабатывается отдельно, и несортовое. Для молока второго сорта допускается наличие слабовыраженного кормового запаха и привкуса в зимне-весеннее время года. При приемке на завод молоко должно иметь температуру не выше (4±2) ºС, в противном случае принимается со скидкой в цене как «неохлажденное». При сдаче-приемке молока в хозяйстве его температура должна быть не выше 6 ºС. Молоко плотностью 1026 кг/м³, кислотностью 15 °Т и от 19 до 21 °Т может быть принято вторым сортом на основании стойловой пробы (действительно в течение 14 дней), если оно по другим показателям соответствует требованиям стандарта.

При использовании молока для производства творога сырье проверяется на содержание белка методом формального титрования. При производстве кисло-молочных продуктов молоко проверяется на содержание ингибирующих веществ. На содержание радионуклидов 2 раза в году производится проверка санэпидемиологической станцией молока как сырья, творога и сметаны. Проверка молока и молочных продуктов на содержание тяжелых металлов и пестицидов проводится при сертификации продуктов (раз в 2-3 года).

Молоко от больных или подозреваемых в заболевании коров, использование которого разрешается ветеринарным надзором только после термической обработки, принимается как несортовое и перерабатывается отдельно.

Охлаждение и резервирование молока

Молоко охлаждается перед резервированием до 4±2 ºС. При увеличении температуры охлаждения молока до 10-12 ºС в молоке начинается быстрое размножение различной микрофлоры. При этом в нем могут накапливаться бактериальные токсины, вызывающие сильные пищевые отравления, появляются окисленный и прогорклый вкусы, повышается титруемая кислотность и молоко свертывается.

Поэтому температура 4±2 ºС является предельной для кратковременного (не более 1 суток) хранения сырого молока.

Содержание сухих веществ, жира и белка не изменяется в процессе хранения молока при температуре 4±2 ºС. Однако длительное его хранение, особенно после предварительной обработки (перекачивание насосами), может влиять на физико-химические и технологические свойства молока.

При охлаждении молока жир переходит из жидкого состояния в твердое, в результате чего повышается его вязкость и плотность. Вследствие кристаллизации высокоплавких групп глицеридов у жировых шариков, изменяются состав и свойства защитных белковых оболочек. Механические воздействия (при транспортировке, перемешивании, перекачивании) могут привести к повреждению оболочек и повышению степени дестабилизации жировой фазы молока. В таком молоке активнее происходит липолиз.

Липолиз может быть вызван активированием нативных липаз и накоплением липолитических ферментов психротрофными бактериями при длительном хранении молока.

В результате липолиза в молоке увеличивается (на 30-70%) количество свободных жирных кислот и появляется прогорклый привкус.

При длительном низкотемпературном хранении молока уменьшается средний диаметр казеиновых мицелл, увеличивается содержание γ-казеина и протеазо-пептонной фракции. При производстве кисломолочных продуктов изменяются вязкость и прочность, уменьшается интенсивность синерезиса. В процессе хранения молока происходят перераспределения минеральных веществ и повышения титруемой кислотности (на 0,5-2 ºТ в зависимости от продолжительности хранения).

Хранение сырого молока при температуре 4±2 ºС не вызывает заметного снижения содержания витаминов. Исключение составляет витамин С – он разрушается на 4,8% при хранении в течение 12 часов. Учитывая изменения, происходящие в молоке при длительном хранении, далее предусмотрено сразу же, после приемки, молоко направлять на переработку./18/

Сепарирование

Температура сепарирования 35-45º С, при температуре 35-45 º С жировые шарики молока находятся в жидком состоянии, что облегчает их отход в сливки.

Предварительная обработка: охлаждение, подогрев молока и механическое воздействие на него при перекачивании насосами отрицательно влияют на степень обезжиривания молока при сепарировании, прежде всего, вследствие изменения дисперсных свойств эмульсии молочного жира. При механическом и тепловом воздействии распределение жировых шариков в молоке изменяется в двух направлениях – они агрегируют, образуя комочки, а вместе с тем вследствие дробления крупных шариков образуется большое количество мелких.

Перекачивание молока, особенно подогретого, насосами весьма отрицательно сказывается на качестве сепарирования.

В процессе длительного хранения молока нарастает кислотность, повышается вязкость и плотность молока, что также снижает степень его обезжиривания: при сепарировании молока после хранения в течение суток содержание жира в обезжиренном молоке повышается на 15-20%. Степень обезжиривания молока при сепарировании зависит также от особенностей состава молока коров различных пород, главным образом от степени дисперсности жировых шариков и плотности молока, вязкости, кислотности и других его свойств.

Особенности технологии отдельных видов продуктов

Молоко питьевое пастеризованное

Сепарирование молока, нормализация

Сепарирование молока – это разделение его на две фракции различной плотности; высокожирную (сливки) и обезжиренное молоко под действием центробежной силы в барабане сепаратора.

Нормализация – это регулирование состава сырья для получения готового продукта, отвечающего требованиям стандарта. Нормализацию проводим смешением.

