ТЕХНОЛОГИЯ МОЛОКА И МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ
advertisement
ТЕХНОЛОГИЯ МОЛОКА И МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ Г.Н. Крусь, А.Г. Храмцов, З.В. Волокитина, С.В. Карпычев ТЕХНОЛОГИЯ МОЛОКА И МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ Под редакцией д-ра техн. наук, профессора А.М. Шалыгиной «КОЛОСС» Москва – 2003 2 АННОТАЦИЯ В книге рассмотрено современное состояние молочной промышленности, в том числе направления расширения ассортимента за счет создания продуктов с использованием сырья немолочного происхождения, вкусоароматических веществ, продуктов лечебно-профилактического назначения. В книге описаны технологии молока, сливок, напитков, кисломолочных продуктов, мороженого, продуктов детского питания, масла, сыра. В каждой группе рассмотрены особенности технологии продуктов нового ассортимента. В учебнике в системном виде изложены вопросы промышленной переработки вторичных сырьевых ресурсов молочной отрасли АПК – обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки Учебник предназначен для студентов вузов, обучающихся по специальности «Технология молока и молочных продуктов»; может быть полезен для аспирантов, специалистов научно-исследовательских институтов и предприятий, вырабатывающих молочные продукты. 3 ВВЕДЕНИЕ ...................................................................................................................... 10 Раздел 1. НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ АССОРТИМЕНТА МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ ............................................................................................................................... 17 Глава 1. МОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ ................................ 17 ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ПИТАНИЯ................................................................. 17 НАРУШЕНИЕ СТРУКТУРЫ ПИТАНИЯ И ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЗАБОЛЕВАНИЙ19 ПРОБИОТИКИ И БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА............................. 28 Глава 2. МОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ НОВОГО АССОРТИМЕНТА ...................................... 31 МОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ31 МОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ СО СЛОЖНЫМ СЫРЬЕВЫМ СОСТАВОМ ................ 34 Раздел 2. ОБЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ МОЛОКА И ЗАКВАСОК ................................... 36 Глава 1. ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ МОЛОКА36 ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА И ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ МОЛОКА ...................... 36 ПРИЕМКА И ОЦЕНКА КАЧЕСТВА МОЛОКА ......................................................... 37 СПОСОБЫ ОЧИСТКИ МОЛОКА ................................................................................. 37 РЕЖИМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ МОЛОКА ......................................................................... 38 Глава 2. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МОЛОКА ............................................................ 38 СЕПАРИРОВАНИЕ И НОРМАЛИЗАЦИЯ МОЛОКА ............................................... 38 ГОМОГЕНИЗАЦИЯ МОЛОКА ..................................................................................... 40 МЕМБРАННЫЕ МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ И КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ МОЛОКА42 Глава 3. ТЕПЛОВАЯ ОБРАБОТКА МОЛОКА ........................................................................ 43 ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ НА СВОЙСТВА МОЛОКА ......................... 43 ПАСТЕРИЗАЦИЯ МОЛОКА ......................................................................................... 43 СТЕРИЛИЗАЦИЯ МОЛОКА ......................................................................................... 44 Глава 4. ТЕХНОЛОГИЯ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ЗАКВАСОК И КОНЦЕНТРАТОВ .............. 46 ПОДБОР КУЛЬТУР ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ ............ 46 ПРИГОТОВЛЕНИЕ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ЗАКВАСОК И КОНЦЕНТРАТОВ ......... 47 Раздел 4. НЕМОЛОЧНОЕ СЫРЬЕ: РАСТИТЕЛЬНЫЕ БЕЛКИ И ЖИРЫ, ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ .............................................................................................................. 50 Глава 1. РАСТИТЕЛЬНЫЕ БЕЛКИ И АНАЛОГИ КОРОВЬЕГО МОЛОКА ....................... 50 ХАРАКТЕРИСТИКА РАСТИТЕЛЬНЫХ БЕЛКОВ .................................................... 50 ТЕХНОЛОГИЯ ПИЩЕВЫХ БЕЛКОВ ......................................................................... 51 Глава 2. РАСТИТЕЛЬНЫЕ ЖИРЫ И АНАЛОГИ МОЛОЧНОГО ЖИРА ............................ 53 ХАРАКТЕРИСТИКА РАСТИТЕЛЬНЫХ ЖИРОВ ..................................................... 53 4 ТЕХНОЛОГИЯ ПИЩЕВЫХ РАСТИТЕЛЬНЫХ ЖИРОВ ......................................... 55 Глава 3. ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ................................................................................................ 60 ПИЩЕВЫЕ КРАСИТЕЛИ ............................................................................................. 60 ВЕЩЕСТВА, ИЗМЕНЯЮЩИЕ СТРУКТУРУ ПРОДУКТА ...................................... 61 ВЕЩЕСТВА, РЕГУЛИРУЮЩИЕ СВОЙСТВА СЫРЬЯ И ПРОДУКТА ............................. 63 ВКУСОВЫЕ И АРОМАТИЧЕСКИЕ ДОБАВКИ .................................................................... 64 ВЕЩЕСТВА, ПОВЫШАЮЩИЕ СОХРАННОСТЬ ПРОДУКТА И УВЕЛИЧИВАЮЩИЕ СРОКИ ХРАНЕНИЯ ................................................................................................................... 65 Раздел 5. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДУКТОВ ГОРОДСКИХ МОЛОЧНЫХ ЗАВОДОВ И МОРОЖЕНОГО........................................................................................................................... 66 Глава 1. МОЛОКО, СЛИВКИ, МОЛОЧНЫЕ НАПИТКИ ...................................................... 66 ХАРАКТЕРИСТИКА МОЛОКА, СЛИВОК И НАПИТКОВ ...................................... 66 ТЕХНОЛОГИЯ ПАСТЕРИЗОВАННОГО МОЛОКА И СЛИВОК ............................ 67 ТЕХНОЛОГИЯ СТЕРИЛИЗОВАННОГО МОЛОКА И СЛИВОК ............................. 71 Глава 2. КИСЛОМОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ ............................................................................ 75 ХАРАКТЕРИСТИКА КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ ...................................... 75 ТЕХНОЛОГИЯ КИСЛОМОЛОЧНЫХ НАПИТКОВ .................................................. 77 ТЕХНОЛОГИЯ СМЕТАНЫ ........................................................................................... 