Главная | Обратная связь

ПРОИЗВОДСТВО СМЕТАНЫ ТРАДИЦИОННЫМ СПОСОБОМ

 

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

Сметану вырабатывают термостатным и резервуарным способами, по традиционной схеме и с предварительным созреванием сливок перед сквашиванием. В настоящее время сметану изготовляют преимущественно более экономичным резервуарным способом. Однако вследствие неизбежных механических воздействий на сгусток, сметана при размешивании и последующей операции фасования, происходит заметное разрушение его структуры, что разжижает продукт, изменяет его структурно вязкостные показатели.

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

Сметану вырабатывают только из пастеризованных сливок, чтобы обеспечить высокие ее санитарно-гигиенические свойства и стойкость при хранении. Пастеризация необходима не только для уничтожения всей вегетативной микрофлоры, но и разрушения иммунных тел, которые будут мешать развитию молочнокислых бактерий закваски. Пастеризация также преследует цель полной инактивации ферментов, таких как липаза, пероксидаза, 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%. Для бактериально загрязненных сливок второго сорта применяют более жесткие режимы пастеризации – температура не ниже 93–96°С и выдержка 10–20мин.

При высокотемпературной пастеризации (92–96°С) происходит усиленное образование реактивноспособных сульфгидрильных групп ( –SH), понижающих окислительно-восстановительный потенциал плазмы, связывающих тяжелые металлы и играющих роль антиокислителей. Образуется ряд летучих веществ, в том числе сероводород, которые придают сливкам ореховый, выраженный привкус пастеризации, который высоко ценится потребителями. При высокой температуре пастеризации также создаются оптимальные условия для эффективного развития молочнокислых бактерий закваски: снижается окислительно-восстановительный потенциал, с частичным разложением белка, с образованием более простых пептидов, свободных аминокислот и других продуктов – стимуляторов роста.

Тепловую обработку сливок осуществляют в пластинчатых пастеризационно - охладительных установках, обеспечивающих соматический контроль и регулирование температурных режимов.

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, а в гомогенизированных – равномерно.

При гомогенизации происходит диспергирование не только жировых шариков, но и белковых частиц. Дробление жировых шариков сопровождали 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 приводит к повышению вязкости гомогенизированных шариков. Чрезмерное дробление жировых шариков при гомогенизации может привести к образованию ими больших скоплений – гроздьев (до 10 –20). Их образованию способствуют снижение электрозаряженности и выделение свободного жира и дроблении шариков. Жидкий жир играет здесь роль цемента при слипании жировых шариков в кучки-гроздья. Наибольшее кучеобразование наблюдается при низких температурах гомогенизации (20–30°С) и высоком давлении, особенно для сливок повышенной жирности. Существует закономерность: чем больше скоплений жировых шариков, тем ниже стабильность белков. Чрезмерная вязкость сливок, образование большого числа жировых кучек обусловливают получение рыхлой, хлопьевидной, «шероховатой» консистенции с комочками жира, утрату глянцевитости.

Оптимальными режимами гомогенизации сливок в произ-иодстве сметаны 25%-ной и 30%-ной жирности являются температуры 70 °С и давление 10 МПа, сметаны 10, 15 и 20%-ной жирности – 14 –18 МПа. Чем выше концентрация жира в сметане, тем ниже давление оптимального режима гомогенизации. Избрание температуры гомогенизации ниже и выше 70°С обусловливают возрастание количества и размеров скоплений жировых шариков, что ухудшает консистенцию сметаны. Сметана, изготовленная при оптимальных режимах гомогенизации сливок, имеет наиболее высокие показатели плотности, пластичности, структурно-механических свойств, сгусток прочно удерживает влагу.

В производстве сметаны сливки рекомендуется гомогенизировать после пастеризации, хотя имеется опасность повторного обсеменения сливок в процессе гомогенизации. Но здесь необходимо соблюдать строгий санитарно-гигиенический контроль 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.

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

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

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

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

Для производства сметаны используют многоштаммовые закваски, приготовленные на чистых культурах гомо- и гетеро-ферментативных мезофильных молочнокислых стрептококков – Str. lactis, Str. cremoris, Str. diacetilactis, Str. subsp. illnei-tilactis или Str. acetoinicus, а для ацидофильной сметаны – щидофильной палочки и ароматобразующего молочнокислого стрептококка.

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

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

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

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

Для сметаны, не предназначенной для длительного хранения, подбирают бактериальную закваску, протеолитически активную и создающую аромат, но липолитически неактивную.

Наоборот, сметану для длительного хранения изготовляют на закваске из протеолитически и липолитически неактивных или слабоактивных штаммов. В противном случае сметана приобретает при продолжительном хранении ряд пороков в связи с усиленным гидролизом белков. В закваску входят: Str. lac-tis₇75, Str. Iactis₈7i и Str. diacetilactisi₅₀6. При этом сметана сохраняется без снижения качества в течение 6 мес при температуре от 0 до 2°С.

Чем выше активность закваски и энергия ее кислотообра-зования, тем меньше продолжительность сквашивания и плотнее сгусток, выше его токсотропные показатели, вкусовые качества и стойкость сметаны при хранении. Используют бактериальный концентрат, выращенный на специальных средах и подвергнутый сублимационной сушке, в котором в 10 –100 раз больше бактериальных клеток, чем в сухом, кроме того, его можно сразу использовать без пересадок для приготовления производственной закваски.