Существенное влияние на сепарирование оказывает температура молока. Повышение температуры молока способствует снижению его вязкости и переходу жира в твердое состояние, что улучшает сепарирование. Оптимальная температура сепарирования 35-45 °С. Нагревание молока до этой температуры обеспечивает хорошее обезжиривание.

Кислотность молока направляемого на сепарирование должна быть не более 21 °Т. Повышение кислотности молока приводит к изменению коллоидного состояния его белков, сопровождающемуся иногда выпадением хлопьев; в результате нарастает вязкость, что затрудняет сепарирование.

Гомогенизация

Предварительно очищенное молоко гомогенизируют при давлении 12,5±2,5 МПа и температуре от 45 до 75 ºС. Для улучшения вкуса, рекомендуется гомогенизировать также молоко с массовой долей жира менее 3,5%.

Пастеризация

После гомогенизации молоко подвергают пастеризации при температуре 90±2 °С с выдержкой 20 секунд. Пастеризация должна обеспечивать: 1) Уничтожение всей патогенной микрофлоры: 2) Уменьшение общего количества микроорганизмов; 3) Придания молоку определенных технологических свойств.

Охлаждение

Пастеризованное молоко охлаждают до температуры 4±2 ºС и направляют на розлив и упаковку или в промежуточный резервуар, хранение в котором допускается не более 6 часов. В случае производственной необходимости хранения пастеризованного молока в резервуарах более 6 ч при 4±2 ºС его направляют на повторную пастеризацию перед розливом или может быть соответственно сокращен общий срок хранения готового продукта на предприятии.

Розлив

Готовый продукт направляется на розлив и фасуется в пакеты Поли- Пак по 1 л, далее направляют на хранение в холодильную камеру. Продукт должен храниться при температуре 4±2 ºС. Срок годности продукта в герметичной упаковке составляет не более 72 часа с момента окончания технологического процесса./19/

Сливки питьевые пастеризованные

Сливки вырабатываются из коровьего молока путем его сепарирования. Жир сливок не идентичен жира сливочного масла, он биологически более ценный. Жир сливок содержит больше, чем сливочное масло, фосфатидов, полинасыщенных жирных кислот и др. биологически ценных веществ.

Нормализация сливок

Нормализация – это регулирование состава сырья для получения готового продукта, отвечающего требованиям стандарта. Нормализацию проводим смешением по массовым долям жира и белка молоком, более жирными сливками. Нормализацию сливок осуществляют с таким расчетом, чтобы массовые доли жира и белка в готовом продукте были не менее, предусмотренных государственным стандартом.

Гомогенизация

Сливки гомогенизируют при давлении 12,5±2,5 МПа и температуре от 45 до 75 ºС.

Пастеризация

После гомогенизации сливки подвергают пастеризации при температуре 90±2 °С с выдержкой 20 секунд. Пастеризация должна обеспечивать: 1) Уничтожение всей патогенной микрофлоры: 2) Уменьшение общего количества микроорганизмов; 3) Придания сливкам определенных технологических свойств.

Охлаждение

Пастеризованные сливки охлаждают до температуры 4±2 ºС и направляют на розлив и упаковку или в промежуточный резервуар, хранение в котором допускается не более 6 часов. В случае производственной необходимости хранения в резервуарах более 6 ч при 4±2 ºС его направляют на повторную пастеризацию перед розливом или может быть соответственно сокращен общий срок хранения готового продукта на предприятии.

Розлив

Готовый продукт направляется на розлив и фасуется в пакеты Поли- Пак по 0,5 л, далее направляют на хранение в холодильную камеру. Продукт должен храниться при температуре 4±2 ºС. Срок годности продукта в герметичной упаковке составляет не более 72 часа с момента окончания технологического процесса./18/

Кефир

Нормализация

Нормализацию молока осуществляют по жиру. Нормализация молока по жиру осуществляется путем отбора сливок при сепарировании. Нормализацию для кефира проводят смешением. Затем смесь охлаждается до температуры 4-6 ºС и выдерживается не менее 3-4 часов.

Внесение концентрата лактулозы

Вносится концентрат лактулозы из 5 кг на 1т продукта перед пастеризацией в нормализованное молоко. Смесь тщательно перемешивают.

Лактулоза – это пребиотик, один из видов пищевых волокон, т.е. вещество, которое неизмененной форме, достигая толстой кишки, избирательно стимулирует рост и жизнедеятельность полезной микрофлоры. Лактулоза – своего рода «усилитель пользы» молочных продуктов, и уже сам по себе полезный кефир приобретает дополнительные потребительские свойства:

- стимулирует рост полезных бифидо- и лактобактерий в толстой кишке человека;

- подавляет деятельность вредных бактерий и ферментов;

- нормализует пищеварение;

- улучшает усвоение организмов витаминов и кальция;

- предупреждает послеоперационные осложнения;

Кефир, обогащенный лактулозой, необходим детям, так как в этом возрасте организм наиболее подвержен внешнему воздействию бактерий и уязвим для дисбактериоза.

Гомогенизация

Молоко гомогенизируют при давлении 15±2,5 МПа и температуре от 45 до 85 ºС. При производственной необходимости допускается гомогенизировать молоко при температуре пастеризации. Вместо полной гомогенизации допускается применять раздельную гомогенизацию молока. При применении раздельной гомогенизации нормализованное по жиру и подогретое во второй секции регенерации пластинчатого пастеризатора до температуры от 55 до 65 ºС молоко сепарируют.