83 ТЕХНОЛОГИЯ ТВОРОГА ............................................................................................. 87 ТЕХНОЛОГИЯ ТВОРОЖНЫХ ПРОДУКТОВ ............................................................ 92 ПОРОКИ МОЛОКА И КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ .................................... 94 Глава 3. МОРОЖЕНОЕ ............................................................................................................... 96 ХАРКТЕРИСТИКА МОРОЖЕНОГО ........................................................................... 96 ТЕХНОЛОГИЯ МОРОЖЕНОГО................................................................................... 98 Раздел.6 ТЕХНОЛОГИЯ МОЛОЧНЫХ КОНСЕРВОВ ............................................. 100 Глава 1. ОБЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ МОЛОЧНЫХ КОНСЕРВОВ .......................................... 100 СУЩНОСТЬ И СПОСОБЫ КОНСЕРВИРОВАНИЯ МОЛОКА .............................. 100 ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К СЫРЬЮ...................................................... 102 ОБЩИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА МОЛОЧНЫХ КОНСЕРВОВ ............................................................................................................................. 103 Глава 2. СГУЩЕННЫЕ МОЛОЧНЫЕ КОНСЕРВЫ ............................................................. 104 СТЕРИЛИЗОВАННОЕ И КОНЦЕНТРИРОВАННОЕ МОЛОКО ............................ 104 СГУЩЕННОЕ МОЛОКО С САХАРОМ .................................................................... 107 Глава 3. СУХИЕ МОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ ......................................................................... 109 СУХОЕ ЦЕЛЬНОЕ МОЛОКО ..................................................................................... 109 5 СУХОЕ БЫСТРОРАСТВОРИМОЕ МОЛОКО .......................................................... 111 ПОРОКИ МОЛОЧНЫХ КОНСЕРВОВ ....................................................................... 112 Раздел 7. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДУКТОВ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ .......................... 114 Глава 1. ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ И ПРОДУКТОВ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ ........... 114 ОСОБЕННОСТИ ПРОДУКТОВ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ ....................................... 114 СЫРЬЕ, ПРИМЕНЯЕМОЕ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОДУКТОВ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ .................................................................................................................................. 116 Глава 2. ТЕХНОЛОГИЯ СУХИХ ПРОДУКТОВ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ ........................ 117 СУХИЕ МОЛОЧНЫЕ СМЕСИ .................................................................................... 117 СУХИЕ МОЛОЧНЫЕ КАШИ ..................................................................................... 119 СУХИЕ МОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ ДЛЯ ЛЕЧЕБНОГО ПИТАНИЯ ...................... 121 Глава 3. ТЕХНОЛОГИЯ ЖИДКИХ СТЕРИЛИЗОВАННЫХ И КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ .................................................................................. 123 ЖИДКИЕ СТЕРИЛИЗОВАННЫЕ СМЕСИ ............................................................... 123 КИСЛОМОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ ............................................................................. 124 Раздел 8 . ТЕХНОЛОГИЯ СЫРА ................................................................................ 127 Глава 1. ОБЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ СЫРА ............................................................................... 127 ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРОВ И СЫРЬЯ ДЛЯ СЫРОДЕЛИЯ ................................ 127 ПОДГОТОВКА МОЛОКА К ВЫРАБОТКЕ СЫРА .................................................. 130 ПОДГОТОВКА МОЛОКА К СВЕРТЫВАНИЮ ....................................................... 134 ПОЛУЧЕНИЕ И ОБРАБОТКА СГУСТКА ................................................................. 137 ФОРМОВАНИЕ, ПРЕССОВАНИЕ И ПОСОЛКА СЫРА ........................................ 145 СОЗРЕВАНИЕ СЫРА ................................................................................................... 152 СПОСОБЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ СЫРА .................................... 160 ПОДГОТОВКА СЫРА К РЕАЛИЗАЦИИ .................................................................. 163 Глава 2. ЧАСТНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ СЫРА ........................................................................... 168 КЛАССИФИКАЦИЯ СЫРОВ ...................................................................................... 168 ТЕХНОЛОГИЯ ТВЕРДЫХ СЫЧУЖНЫХ СЫРОВ С ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ ВТОРОГО НАГРЕВАНИЯ ...................................................................... 169 ТЕХНОЛОГИЯ ТВЕРДЫХ СЫЧУЖНЫХ СЫРОВ С НИЗКОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ ВТОРОГО НАГРЕВАНИЯ ....................................................................................................... 172 ТЕХНОЛОГИЯ ТВЕРДЫХ СЫЧУЖНЫХ СЫРОВ С НИЗКОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ ВТОРОГО НАГРЕВАНИЯ И С ПОВЫШЕННЫМ УРОВНЕМ МОЛОЧНОКИСЛОГО БРОЖЕНИЯ ............................................................................................................................... 174 ТЕХНОЛОГИЯ ТВЕРДЫХ СЫЧУЖНЫХ СЫРОВ, СОЗРЕВАЮЩИХ ПРИ 6 УЧАСТИИ МОЛОЧНОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ И МИКРОФЛОРЫ СЛИЗИ ...................... 178 ТЕХНОЛОГИЯ МЯГКИХ СЫРОВ ............................................................................. 180 ТЕХНОЛОГИЯ РАССОЛЬНЫХ СЫРОВ................................................................... 185 ТЕХНОЛОГИЯ СЫРОВ И СЫРНЫХ МАСС ДЛЯ ВЫРАБОТКИ ПЛАВЛЕНЫХ СЫРОВ ....................................................................................................................................... 187 Глава 3.ТЕХНОЛОГИЯ ПЛАВЛЕНЫХ СЫРОВ ................................................................... 192 ХАРАКТЕРИСТИКА ПЛАВЛЕНЫХ СЫРОВ........................................................... 192 ПОДБОР И ПОДГОТОВКА СЫРЬЯ ........................................................................... 193 СОСТАВЛЕНИЕ СЫРНОЙ СМЕСИ .......................................................................... 195 ПЛАВЛЕНИЕ СЫРНОЙ МАССЫ .............................................................................. 197 ФАСОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ ПЛАВЛЕНОГО СЫРА ............................................. 