В последнее время широко используется закваска, приготовленная на стерилизованном молоке с беспересадочным культивированием микрофлоры. При этом исключается опасность заражения заквасок посторонней микрофлорой при пересадках и бактериофагом, значительно повышается активность микрофлоры заквасок, что снижает потребность заквасок в 3 –4 раза; улучшаются консистенция, вкусовые качества и стойкость продукта. Оптимальная доза такой закваски, полученной на стерилизованном молоке беспересадочным способом, составляет 1,5% массы сливок.

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

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

В промышленности применяют три основных способа внесения закваски для сквашивания сливок: после заполнения емкости сливками, до ее заполнения, одновременно с подачей (сливок в емкость.

При первом способе заквашенные сливки недостаточно эффективно перемешиваются и продолжительность смешивания увеличивается. Этого можно избежать при двух и трех способах внесения закваски. Дозирование закваски необходимо проводить с помощью индукционного расходомера (Ш1ИКМИ).

После внесения закваски в течение первых 3 ч сливки тща-mvii.ho перемешивают через каждый час, а затем оставляют в покос до конца сквашивания.

Сквашивание сливок продолжается 9 –16 ч в зависимости активности закваски и температуры сквашивания. Сгусток '^разуется в результате коагуляции казеина. При сквашивании происходит отвердевание высокоплавких глицеридов в жи-роных шариках, вследствие чего уменьшается отрицательный и ряд жировых глобул и образуются кучки. Жировые шарики м их кучки входят в состав белковых строи и формируют свя-• мнающие мостики между ними, способствуя этим образованию более плотного сгустка. Наибольшей плотности сгусток достигает в изоэлектрической точке белков плазмы и оболочек жировых шариков, т. е. при рН 4,6 –4,7. При удалении от изо-ик-ктрической точки (рН ниже 4,6 –4,7), что наблюдается при переквашивании сметаны, белки приобретают противоположный заряд и происходит их растворение, разрушение скоплений жировых шариков, нарушение гелевой структуры и разжи-жение сгустка. Поэтому необходимо сквашивание заканчивать при достижении кислотности 60 –75°Т с учетом того, что до-кнашивание произойдет при медленном охлаждении сметаны до температур физического созревания ее.

Охлаждение сметаны в период максимальной скорости размножения молочнокислой микрофлоры закваски (логарифмическая фаза), что соответствует кислотности 30 –35°Т, способствует более интенсивному дальнейшему нарастанию кислотности, получению плотного сгустка кислотностью 60 –67 °Т с более высокой дисперсностью белковых частиц. Это легло в основу разработки ступенчатого режима получения кисломолочного сгустка: сквашивание на первой ступени при температуре .40 –31°С до кислотности 30 –35 °Т, охлаждение до температуры 8 –10 °С, досквашивание при этой температуре до кислотности 60 –85 °Т и нагревание сквашенных сливок в целях образования сгустка.

Дисперсность казеиновых частиц в конце первой ступени сквашивания выше, чем в исходном сырье, и остается практически одинаковой до конца сквашивания. Нагревание таких сливок вызывает быстрое образование геля. Сгусток, полученный по ступенчатому режиму, имеет меньшие рН и титруемую кислотность (на 10 –14 °Т), содержит больше в 1,35 раза летучих жирных Кислот, в 6,3 раза ароматобразующих бактерий, вязкость и предельное напряжение сдвига повышаются на 17— 33% по сравнению с традиционным методом. При ступенчатом методе сквашивания возрастает количество связей между структурными элементами сгустка. Новые структурные элементы повышают вязкостные показатели сгустка. С увеличением прочностных и вязкостных показателей интенсивность выделения сыворотки уменьшается.

 

 

В формировании консистенции сметаны до 30%-ной жирности основную роль играет коагуляция белков, а в структурировании сметаны более высокой жирности консистенция формируете» за счет физико-химических процессов жировой фазы!

После сквашивания сметану фасуют в крупную тару (металлические широкогорлые фляги, в деревянные бочки массой i нетто не выше 50 кг) и мелкую (стеклянные баночки, широкогорлые бутылки, картонные и пластмассовые стаканчики). Фасование сметаны в мелкую тару на специальных автоматах • или полуавтоматах более удобно и составляет около 70% в общем объеме производимой продукции. Сметана как полидисперсная структурированная система не обладает достаточно прочными связями и при механическом воздействии разжижается. Поэтому желательно направлять сметану на фасование самотеком, применять механизмы, которые создают минимальное воздействие на ее структуру, или фасовать недосквашенной.

Чтобы сметана приобрела плотную консистенцию, немедленно после ее фасования направляют в холодильные камеры с температурой 2-^-8 °С, где она охлаждается и созревает. Охлаждение и созревание сметаны может происходить также до фасования в тех же емкостях, в которых сквашивались сливки, после чего готовый продукт фасуют. Охлаждение в крупной упаковке в холодильной камере длится около 8 –16 ч и созревание 24 –48 ч, в мелкой соответственно 2 и 6 –8 ч.

С понижением температуры замедляется развитие молочнокислых стрептококков, а ароматобразующая микрофлора, напротив, усиливает свою жизнедеятельность и в продукте накапливаются ароматические вещества. В процессе созревания сметана приобретает оптимальную кислотность (85 –100 °Т), а также более густую консистенцию. Получение более густой и более плотной консистенции при созревании обязано преимущественно отвердеванию глицеридов жировой дисперсии и некоторых компонентов оболочек жировых шариков, а также в некоторой мере набуханию белков. Отвердевшие жировые шарики образуют «мостики» в белковой структуре и упрочняют ее.

С понижением температуры созревания повышается степень и гпердевания жировой фазы, больше образуется «мостиков» и сметана в большей мере уплотняется.

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