Пастеризация и охлаждение молока

Очищенное и гомогенизированное молоко пастеризуют при температуре 90-95 ºС с выдержкой 20 сек. После пастеризации молоко охлаждают до температуры заквашивания от 18 до 22 ºС. Хранение не заквашенного молока при температуре заквашивания не допускается.

Заквашивание

Температура заквашивания выбирается в зависимости от состава закваски. Выбор закваски осуществляется в зависимости от того, какими физико-химическими и органолептическими свойствами должен обладать продукт.

Сквашивание

Закваску вносят спустя некоторое время от начала наполнения резервуара молоком или после наполнения резервуара, в количестве 1-3% или 3-5% соответственно. Во время внесения закваски молоко обязательно перемешивают для равномерного распределения закваски в объеме продукта и недопущения образования хлопьев белка.

Молоко с внесенной закваской перемешивают в течение 10-15 минут. После перемешивания его оставляют в покое в резервуаре для сквашивания на 8-12 часов. Молоко сквашивают при температуре от 18 до 22 ºС до образования молочно-белкового сгустка. После сквашивания продукт охлаждают до температуры 6±2 ºС. Это производят для того, чтобы не происходило нарастание кислотности.

Фасование

Фасование кефира производят в пакеты “Tetra-Pak” по 0,5 л на автомате УФП-1М. Охлаждают до температуры 4±2 ºС и хранят не более 24 часов. /9/

Йогурт

Приготовление нормализованной смеси

Молоко и сливки подают в емкость для нормализации, перемешивают и нагревают до температуры (40-45) ˚С.

Сухое обезжиренное молоко вносят в нормализованную по жиру, подогретую смесь, перемешивают, охлаждают до температуры (4±2) ˚С и выдерживают 2-2,5 часа.

Смесь нормализуют по массовой доле жира и СОМО с таким расчетом, чтобы массовая доля жира и СОМО в готовом продукте была не менее массовой доли, предусмотренной стандартом.

Очистка и гомогенизация нормализованной смеси

Нормализованную смесь, подогретую до температуры (35-45) ˚С, очищают на сепараторе-молокоочистителе.

Очищенную нормализованную смесь подвергают гомогенизации при температуре (55-65) ˚С и давлении 10-15 МПа.

Пастеризация и охлаждение нормализованной смеси до температуры заквашивания

Нормализованную смесь пастеризуют при температуре (90-92) ˚С с выдержкой в течение 20 сек.

После выдержки пастеризованную смесь охлаждают до температуры заквашивания (41±2) ˚С. Хранение незаквашенной смеси при температуре заквашивания не допускается.

Заквашивание и сквашивание нормализованной смеси

Заквашивают и сквашивают нормализованную смесь в резервуарах для кисломолочных напитков с охлаждаемой рубашкой, снабженных специальными мешалками, обеспечивающими равномерное и тщательное перемешивание смеси с закваской и полученного сгустка.

Во избежание вспенивания, влияющего на отделение сыворотки при хранении продукта, смесь в резервуар подают через нижний штуцер.

Для сквашивания нормализованной смеси применяем DVS состоящую из культур Streptococcus thermophilus и Lactobacillus bulgaricus.

Дозировка культуры осуществляется в соответствии с рекомендациями производителя закваски.

Закваску вносят в пастеризованную нормализованную смесь после наполнения резервуара. Во время внесения закваски смесь обязательно перемешивается для равномерного распределения закваски в объеме продукта и недопущения образования хлопьев белка.

Закваску вносят вручную.

Смесь с внесенной закваской перемешивают в течение 10-12 минут.

После перемешивания заквашенную смесь оставляют в покое в резервуаре для сквашивания на 4-6 часов.

Смесь сквашивают при температуре (41±2) ˚С до образования достаточно прочного молочно-белкового сгустка кислотностью (75-80) ˚Т.

Частичное охлаждение, перемешивание сгустка и внесение плодово-ягодного наполнителя

По окончании сквашивания включают подачу ледяной воды с температурой (4±2) ˚С в межстенное пространство резервуара для частичного охлаждения сгустка до температуры (22±2) ˚С. Через период времени от 25 до 35 минут после подачи воды включают в работу мешалку. Сгусток перемешивают 10-15 минут. Перемешивание должно обеспечить однородную консистенцию сгустка. При хранении продукта с неоднородной, комковатой консистенцией может отделиться сыворотка.

Наполнитель вносят в резервуар с частично охлажденным перемешанным сгустком и тщательно перемешивают до достижения однородной консистенции и однородной окраски по всей массе.

Розлив, упаковка, маркировка, доохлаждение

Перед розливом продукт перемешивают 3-5 минут.

Перемешанный сгусток при помощи насоса для вязких продуктов, подают на фасовочный автомат.

При перекачивании и розливе сгустка следует избегать интенсивного механического воздействия, подсоса воздуха, отрицательно влияющих на качество готового продукта.

Упаковку и маркировку продукта производят в соответствии с требованиями стандарта на продукт.