199 ОЦЕНКА КАЧЕСТВА И ПОРОКИ ПЛАВЛЕНЫХ СЫРОВ ................................... 200 ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ОТДЕЛЬНЫХ ГРУПП ПЛАВЛЕНЫХ СЫРОВ203 Раздел 9. ТЕХНОЛОГИЯ МАСЛА .............................................................................. 206 Глава 1. ВИДЫ МАСЛА И СЫРЬЕ ДЛЯ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА ...................................... 206 ХАРАКТЕРИСТИКА СЛИВОЧНОГО МАСЛА ........................................................ 206 ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ МОЛОКА И СЛИВОК ............................................. 208 ПОДГОТОВКА СЫРЬЯ И СПОСОБЫ ПРОИЗВОДСТВА МАСЛА ...................... 210 Глава 2. ТЕХНОЛОГИЯ МАСЛА СПОСОБОМ СБИВАНИЯ СЛИВОК............................ 211 НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ОБРАБОТКА СЛИВОК ............................................... 212 СБИВАНИЕ СЛИВОК .................................................................................................. 215 ПРОМЫВКА МАСЛЯНОГО ЗЕРНА .......................................................................... 218 ПОСОЛКА МАСЛА ...................................................................................................... 219 МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МАСЛА ............................................................... 219 ПОЛУЧЕНИЕ МАСЛА В МАСЛОИЗГОТОВИТЕЛЯХ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ................................................................................................................................ 220 ПОЛУЧЕНИЕ МАСЛА В МАСЛОИЗГОТОВИТЕЛЯХ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ ................................................................................................................................ 221 Глава 3. ТЕХНОЛОГИЯ МАСЛА СПОСОБОМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВЫСОКОЖИРНЫХ СЛИВОК ..................................................................................................................................... 223 ПОЛУЧЕНИЕ И НОРМАЛИЗАЦИЯ ВЫСОКОЖИРНЫХ СЛИВОК ..................... 224 ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ВЫСОКОЖИРНЫХ СЛИВОК ............ 225 ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ МАСЛА РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ ПРОИЗВОДСТВА ..................................................................................................................... 231 Глава 4. ПОДГОТОВКА МАСЛА К РЕАЛИЗАЦИИ ............................................................ 237 7 ФАСОВАНИЕ, ХРАНЕНИЕ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ МАСЛА ...................... 237 ОЦЕНКА КАЧЕСТВА И ПОРОКИ СЛИВОЧНОГО МАСЛА ................................. 238 Глава 5. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ОТДЕЛЬНЫХ ВИДОВ МАСЛА .................... 240 КЛАССИФИКАЦИЯ МАСЛА ..................................................................................... 240 ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ОТДЕЛЬНЫХ ВИДОВ ...................................... 242 СЛИВОЧНОГО МАСЛА .............................................................................................. 242 ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ КОНЦЕНТРАТОВ МОЛОЧНОГО ЖИРА...... 252 Раздел 10. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДУКТОВ ИЗ ОБЕЗЖИРЕННОГО МОЛОКА, ПАХТЫ И МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ................................................................................. 254 ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЕЗЖИРЕННОГО МОЛОКА, ПАХТЫ И МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ ............................................................................................................................ 254 СОСТАВ И СВОЙСТВА ОБЕЗЖИРЕННОГО МОЛОКА, ПАХТЫ И МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ ............................................................................................................................ 254 ВИДЫ И АССОРТИМЕНТ ПРОДУКТОВ ИЗ ОБЕЗЖИРЕННОГО МОЛОКА, ПАХТЫ И МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ................................................................................. 257 ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДУКТОВ ИЗ ОБЕЗЖИРЕННОГО МОЛОКА .................. 258 МОЛОЧНО-БЕЛКОВЫЕ КОНЦЕНТРАТЫ ............................................................... 258 ЗАМЕНИТЕЛИ МОЛОКА ДЛЯ МОЛОДНЯКА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ ............................................................................................................................. 267 ГЛАВА 3. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДУКТОВ ИЗ ПАХТЫ ......................................................... 269 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПАХТЫ ДЛЯ НОРМАЛИЗОВАЦИИ МОЛОКА ................... 269 ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПРОДУКТОВ ИЗ ПАХТЫ ............................................ 270 Глава 4. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДУКТОВ ИЗ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ .......................... 274 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЖИРА МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ ....................................... 274 БЕЛКОВЫЕ ПРОДУКТЫ ............................................................................................ 275 НАПИТКИ ...................................................................................................................... 279 СГУЩЕННЫЕ И СУХИЕ КОНЦЕНТРАТЫ ............................................................. 281 МОЛОЧНЫЙ САХАР ................................................................................................... 285 ПРОИЗВОДНЫЕ МОЛОЧНОГО САХАРА ............................................................... 291 Глава 1. МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС В ПРОИЗВОДСТВЕ МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ296 ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА ................................ 296 ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПОТЕРИ ............................................................................. 299 СТЕПЕНЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ МОЛОКА ..................... 300 РАСХОД СЫРЬЯ И ВЫХОД ГОТОВОГО ПРОДУКТА .......................................... 300 Глава 2. РАСЧЕТЫ ПО НОРМАЛИЗАЦИИ СЫРЬЯ ............................................................ 303 8 ЦЕЛЬНОМОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ .......................................................................... 303 ТВОРОГ И СЫР ............................................................................................................ 