Предел допускаемых отрицательных отклонений содержимого нетто тары от номинального количества в соответствии с требованиями стандарта на продукт.

Упакованный продукт доохлаждают в холодильной камере до температуры хранения (4±2) ˚С, что является моментом окончания технологии производства. Продукт готов к реализации.

Сметана

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

Сметану вырабатывают термостатным и резервуарным спо­собами, по традиционной схеме и с предварительным созреванием сливок перед сквашиванием. В курсовом проекте сметану изготовляют более экономичным- резервуарным способом.

Нормализация

Сливки, полученные при сепарировании молока-сырья, нормализуют по массовой доле жира молоком. Нормализацию сливок осуществляют с таким расчетом, чтобы массовая доля жира и белка в готовом продукте была не менее, предусмотренной техническими условиями на данный продукт.

Пастеризация

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

Оптимальным режимом пастеризации сливок при выработ­ке сметаны являются температура 92—95 °С с выдержкой 15— 20 с, обеспечивающим эффективность пастеризации 99,99%./19/

При пастеризации происходит частичная денатурация оболочечного вещества жировых шариков, что способствует разру­шению скоплений жировых шариков. При температуре пасте­ризации выше 95°С коалисцированные жировые шарики об­разуют капли жира размером до 15 мкм. Тепловая обработка сливок осуществляется в пластинчатых пастеризационно-охладительных установках, обеспечивающих автоматический контроль и регулирование температурных режимов.

Гомогенизация

Для получения однородной и густой сметаны, прочно удерживающей влагу, сливки перед заквашиванием необходимо гомогенизировать. В не гомогенизированных сливках жировые шарики распределяются беспорядочно в белковой структуре геля, в гомогенизированных — равномерно. При гомогенизации происходит диспергирование не только жировых шариков, но и белковых частиц. Дробление жировых шариков сопровождается значительными изменениями в структуре и составе их оболочек, резко увеличивается (в 4—5 раз) суммарная поверхность шариков, происходит дополнительное связывание воды вновь образованными оболочками жировых шариков. Все это приводит к повышению вязкости гомогенизированных сливок.

Оптимальными режимами гомогенизации сливок в произ­водстве сметаны 20%-ной жирности являются температуры 70 °С и давление 12 МПа. Сме­тана, изготовленная при оптимальных режимах гомогенизации сливок, имеет наиболее высокие показатели плотности, пла­стичности, структурно-механических свойств, сгусток прочно удерживает влагу.

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

Низкотемпературная обработка (физическое созревание) сливок перед сквашиванием)

Предусматривает предварительное глубокое охлаждение пастеризованных сливок до температуры (4±2)^оС перед сквашиванием и выдержку. Цель физического созревания – перевести часть молочного жира в твердое состояние, происходит кристаллизация триглицеридов молочного жира.

Физическое созревание сливок проводится в целях повышения механической прочности структуры в процессе формирования сгустка. Оно позволяет улучшить структурно- механические свойства и консистенцию сметаны./7/

Заквашивание и сквашивание

После пастеризации и гомогенизации сливки охлаждают до температуры заквашивания: 24±2 °С и направляют в резервуары для заквашивания. Повы­шение температуры сквашивания сметаны до 32 °С интен­сифицирует процесс, но поверхность продукта может потерять глянцевитость, значительно изменяются процессы отвердева­ния жировой дисперсии, играющие важную роль в получении более плотной и густой сметаны.

Количество вносимой закваски, качествен­ный ее состав и активность значительно влияют на продолжи­тельность сквашивания и качество сметаны.

Для производства сметаны используют за­кваски, DVS (Str. lactis, Str. cremoris, Str. diacetilactis, Str. subsp. Diacetilactis) и закваски , содержащие пробиотические культуры бифидобактерии, ацидофильной палочки и термофильные молочнокислые стрептококки.

Диетические и лечебные свойства сметаны объясняются благотворным воздействием на организм человека микроорганизмов и веществ, образующихся в результате биохимических процессов, которые протекают при сквашивании молока. Потребление молочнокислых диетических продуктов улучшает здоровье человека, повышает его резистентность к инфекции и образованию опухолей /5/.

Принципиально важным является тот факт, что в кисломолочных продуктах в комплексе с молочнокислыми микроорганизмами используются пробиотические, в первую очередь бифидобактерии, попионовокислые бактерии. Последние, в свою очередь, уникальны по своим иммуностимулирующим и антимутагенным свойствам, способны снижать генно-токсическое действие ряда химических соединений и УФ-лучей.

Бифидобактерии являются основным представителем нормальной микрофлоры кишечного тракта человека, обладают высокой антагонистической активностью к патогенным микроорганизмам, разрушают токсичные продукты их обмена, синтезируют витамины, иммуномодуляторы и другие биологически активные вещества, повышают усвояемость белков пищи. Регулярное использование продукта в пищу помогает нормализации микрофлоры кишечника, улучшению обменных процессов, поддержанию иммунитета и функционального состояния организма человека /14/.

Производство сметаны «Славянский» с пропионовокислыми бактериями, которое дает возможность решить проблему дефицита витаминов группы В. Его регулярное применение способствует нормализации состояния иммунной системы человека и усилению защиты организма от негативного воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды /21/. У детей способствует росту и улучшению аппетита.

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

При сквашива­нии происходит отвердевание высокоплавких глицеридов в жи­ровых шариках, вследствие чего уменьшается отрицательный заряд жировых глобул и образуются кучки. Жировые шарики и их кучки входят в состав белковых стром и формируют связывающие мостики между ними, способствуя этим образованию более плотного сгустка. Наибольшей плотности сгусток достигает в изоэлектрической точке белков плазмы и оболочек жировых шариков, т. е. при рН 4,6—4,7.

Фасование

После сквашивания сметану охлаждают и фасуют в полимерные стаканчики. Сметана как полидис­персная структурированная система не обладает достаточно прочными связями и при механическом воздействии разжижа­ется. Чтобы сметана приобрела плотную консистенцию, немед­ленно после ее фасования направляют в холодильные камеры с температурой 4±2 °С, где она охлаждается и созревает.

Созревание

При охлаждении сквашенной сметаны до 1-6 °С и выдержке ее при этой температуре в течение 3-48 ч для созревания происходит увеличение структурно-механических показателей, консистенция сметаны становит­ся более плотной и густой. Это обусловлено в некоторой степени набуха­нием белков и связыванием ими свободной влаги, тиксотропными процес­сами и в основном отвердеванием (на 30-50%) глицеридов жировых ша­риков. Набухание белков протекает в течение суточного созревания сме­таны, а при более длительном созревании начинается постепенное «ста­рение» геля, и по истечении двух суток количество связанной воды в геле уменьшается на 1-2% по сравнению с гелем суточного созревания. Отвер­девшие шарики связывают частицы белка и уплотняют белково-жировую структуру продукта.

Отвердевают в основном средне- и легкоплавкие группы глицеридов. В первый период охлаждения (около 20 мин) до температур созревания в момент массового образования центров кристаллизации отвердевает до 50% способных отвердеть при данной температуре глицеридов. Затем ин­тенсивность отвердевания замедляется, и равновесие между твердой и жидкой фазами глицеридов устанавливается в течение 3-4 ч.

Чем быстрее охлаждается сметана, тем больше образуется центров кристаллизации и тем большая достигается степень отвердевания. Охлаждение и созревание сметаны желательно проводить в условиях исключения или самого минимального механического воздействия на ее структуру. Сметана представляет собой достаточно прочную полидиспе­рсную структурированную систему, которая после перемешивания и раз­рушения структуры тиксотропно не восстанавливает ее полностью.

В сметане из гомогенизированных сливок отвердевание мелких жи­ровых шариков проходит быстрее и интенсивнее, а степень отвердевания глицеридов на 4-6% выше, чем в не гомогенизированных. Кроме того, на поверхности гомогенизированных сливок адсорбируются плазменные белки, в том числе и водорастворимые, денатурированные при пастериза­ции. При отвердевании глицеридов жировых шариков такой высокой дис­персности возникает больше структурных контактов и при образовании структуры вовлекаются адсорбированные последними белки, что значи­тельно повышает структурно-механические свойства сгустка. Поэтому сметана из гомогенизированных сливок имеет более густую консистен­цию, чем из не гомогенизированных, лучше удерживает сыворотку и мень­ше разжижается при механическом воздействии.

Вследствие довольно замедленного (несколько часов) охлаждения сметаны выкристаллизовывание глицеридов проходит фракционно на по­верхности уже существующих кристаллов и кристалликов с образовани­ем многослойных кристаллитов с «шубами». Они связывают и упрочняют структуру сметаны за счет возникновения новых структурных связей сме шанного типа — коагуляционно-конденсационных, так как кристаллиты сращиваются друг с другом и одновременно образуют «мостики» между белковыми частицами. При механическом перемешивании и повышении температуры легкоплавкие «шубы» кристаллитов расплавляются, вся сис­тема становится более подвижной, сметана несколько разжижается.

В образовании пространственной структуры молочнокислого сгуст­ка участвуют полуотвердевшие жировые шарики и их многочисленные скопления, а также отвердевшая фаза молочного жира с частично или пол­ностью дестабилизированными оболочками жировых шариков. Участие отвердевшего жира в образовании структуры сгустка способствует значи­тельному повышению его плотности и связности./7/

Хранение

Продолжительность хранения сметаны при температуре не выше 8 °С не более 72 ч.

Творог

Сепарирование молока

При сепарировании молока оптимальной температурой принято считать (35÷45)ºС, что и принято в проекте. Кислотность молока должна составлять не более 21ºТ. С повышением температуры сепарирования пенообразование в сливках и обезжиренном молоке увеличивается. Особенно интенсивно образуется пена в обезжиренном молоке при высоких температурах сепарирования (65÷85)ºС.

Наличие пены в цельном и обезжиренном молоке, а также в сливках отрицательно влияет прежде всего на их тепловую обработку. При большом содержании пены в продукте уменьшается его теплопроводность, вследствие чего понижается эффективность работы теплообменных аппаратов. Пена прогревается хуже, чем основная масса продукта, поэтому в сильно вспененном продукте после пастеризации может быть сравнительно большое количество микроорганизмов, в том числе патогенных.