305 МОЛОЧНЫЕ КОНСЕРВЫ ........................................................................................... 307 РАСЧЕТ РЕЦЕПТУР В ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОДУКТОВ СО СЛОЖНЫМ СЫРЬЕВЫМ СОСТАВОМ ....................................................................................................... 309 ЛИТЕРАТУРА ............................................................................................................... 314 9 ВВЕДЕНИЕ Молочная промышленность является одной из важнейших среди перерабатывающих пищевых отраслей народного хозяйства. Возникновение товарного молочного хозяйства в нашей стране относится к концу XVIII века. Молочные заводы тогдашней России представляли собой мелкие производства. Становление и развитие молочной промышленности относится к 90-м годам XIX века и связано с проводимыми правительством реформами, заключающимися в коренной структурной перестройке промышленного и торгового потенциала России. Развитие России в 1880-1913 годы характеризуется гигантскими темпами роста промышленности и коренными изменениями в технике и технологии. Экономическая политика, основанная на принципах свободной конкуренции и либеральной таможенной политике, сменилась политикой государственного регулирования экономических и социальных отношений. Протекционизм, высокие таможенные пошлины на ввозимую изза границы промышленную продукцию, помощь одним отраслям и некоторое сдерживание других, введение регламентаций условий фабрично-заводского труда – основные направления этого регулирования. Политика защиты отечественного рынка от конкуренции западных стран сыграла большую роль в становлении русской промышленности в конце 19-го начале 20-го века. Ограничивая допуск в Россию рада зарубежных товаров, русское правительство посредством ряда мер стимулировало отечественное производство. Темпы экономического роста были самыми высокими в мире. Темпы роста промышленной продукции и темпы роста производительности труда в России по сравнению с США за период с 1869 г. по 1913 г. приведены в табл. , при этом за 100 % приняты показатели 1869 г. Рост объема промышленной продукции и производительности труда в России и США, % (1869г. = 100%). Годы Продукция Производительность труда Россия США Россия США 1869 100,0 100,0 100,0 100,0 1890 193,6 277,5 111,5 147,9 1900 431,5 390,1 161,8 147,9 1913 850,3 757,8 221,0 189,0 Как видно из табл. Россия в 1913 году опережала США, как по темпам роста промышленной продукции (Россия – 850,3 %, США – 757,8 %), так и по темпам роста производительности труда (Россия –221,3 %, США – 189,0 %). Однако по абсолютным объемам промышленной продукции и производительности труда Россия значительно отставала от США. В 1895 г. Россия перешла на систему золотого обращения и установила чрезвычайно строгие условия для выпуска и обращения кредитных билетов, которые должны были обязательно обеспечиваться золотом. Уже к 1904 году золотой запас Государственного банка России составлял 900 млн. руб, тогда как кредитных билетов было выпущено на 580 млн. руб, т.е. золотое покрытие составляло свыше 100 %. Вместе с положительным торговым балансом страны это составляло условие для существования русского рубля как самой твердой конвертируемой валюты в мире, которую высоко ценили иностранцы. Происходит постепенное распространение промышленного производства по территории России. На этот период времени приходится и расцвет русского маслоделия. До 1890 г. производство сливочного масла в России носило в основном домашний и кустарный характер. Начало бурного развития маслоделия связано с построением Великой 10 Сибирской железной дороги. В Сибири возникает крупный маслодельный район, охватывающий Тобольскую, Томскую, частично Пермскую, Оренбургскую и Енисейскую губернии, а также Семипалатинскую область. Первый маслодельный завод возник в 1893 г. в Кургане. К 1908 г. чсило маслодельных заводов в Сибири достигло 3 тыс., большинство из которых были артельными. В 1913 г. было выработано в заводских условиях (без домашнего производства) 104 тыс.т масла. Сибирское маслоделие давало золота вдвое больше, чем вся сибирская золотопромышленность. Россия стала крупнейшим после Дании поставщиком сливочного масла на мировом рынке. Становлению молочной промышленности России способствовал и рост поголовья скота в сельском хозяйстве. За 1895-1915 гг. количество голов крупного рогатого скота увеличилось на 63%. Россия стала главным экспортером сельскохозяйственной продукции, первой «житницей Европы», на которую приходилось две пятых всего мирового экспорта крестьянской продукции. Экономическая Россия была единственной страной в мире, которая приближалась к автаркии, т.е. имела такой хозяйственный уклад, который позволял ей самостоятельно и полнокровно существовать независимо от иностранного ввоза и вывоза. По отношению к внешнему миру Россия была автономна, обеспечивая себя всеми необходимыми товарами, и сама потребляла почти все, что производила. Высокие заградительные пошлины на многие товары стимулировали внутреннее хозяйство. Импорт для страны не имел жизненного значения. Доля России в мировом импорте составляла немногим больше 3%, что для страны с населением, равным десятой части всего человечества ничтожно мало. Россия не зависела от импорта. Русская экономика не ориентировалась на внешний рынок. Россия в годы перед первой мировой войны имела бездефицитный государственный бюджет, т.е. государственные доходы превышали государственные расходы. Так в предвоенное десятилетие превышение государственных доходов над расходами составляло 2,4 млрд. руб. Государственные финансы процветали. За счет бездефицитного бюджета были понижены железнодорожные тарифы, ликвидированы некоторые виды налогов и др. В начале 20-го века заработки российских рабочих были одними из самых высоких в мире, занимая второе место после заработков американских рабочих. Налоговое бремя на одного жителя России было самым низким в мире. Русская казна стремилась повысить свои доходы не за счет роста налогов, как это чаще всего делалось в западных странах, а путем доходности государственных предприятий. Так, например, выплачивание процентов государственных долгов в основном обеспечивалось за счет доходов от эксплуатации государственных железных дорог. Опережая западные страны по темпам экономического роста, Россия вместе с тем по объему промышленного производства еще отставала от США, Великобритании, Германии и Франции, занимая пятое место в мире. Специалисты, основываясь на анализе промышленных мощностей России и среднегодовых темпах роста продукции, предсказывали выход России к 1930-м годам на один из передовых рубежей мирового хозяйственного развития. Первая мировая и гражданская войны привели к резкому сокращению производства молочных продуктов. В послевоенный период началось восстановление и дальнейшее развитие всех отраслей