Молоко не следует сепарировать при температуре пастеризации, так как при этом больше образуется пены, дробление жировых шариков, увеличение содержания жира в обезжиренном молоке.

Кроме того, горячее обезжиренное молоко, содержащее много пены, труднее охладить до температуры сквашивания. Вспененное обезжиренное молоко затрудняет весь дальнейший технологический процесс производства творога.

Нормализация

В курсовом проекте нормализация проводится при производстве творога 9%. Предлагается проводить нормализацию в потоке. При нормализации молока в производстве творога рекомендуется учитывать соотношение между содержанием белка и жира в нормализованном молоке, поскольку оно не является постоянным не только для различных климатических территорий страны, но даже для одной местности в зависимости от времени года и условий кормления. Поэтому необходимо пользоваться установленной величиной, отражающей разницу между массовой долей жира и белка в молоке, а также коэффициентами нормализации для выработки творога в различные периоды года. Массовую долю жира в нормализованной смеси устанавливают по массовой доле белка в перерабатываемом молоке.

Тепловая обработка и гомогенизация

Нормализованное и очищенное молоко направляют на пастеризацию при температуре (90±2)ºС с выдержкой (20÷30) секунд. Температура пастеризации влияет на физико-химические свойства сгустка, что, в свою очередь, отражается на качестве и выходе готового продукта, а также на состав сгустка. Так, с повышением температуры пастеризации молока с (74÷76)ºС до (86÷90)ºС содержание кальция в сгустке уменьшается соответственно с 21 до 16 мг %. Уменьшается также вязкость сгустка.

При низких температурах пастеризации сгусток получается недостаточно плотным, так как сывороточные белки практически полностью отходят в сыворотку, и выход творога снижается. С повышением температуры пастеризации увеличивается денатурация сывороточных белков, которые участвуют в образовании сгустка, повышая его прочность и усиливая влагоудерживающую способность. Это снижает интенсивность отделения сыворотки и увеличивает выход продукта.

При производстве творога из молока, пастеризованного при температуре (82÷90)ºС, часто наблюдается сильное дробление сгустка и образование большого количества белковой пыли во время обработки, а также замедление процесса отделения сыворотки, что затрудняет получение продукта стандартной влажности.

Путем регулирования режимов пастеризации и обработки сгустка, подбором штаммов заквасок можно получать сгустки с нужными реологическими и влагоудерживающими свойствами. При пастеризации уничтожаются вегетативные формы микроорганизмов. Эффективность пастеризации должна быть не ниже (98,9÷99,4)%, количество остаточной микрофлоры не должно превышать несколько десятков клеток в 1 мл./22/

Охлаждение до температуры заквашивания, заквашивание и сквашивание

Пастеризованную нормализованную смесь охлаждают до температуры заквашивания, которая составляет (30±2)ºС. Предусматривается выработка творога 9% кислотным способом на творожных ваннах ВТ-1,2. Сущность кислотной коагуляции казеина сводится к следующему. Молочная кислота при накоплении в молоке снижает отрицательный заряд мицелл казеина, так как Н⁺-ионы подавляют диссоциацию свободных карбоксильных групп и кислотных групп фосфорной кислоты казеина: группы СОО^- переходят в СООН, а РО₃^-2 – в РО₃Н₂. При рН=4,9 наступает потеря частицами всего коллоидного фосфата кальция и полное разрушение мицеллярной структуры. Дальнейшее понижение рН раствора до изоэлектрической точки казеина приводит к нейтрализации частиц и снижению степени их гидратации. В изоэлектрической точке (рН = 4,6÷4,7) достигается равенство положительных и отрицательных зарядов, происходит конформационные изменения макромолекул белка и они теряют свою растворимость и устойчивость. Помимо снижения отрицательного заряда мицелл казеина под действием молочной кислоты нарушается структура казеинаткальцийфосфатного комплекса - от него отщепляется фосфат кальция и органический кальций. Так как кальций и фосфат кальция являются важными структурными элементами комплекса, их переход в плазму молока дестабилизирует мицеллы казеина и вызывает их диспергирование.

Образующаяся молочная кислота также сильно влияет и на солевой состав молока, что, в свою очередь, приводит к изменению его физических свойств. Как более сильная кислота, она вытесняет фосфорную и лимонную кислоты из их соединений, разрушая тем самым буферные системы молока. При этом фосфаты и цитраты кальция молока переходят в более растворимые лактаты кальция:

С аНРО₄ +2С₃Н₆О₃ (С₃Н₅О₃)₂Са + Н₃РО₄;

С а₃(С₆Н₅О₇)₂ + 6С₃Н₆О₃ 3(С₃Н₅О₃)₂Са + 2С₆Н₈О₇.

Это способствует лучшему усвоению кальция организмом человека при употреблении кисломолочных продуктов по сравнению с молоком. Окончание сквашивания определяют по плотности и кислотности сгустка, которая для творога 9% составляет (80±5)ºТ; для нежирного творога, (85±5)ºТ.

Качество готового продукта зависит от правильного определения окончания сквашивания. При недостаточном сквашивании или переквашивании наблюдается значительные потери белка и жира. Кроме того, при переквашивании консистенция творога будет мажущейся, вкус – кислым.

Для заквашивания нормализованной смеси используем закваску прямого внесения DVS культуры состоящую Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris, Lactococcus lactis subsp. lactis biovap diacetylactis, Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris.

Обработка сгустка

При производстве творога традиционным способом с использованием творжных ванн проводится разрезка сгустка, а проводится тепловая обработка сгустка. Тепловая обработка сгустка запускается в работу, когда кислотность сгустка составит 75ºТ при производстве творога 9% . В процессе работы кислотность творожного калье продолжает увеличиваться.

Процесс тепловой обработки творожного сгустка протекает довольно быстро. Таким образом, кислотность готового творога будет зависеть в значительной мере от кислотности сгустка. Сгусток подогревается до температуры (42±2)ºС в течение (20-40) минут, выдерживается в течение (1÷1,5) минуты и охлаждается до (30÷40) ºС.

При нагреве и выдержке сгустка в последующем усиливается явление синерезиса, выделяется значительное количество сыворотки, и частицы сгустка приобретают необходимую прочность. Путем изменения температуры подогрева сгустка можно регулировать содержание влаги в твороге. Накопившаяся в сгустке молочная кислота снижает электрический заряд белков и тем самым уменьшает их гидрофильные свойства: белки легко отдают влагу (дегидратируют) и сгусток интенсивно обезвоживается.

Обезвоживание сгустка

Процесс обезвоживания происходит путем самопрессования в ваннах для отделения сыворотки через фильтрующую ткань. Процесс обезвоживания протекает довольно быстро. При обезвоживании нарастания кислотности практически не происходит. Регулирование содержания влаги в твороге осуществляется путем проверки./24/

После обезвоживании творог направляют на фасование в брикеты по 250 гр. В качестве упаковочного материала применяется кашированная фольга.

Творог должен храниться при температуре холодильной камеры от 0 до +4°С. Срок годности продукта, имеющего температуру (4±2)°С в потребительской таре с герметичной укупоркой составляет не более 36 часов с момента окончания технологического процесса.

Технология приготовления производственной закваски./14/

О тбор молока, оценка качества

Тепловая обработка

О хлаждение до температуры заквашивания

Заквашивание

С квашивание

О хлаждение

Использование

Для приготовления закваски необходимо использовать молоко, полученное от здоровых коров, имеющее чистый вкус, относящееся не ниже 1-ой группе чистоты, не ниже 1-ого класса по пробе на соматические клетки и КМАФАнМ и кислотностью не более 16-18 °Т, плотностью не ниже 1,027 г/см³. В курсовом проекте предусмотрено приготовление закваски на обезжиренном молоке. Основными способами тепловой обработки молока, предназначенного для приготовления заквасок, являются стерилизация и пастеризация. При стерилизации уничтожаются все микроорганизмы и их споры, содержащиеся в молоке. При пастеризации погибает значительная часть микроорганизмов, но в молоке остаются споры бактерий и термоустойчивые группы бактерий.

После пастеризации молоко запрещается переливать в другую емкость, т.к. при этом оно загрязняется посторонней микрофлорой и ухудшается качество закваски. Во избежание возможного развития оставшейся в молоке микрофлоры пастеризованное молоко нужно сразу после пастеризации быстро охладить до температуры заквашивания холодной водой, протекающей в межстенном пространстве заквасочника, в котором его выдерживали и пастеризовали. Охлаждение проводится до температуры, оптимальной для каждого вида закваски.

В молоко, охлажденное до требуемой температуры, немедленно вносят закваску или бактериальный концентрат в определенном количестве. При приготовлении производственной закваски в молоко вносят 0,5-1% лабораторной закваски. Если производственную закваску готовят в небольших количествах, то процент закваски можно увеличить до 3-5%. В этом случае наблюдается ускорение сквашивания молока.

Молоко после внесения лабораторной закваски или бактериального концентрата тщательно перемешивают, после чего оставляют в покое до образования плотного сгустка. Температура и продолжительность сквашивания молока зависит от вида закваски. Свежеприготовленная закваска обладает наибольшей активностью в отношении энергии кислотообразования. Сразу после сквашивания закваска должна быть использована в производстве; в случае если это невозможно, должна быть охлаждена до 3-10 °С.

Общая продолжительность хранения производственной закваски не должна превышать 24 ч после сквашивания, т.к. при дальнейшем хранении в ней могут развиваться посторонние микроорганизмы. В случае хранения закваски 24 часа допускается повышение кислотности не более, чем на 10 °Т./25/

Особенности приготовления закваски для кефира

Кефирную закваску готовят на кефирных грибках, представляющих собой естественный стойкий симбиоз микроорганизмов: мезофильных гомоферментативных молочнокислых стрептококков, лактобацилл (в основном термофильных молочнокислых палочек), мезофильных гетероферментативных молочнокислых стрептококков, дрожжей и уксуснокислых бактерий.

Восстановление кефирных грибков.