народного хозяйства, в том числе молочной промышленности. В связи с начавшейся в 30-х годах реконструкцией молочного хозяйства развернулось строительство новых заводов, началась механизация производства и усовершенствование технологии. Потребовалось расширение научно-исследовательских работ. В Москве был создан Всесоюзный (ныне Всероссийский) научноисследовательский институт молочной промышленности (ВНИМИ), а в Угличе Всесоюзный (ныне Всероссийский) научно-исследовательский институт маслодельной и 11 сыродельной промышленности (ВНИИМС). Великая Отечественная война (1941-1945гг.) нанесла огромный ущерб народному хозяйству страны, очень сильно пострадала и молочная промышленность. В послевоенные годы молочная промышленность была восстановлена, и вплоть до 1990 г. происходило ее дальнейшее развитие. Этот период характеризуется постоянным ростом объемов производства молока и молочных продуктов и совершенствованием научных основ технологии. Молочная промышленность в России становилась и развивалась трудами отечественных ученых и предпринимателей. Начало развитию молочного дела в России на научной основе положили Н.В. Верещагин и А.А. Калантар. Николай Васильевич Верещагин, который на Всероссийском съезде по молочному хозяйству в 1899 г. был назван «отцом русского молочного дела». Признавая его выдающуюся роль в создании и развитии отечественной промышленной переработки молока, журнал «Молочное хозяйство» (ныне «Молочная промышленность») в первом своем номере от 3 марта 1902 г. писал: «С легкой руки Н.В. Верещагина русское молочное хозяйство сделало в короткое время быстрые успехи и покрыло сетью маслоделен и сыроделен громадный район на севере и западе Европейской России, а также Сибирь, Кавказ и многие отдельные местности центральной и южной России. В настоящее время в России насчитывается более 500 сыроварен и до 4000 маслоделен». Продукты этих заведений составили более 6 млн. пудов в год. Вывоз за границу превышал 2 млн. пудов на сумму 25млн. рублей. С такими показателями пришла Российская молочная промышленность к началу 20-го века. Началась подвижническая деятельность Н.В. Верещагина в 60-е годы 19-го столетия, когда бывший военно-морской офицер, выйдя в отставку, решил заняться в своем имении молочным делом. Будучи человеком основательным, он отправился в Европу, чтобы познакомиться с постановкой этого дела в передовых в данной области странах – Голландии, Швейцарии и др. Практическое воплощение своих грандиозных планов Н.В. Верещагин начал организацией в селе Отроковичи Тверской губернии первой в стране крестьянской сыроварни, открытой в 1866 г. А уже в следующем году в тверской губернии заработали ещё четыре артели по переработке молока. Отметим, что в большинстве стран Европы кооперативные молочные хозяйства возникли гораздо позже. К 1870 г. из созданных в тверской губернии 28 молочных заводов 11 были артельными. По инициативе Н.В. Верещагина молочное производство на кооперативных началах было организовано также в Вологодской, Вятской, Новгородской губерниях и в других регионах России. Активное развитие молочного дела быстро выявило недостаток квалифицированных кадров и в 1871 г. в селе Едимоново Тверской губернии при непосредственном участии Н.В. Верещагина была открыта первая в России школа молочного хозяйства. Обучение в школе велось на самом современном уровне. Свободно владея немецким, французским и английскими языками, Н.В. Верещагин внимательно следил за новинками молочного дела за рубежом и, выявив что-то полезное, старался внедрить в России. Например, созданный в 1878 г. в Швеции Густавом Лавалем сепаратор – сливкоотделитель в том же году по договоренности с изобретателем был испытан в Едимоново. В 1880 г. он был показан на выставке в Вологде, а в 1882 г. по инициативе Н.В. Верещагина смонтирован на Фоминском маслозаводе этой губернии, а затем в селе Троицкое Вологодского уезда и в Пошехонском уезде. С легкой руки Верещагина техническая революция в молочном деле, начавшаяся с внедрения сепараторов, быстро распространилась из Центральной России в другие её регионы. В 1911 г. по инициативе Николая Васильевича и его единомышленников около Вологды создан молочнохозяйственный институт с опытной станцией, станцией испытания машин и молочной школой. В настоящее время это Вологодская 12 молочнохозяйственная академия имени Н.В.Верещагина. Высоко патриотическим было отношение Н.В. Верещагина к разведению русских пород скота. В то время как многие специалисты сельского хозяйства призывали к замене русского скота иностранным, Н.В. Верещагин, сравнивая стоимость содержания и продуктивностью голландских, датских и швейцарских коров с русскими утверждал, что дело не в породе, а в уходе и кормлении. Сегодня мы можем полностью оценить заслуги Н.В. Верещагина и других ученых и практиков того времени, отстоявших существование и самостоятельное развитие отечественных пород скота. Придавая большое значение качеству молочного сырья, Н.В. Верещагин ещё в 1883 г. создал при Едимоновской молочной школе первую в России (вторую в Европе) лабораторию по исследованию состава молока, по сути положившую начала всем существующим ныне отраслевым научно- исследовательским институтам. Остро ощущая необходимость в систематическом освещении проблем молочного хозяйства, он неоднократно высказывал предложения об учреждении специализированного журнала. И когда в 1902 г. его последователь Е.С. Каратыгин стал издавать в Санкт-Петербурге журнал «Молочное хозяйство», Н.В. Верещагин принял активное участие в его работе. Ныне этот журнал носит название «Молочная промышленность». В настоящее время ещё издаются (с 2001г.) журнал «Сыроделие» и газета «Все о молоке, сыре и мороженном». Таковы замечательные результаты 40-летней деятельности Н.В. Верещагина в области становления и развития молочного дела в России, высоко оцененные как его современниками, так и сегодняшними его последователями – молочниками. В 1907 г., в год кончины Н.В. Верещагина, английские газеты писали: «В любой стране такому человеку поставили бы памятник». К сожалению памятника Верещагину пока нет. Однако лучшим памятником ему можно считать его детище – российскую молочную промышленность, которая показала свою способность выживать и развиваться в самых трудных экономических условиях. Более 50 лет своей жизни посвятил развитию российского молочного хозяйства Аветис Айрапетович Калантар. А.А. Калантар учился и закончил Петровскую земледельческую и лесную академию (ныне Тимирязевская академия). По окончании учебы в 1882 г. А.А. Калантар получил от Н.В. Верещагина предложение руководить Едимоновской школой, где он устроил затем лабораторию для научных исследований. Всестороннее образование (он знал одиннадцать языков), глубокие знания позволили А.А. Калантару разрешить вопросы развития молочного дела в тесной связи с другими отраслями сельского хозяйства. Большую работу он провел в области зоотехнии. Им выявлены продуктивные возможности многих отечественных пород коров. По его предложению были сконструированы портативные передвижные молочные лаборатории, сыгравшие важную роль в изучении состава и свойств молока отдельных пород скота. В 1890 г. А.А. Калантар назначается специалистом при Департаменте земледелия и сельской промышленности. Он учреждает по всей стране молочно-хозяйственные школы для подготовки специалистов (всего действовало 24 таких школы). В 1903 г. А.А. Калантар выпустил учебное пособие «Общедоступное руководство по молочному хозяйству», которое выдержало 9 изданий. В 1921 г. по его предложению создаются кафедра молочного дела и молочноиспытательная лаборатория при сельскохозяйственной академии им. Тимирязева, которые он возглавлял до 1929 г. А.А. Калантар является признанным специалистом молочного дела не только в России, но и в других странах, правительства которых (Швеции, Дании, Франции) отметили его заслуги своими орденами. Среди предпринимателей молочного дела того времени следует отметить Александра Васильевича Чичкина. Первый городской молочный завод в России был 13 построен им в 1910 г. на Ново - Рязанской улице в Москве вместо старой молочной, размещавшейся на улице Петровка, 17. А.В.Чичкин – первый организатор молочного снабжения Москвы и других городов России – уроженец села Коприно Ярославской губернии, сын волжского лоцмана, один из первых шоферов Москвы и первых летчиков России, питомец Петровской сельскохозяйственной академии, друг академика Р. Вильямса, любимейший ученик К.А. Тимирязева, человек исключительной деловитости и собранности. Прежде чем начать строительство, А.В.Чичкин отправил своего помощника профессора А.А. Попова на лучшие молочные заводы Европы. А.А. Попов посетил три лучшие молочные Мюнхена, побывал у профессора Гербера на городских молочных Цюриха, снял планы трех молочных Лондона, изучил опыт городских молочных заводов в Берлине и Стокгольме. Поступление молока на каждый из них в то время не превышало 10-30 т в сутки. Построенные по проекту профессора А.А. Попова молочный завод выгодно отличался от всех молочных заведений Европы не только своей технической оснащенностью, чистотой, обилием света и продуманностью планировки цехов, исключавшей применение молочных насосов, но и мощностью. Завод перерабатывал 100150 т молока в сутки. Помимо крупнейшего в Европе городского молочного завода, фирма «А.В. Чичкин» к 1914 г. имела 27 сметанно-твороженных филиалов, в том числе: в Рязанской губернии – 22; в Московской – 3; в Тверской – 1 и во Владимирской – 1. Маслом и сыром фирма обеспечивалась с собственных заводов из Херсонской, Бессарабской, Костромской и Ярославской губерний. В Москве фирма «А.В. Чичкин» имела 91 молочный магазин, ежедневный доход фирмы составлял 100-150 тыс. руб. Все это огромное хозяйство после революции было передано советской власти на ходу, в полной сохранности, без малейших попыток саботажа и укрывательства. А.В. Чичкиным была разработана целая система трудового воспитания и психологического настроя на дело, во многом предвосхитившая современные подходы к работе с кадрами. Весь трудовой путь сотрудников чичкинской фирмы был разделен на пять особых этапов. Первый этап, – говоря современным языком, профориентация на молочное дело, заключается в работе с ребятами 8-ми летнего возраста в школах. Для дальнейшей работы в Москве отбирались не только самые расторопные ребята с математическими способностями, но и прежде всего дети из честных трудовых семей. Детей сомнительных личностей Чичкин близко не подпускал к своим общежитиям. Отбирались ребята в возрасте 13-14 лет, которых А.В. Чичкин брал в Москву для дальнейшего трудового воспитания на своё полное обеспечение и не жалел для них буквально ничего. На втором этапе, рассчитанном на молодежь от 20 до 24 лет, ведущим стимулом в системе Чичкина были широкие возможности для проявления личной инициативы. Именно на этом этапе внедрялась уверенность в том, что тебя заметят без тебя, надбавка к жалованию и повышение в должности будут сделаны без твоих унизительных просьб. Твоё дело – только честно и с инициативой работать. Третий этап относился к работникам в возрасте от 25 до 30 лет. Он был самым «психологичным». Сотрудники должны были завоевать себе авторитет, с тем чтобы на следующем этапе «стричь с него купоны», «работать на себя». За каждым осуществлялся постоянный контроль (наблюдение) и если работник того стоил, его переводили с повышением. Четвертый этап можно назвать «спокойное ожидание», он относился к работникам от 30 до 40 лет, когда они уже обрели привычку к добросовестному труду и пожинали плоды завоеванного ими ранее. Ничего на фирме не давалось сразу, но люди всегда ожидали чего-то для них приятного, и это приумножало их силы. Так, после пяти лет работы каждый сотрудник получал 50 рублей наградных и начинал после этого 14 пользоваться ежегодно оплачиваемым отпуском. После 10 лет – 100 рублей наградных плюс ежемесячные проценты за выслугу лет. К 30-40 годам у сотрудников фирмы вырабатывалась гордость за свою профессию и фирму, а каждый новый год работы приносил дополнительное материальное поощрение и льготы. Пятый этап охватывал сотрудников в возрасте от 40 до 65 лет. Специфические особенности пожилого человека заключаются в сильно повышенной реакции на внимание, ласку и уважение, питающий его жизненный тонус. А.В. Чичкин это учитывал и берег свою «старую гвардию». Высочайшая требовательность к себе, увлеченность делом, умение держать слово, любовь к молодежи, к своим сотрудникам, подчеркнутое уважение и внимание к ветеранам фирмы – вот те рычаги, опираясь на которые А.В. Чичкин поднял и утвердил авторитет своей молочной фирмы. Дальнейшее развитие промышленности происходило трудами ряда ученых. Исследование Г.С. Инихова и его учеников легли в основу биохимии молока и молочных продуктов. Исследования в области микробиологии молока проводили С.А. Королев, А.Ф. Войткевич, В.М. Богданов, А.М. Скородумова, Н.С. Королева. Научные основы маслоделия разработаны С.М. Кочергиным, М.М. Казанским , А.П, Белоусовым, А.Д. Грищенко, сыроделия – С.В. Паращуком, А.Н. Королевым, Д.А. Граниковым, А.И. Чеботаревым, З.Х. Диланяном, промышленного производства консервов – М.С. Коваленко, С.Ф. Кивенко, В.В. Страховым и др., в области техники – Г.А. Куком, В. Д. Сурковым, Н.Н. Липатовым и др. В 1990 г. производство молочных продуктов характеризуется следующими показателями: цельномолочная продукция 20800 тыс. т., сухое цельное молоко 186 тыс. т., молочные консервы 980 млн. условных банок (табл. ). Начавшиеся в 90-х годах рыночная реформа привела к резкому спаду производства питания, в том числе и молочных продуктов. Последнее связано прежде всего с положением в животноводстве. Поголовье крупного рогатого скота уменьшилось с 57 млн. голов в 90-е годы до 27,3 млн. голов в 2000 г. или в 2,1 раза, т.