Для приготовления кефирной закваски используют натуральные или сухие кефирные грибки. Сухие кефирные грибки перед использованием должны быть восстановлены следующим образом: сухие кефирные грибки помещают в подготовленное, охлажденное до 20±2 °С обезжиренное молоко. Сухие грибки берут из расчета 1 часть на 40-50 частей молока и при указанной температуре выдерживают до образования сгустка, который должен появиться через 24-28 часов.

Кефирные грибки (1 часть грибков на 30-50 частей молока)

Грибковая закваска (обезжиренное пастеризованное молоко) t =20±2оС, τ=23-24ч.

Производственная кефирная закваска (обезжиренное или цельное пастеризованное молоко) t=20±2оС, τ=10-12ч.

Кефир

При культивировании кефирных грибков и получении доброкачественной закваски необходимо соблюдать два основных принципа:

- создание условий, исключающих возможность попадания посторонней микрофлоры в кефирные грибки и закваску;

- создание условий культивирования, позволяющих получать ежедневно закваску с постоянным составом микрофлоры.

Отбор и подготовка молока.

Для восстановления и культивирования кефирных грибков используют только обезжиренное молоко с показателями качества. Для приготовления кефирной производственной закваски допускается использовать цельное молоко. Допускается также использовать восстановленное обезжиренное молоко для культивирования кефирных грибков и приготовления кефирной производственной закваски.

Восстановленное молоко для культивирования кефирных грибков и молоко для приготовления кефирной производственной закваски пастеризуют при температуре 95±2 ºС с выдержкой 30 минут. Не допускается использование для этих целей стерилизованного молока, так как при этом происходит нарушение оптимального соотношения в составе микрофлоры кефирного грибка.

В процессе сквашивания закваску 1 – 2 раза перемешивают. После появления сгустка производят отделение кефирных грибков через чистый профламбированный дуршлаг или металлическое сито. Кефирные грибки вновь помещают в свежее пастеризованное молоко из расчета 1 часть грибков на 30 – 50 частей молока и культивируют до образования сгустка при режимах, указанных выше.

Для полного восстановления активности микрофлоры сухих кефирных грибков достаточно сделать 2 – 3 пересадок. Сухие кефирные грибки при восстановлении увеличиваются по весу в 5 раз. В дальнейшем при культивировании восстановленные кефирные грибки дают прирост, как обычные натуральные грибки.

Культивирование кефирных грибков и получение грибковой

закваски.

Культивирование кефирных грибков (приготовление грибковой закваски) осуществляют в заквасочнике типа ВЗ-0,06. В этом случае весь процесс приготовления закваски проводят в одной емкости.

Для получения грибковой закваски кефирные грибки помещают в пастеризованное молоко и охлажденное до (20 ± 2) °С обезжиренного молока из расчета 1 часть грибков на 30 – 50 частей молока. Допускается использовать любые соотношения между грибками и молоком в указанных пределах, при этом следует учитывать, что снижение количества грибков способствует увеличению содержания в закваске дрожжей и ароматобразующих бактерий.

Через 15 – 18 часов тщательно перемешивают закваску снова и процеживают через дуршлаг или металлическое сито в чистый ушат или ванну. Грибки, оставшиеся на сите, помещают в свежее пастеризованное и охлажденное молоко. Полученную грибковую закваску применяют для приготовления кефира или кефирной производственной закваски.

Если грибковую закваску не используют сразу, ее хранят при температуре (6 ± 2) ºС не более суток. Кефирные грибки ежедневно заливают пастеризованным обезжиренным охлажденным молоком приблизительно в одно и тоже время.

По мере роста кефирных грибков 1 – 2 раза в неделю их отделяют с таким расчетом, чтобы соотношение между количеством грибков оставалось постоянным (1 : 30 – 1 :50).

Отделенные грибки допускается резервировать не более месяца в пастеризованном и охлажденном до (4 – 6)°С обезжиренном молоке./23/

При производстве творога, йогурта и сметаны используются культуры прямого внесения фирмы CHR HANSEN. Преимущества культур DVS перед обычными заквасками, получаемыми путем пересадок:

- прямое внесение в танк, простота использования;

- наименьший риск заражения посторонней микрофлорой;

- высокая активность;

- отсутствие риска загрязнения бактериофагом;

- постоянство состава (не нарушается соотношение между штаммами), что позволяет получать продукт постоянно высокого качества;

- гибкость использования в производстве;

- закваска работает на молоке с пониженными качественными характеристиками;

- экономия электричества, воды, затрат на среды и т.д.;

- исключаются потери закваски;

-возможность производства продуктов без использования стабилизирующих веществ;

- в процессе ферментации подавляется посторонняя микрофлора;

-получение ферментированных продуктов высокого качества с длительными сроками хранения.

Схема применения бакконцентратов

БК (сухой)

Активизированный БК (стерилизованное молоко)

Производственная заквска (пастеризованное молоко)

Кисломолочный продукт

Использование высокоактивных бакконцентратов позволяет готовить производственную закваску беспересадочным способом, минуя стадию приготовления лабораторной закваски.

Это позволяет уменьшить опасность поражения заквасочной микрофлоры бактериофагом, загрязнение закваски посторонней микрофлорой, в конечном итоге- повысить стабильность протекания технологического процесса при выработке продукта./7/