е. снизилась до уровня 1949-1953 гг. Производство молока сократилось с 55,7 млн. т. в 1990 г. до 32,3 млн. т. в 2000 г., т. е. на 43%. Производство молока в России по годам приведено ниже, млн. т. 1990г. 55,7 1995г. 39,2 1999 г. 31,8 2000 г. 32,3 2001 г. 32,9 Снизился надой молока на одну корову с 2781 до 2280 кг или на 18 %. Сократилось поступление молока для промышленной переработки: в 1999 году на заводы поступило около 36 % молока (в 1990 году – 71 %), а остальное количество молока используется товаропроизводителями на внутрихозяйственные цели, реализуется населению и перерабатывается в цехах малой мощности. Производство молочных продуктов на промышленных предприятиях с 1990г. по 2000 г. резко сократилось: цельномолочной продукции в 3,5 раза, сыров – в 2,1 раза, масла животного – в 3,1 раза, сухого цельного молока – в 2,5 раза, молочных консервов – в 1,6 раза (табл. ). Производство молочных продуктов в России Продукция Цельномолочная продукция Сыры жирные 1990 1995 Годы 1999 тыс. т 20800 5576 5500 6244 6713 тыс. т 458 218 180 221,7 253,4 Ед. изм. 2000 2001 15 Масло животное Сухое цельное молоко Молочные консервы тыс. т тыс. т муб. 833 186 980 421 124 527 250 79 533 266,9 74,4 619,8 268,6 106,1 664,7 Потребление молочных продуктов за период с 1990 по 1999 гг. снизилось с 386 до 206 кг в год на человека, т.е. в 1,9 раза и составляет 52 % от рекомендуемой нормы (390 кг в год). Растет удельный вес импортных продуктов питания в общем объеме потребления, так по молочным продуктам в 1999 г. он составил 12 %. В крупных городах и промышленных центрах удельный вес импортных продуктов составляет 60–80 %. Фактически при современном состоянии агропромышленного комплекса наша страна утратила продовольственную независимость. Однако, в России есть все предпосылки для восстановления и развития отечественной промышленности и сельского хозяйства при условии духовного возрождения нации. В настоящее время некоторые ответственные люди в нашей стране заняты поисками национальной идеи, но она была и есть – православие, которое являлось духовной основой становления России как государства, его развития, укрепления и более чем тысячелетнего независимого существования. С возрождением России возможно и восстановление любезной сердцам авторов данного учебника молочной промышленности. Авторы выражают глубокую благодарность рецензентам: проф. К.К. Полянскому и канд. техн. наук С.А. Гудкову; сотрудникам ВНИИМС: д-ру техн. наук Ю.Я. Свириденко, д-ру техн. наук Н.П. Захаровой, д-ру техн. наук Ф.А. Вышемирскому, канд. техн. наук Г.М. Свириденко, канд. техн. наук И.А. Шергиной; сотруднику ВНИМИ, канд. техн. наук З.С. Зобковой; сотруднику Ставропольского государственного технологического университета, доктору техн. наук И.А. Евдокимову за помощь при подготовке книги. Мы работали над этой книгой уже после безвременной кончины доктора техн. наук, профессора Александры Михайловны Шалыгиной, которой принадлежит сама идея настоящего издания, и под чьим общим руководством была начата работа по обсуждению содержания учебника и подготовке рукописи. Светлая память о ней навсегда останется в наших сердцах. 16 Раздел 1. НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ АССОРТИМЕНТА МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ Глава 1. МОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ПИТАНИЯ Для своей жизнедеятельности всё, кроме кислорода, человек получает из пищи, суточные потребления которой составляет в среднем 800 г (без учета воды, потребляемой в количестве до 2000 г в сутки). Основой рационального питания являются три главных принципа: первый принцип – баланс энергии, то есть равновесие между энергией, поступающей с пищей, и энергией, расходуемой в процессе жизнедеятельности; второй – удовлетворение потребностей организма в оптимальном количестве и соотношении пищевых веществ; третий – режим питания, то есть соблюдение определенного времени приема и количество пищи при каждом ее приеме. Пища является для человеческого организма источником энергии, которая выделяется при ее превращениях – окислении и распаде сложных веществ на более простые. Роль основных источников энергии принадлежит белкам, жирам и углеводам. По энергетической ценности пищевые продукты делятся на 4 группы: особо высокоэнергетические – шоколад, жиры, халва; высокоэнергетические – мука, крупа, макароны, сахар; средне энергетические – хлеб, мясо, колбаса, яйца; низкоэнергетические – молоко, рыба, картофель, овощи, фрукты. Энергия, которая высвобождается из пищевых веществ при биологическом окислении, используется для обеспечения физиологических функций, связанных с жизнедеятельностью организма. Установлено, что имеется три пути энергозатрат в организме: на основной обмен, на специфическое действие пищи (переваривание пищи), на мышечную деятельность. Основной обмен – это минимальное количество энергии, необходимое человеку для поддержания жизни в состоянии полного покоя. Такой обмен имеет место во время сна в комфортных условиях. Основной обмен зависит от возраста, пола, внешних условий и др. Считают, что за 1 час человек среднего возраста расходует 4187 кДж на 1 кг массы тела. У детей этот расход в 1,3-1,5 раза выше. Переваривание пищи даже без мышечной активности требует энергии. Суммарный расход энергии на переваривание пищи составляет 586103-670103 кДж в сутки. Мышечная деятельность требует различной энергии, которая зависит от вида физической активности и прямо связана с характером работы. Даже самые простые движения увеличивают расход энергии сверх основного обмена (ходьба – в 2-3 раза; бег – в 7-8 раз). На мышечную деятельность требуется ежедневно в среднем 4187103-10467103 кДж. Средний расход энергии в сутки составляет около 11305103 кДж, следовательно, в соответствии с первым принципом рационального питания, именно таково должно быть потребление пищи. В соответствии со вторым принципом рационального питания в состав полноценного рациона должны входить пищевые вещества пяти классов: источники энергии – белки, жиры, углеводы; незаменимые аминокислоты; незаменимые жирные кислоты; минеральные вещества, каждый из которых играет свою особую роль. Белки, поступающие с пищей, выполняют три функции: окисление углеродной цепи аминокислот вносит важный вклад в общий расход энергии; они являются источником аминокислот, в том числе незаменимых; служат предшественниками гормонов, порфиринов и др. Суточная потребность в белках 85-90 г. Для нормального питания массовая доля незаменимых аминокислот от их общего количества должна 17 составлять 36-40%, что обеспечивается при соотношении белков растительных к животным, равной 45:55. Молочные белки являются наиболее ценными по содержанию незаменимых аминокислот. Жиры животного и растительного происхождения, как и углеводы, являются одним из основных источников энергии, а кроме того, служат источником углеродных атомов в синтезе холестерина и других стероидов. Растительные жиры являются источником незаменимых жирных кислот. Суточная потребность организма в жирах составляет 80-100 г, т.е. 30-35% общей калорийности. Оптимальное соотношение жиров растительных к животным 30/70, а соотношение кислот составляет: 30 % - насыщенных; 60 % - мононенасыщенных; 10 % - полиненасыщенных. Углеводы являются наиболее распространенными пищевыми веществами. В результате окисления углеводов в организме человека образуется основная часть энергии. Кроме того, они служат предшественниками многих компонентов клеток. В соответствии с основами рационального питания суточная потребность организма человека в углеводах достигает 400-500 г, что составляет 53-58 % энергоемкости дневного рациона, при этом на долю сахара должно приходится всего 10-20 %, т.е. 50-100 г. Основная доля углеводной пищи приходится на крахмал. К классу углеводов относятся пищевые волокна. К группе пищевых волокон относятся пектиновые вещества, гемицеллюлоза, лигнин и другие слабоперевариваемые в кишечнике полисахариды. Пищевые волокна содержатся во всех растительных продуктах, в продуктах животного происхождения они отсутствуют. Суммарное содержание пищевых волокон (гемицеллюлоза, клетчатка, пектин) в продуктах приведено ниже. Рекомендуемая величина содержания пищевых волокон в пище составляет 20-25 г/сутки. Несмотря на то, что пищевые волокна не перевариваются организмом и не участвуют в метаболизме, они являются физиологически важными компонентами пищи, поскольку необходимы для правильной перистальтики кишечника, сорбции ядов и токсинов. Кроме того, эти вещества являются основным видом пищи для кишечной микрофлоры. Отсюда следует, что использование в питании рафинированных (очищенных) видов пищи отрицательно сказывается на пищеварении и состоянии здоровья человека. Продукт Хлеб ржаной Хлеб пшеничный Крупа гречневая Крупа рисовая Крупа овсяная Капуста Картофель Морковь Свекла Яблоки Груша Смородина черная Массовая доля пищевых волокон, г/100 г 5 3,6 1,1 0,4 7,0 2,1 1,8 2,1 1,7 2,0 1,4 4,1 Витамины являются незаменимыми компонентами специфических коферментов или ферментов, участвующих в метаболизме и других реакциях. Ежедневная потребность в витаминах не превышает миллиграммов и даже микрограммов. Минеральные вещества необходимы для нормального питания, их можно 18 разделить на две группы: макроэлементы – кальций, фосфор, магний (необходимое количество которых измеряется в граммах); микроэлементы – железо, йод, цинк, медь и др. (потребность в которых измеряется в микрограммах). Минеральные вещества выполняют различные функции. Они являются структурными компонентами костей и зубов, электролитами при поддерживании водно-солевого баланса крови и тканей, а также простетическими группами ферментов. Ежедневное потребление белков, жиров, углеводов и других питательных веществ зависит от возраста человека, его веса, пола, а также от физической активности. Например, в возрасте 18-40 лет требуется питательных веществ мужчинам на 7-8 % больше, а женщинам на 15 % меньше, чем в возрасте 40- 60 лет. Рекомендуемый набор пищевых продуктов на одного человека, достаточный для полного удовлетворения потребности в энергии и основных пищевых веществ приведен ниже. Пищевые продукты Хлебопродукты в пересчете на муку Картофель Овощи и бахчевые Фрукты свежие Сухофрукты Сахар Масло растительное Мясо и мясопродукты Рыба и рыбопродукты Сало Яйца Молоко Масло коровье Творог Сметана Сыр Молоко и молочные продукты в пересчете на молоко Масса продуктов, г/сут 330 265 400 260 10 100 20 205 50 5 40 450 15 20 18 18 1188 Из приведенных данных следует, что молоко и молочные продукты составляют 40% общей энергетической ценности пищевого рациона человека. Третий принцип рационального питания связан с режимом питания и указывает на необходимость приема пищи в определенное время, через определенные интервалы в определенном количестве при каждом приеме. Так, при трехразовом суточном питании завтрак должен составлять 30 % пищевого рациона, обед 45-50 %, а ужин 20-25 %. НАРУШЕНИЕ СТРУКТУРЫ ПИТАНИЯ И ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЗАБОЛЕВАНИЙ Соблюдение основ рационального питания является важнейшим фактором в предупреждении и лечении заболеваний и преждевременного старения. Ошибки в питании вызывают дисбаланс пищевых веществ: энергетический, белковый, жировой, углеводный, витаминный, минеральных веществ. И как следствие, приводят к нарушению обмена веществ в организме и возникновению заболеваний, в том числе такого распространенного заболевания как дисбактериоз кишечника. Изменение нормального микробиоценоза желудочно-кишечного тракта нарушает процессы усвоения компонентов пищи и обмена веществ в организме. 19 Энергетический дисбаланс связан как с избытком, так и с недостатком энергетической пищи. Превышение общей энергоемкости пищи над энергозатратами организма, когда энергии поступает больше, чем расходуется, а излишек энергетических материалов откладывается в жировой ткани, приводит к увеличению массы тела, ожирению и преждевременному старению. Кроме того, энергоемкость пищи должна соответствовать возрасту человека, поскольку с возрастом уменьшается физическая активность человека, снижаются энергозатраты организма, поэтому в этом случае необходимо снижение общей энергоемкости питания. Рекомендуемые величины энергоемкости пищи для людей различного возраста приведены ниже. Возраст, лет 30 40 50 60 70 80 Энергоемкость пищи, кДж/сут 11407 10940 10143 9576 9488 8425 Исходя из энергоемкости основных нутриентов, лучше всего ограничить поступление энергии с пищей жирового компонента рациона. Значительно более низкое по сравнению с рекомендуемой энергоемкость пищи приводят к состоянию недоедания, которое в молодом возрасте тормозит развитие организма. Недоедание может быть причиной заболеваний и преждевременного старения. Переедание, особенно за счет продуктов животного происхождения (мясо, мясопродукты, жиры), способствует преждевременному старению, о чем свидетельствует свободнорадикальная теория старения, согласно которой многие проявления как естественного, так и преждевременного процесса старения обусловлены интенсификацией свободно радикальных реакций в организме, накоплением и замедленным выведение сводных радикалов. Свободные радикалы, образующиеся в организме, чрезвычайно разнообразны и при недостаточной инактивации разрушают молекулы белка в клетке, ДНК в ядре, образуют продукты, перекисного окисления с полиненасыщенными жирными кислотами различных биомембран, нарушая их функции и способствуют возникновению различных заболеваний (атеросклероз, диабет, гипертоническая болезнь и д.р.) и преждевременному старению. Существует два пути сокращения уровня свободных радикалов: снизить интенсивность их образования и повысить активность антиоксидантных систем. Снижение интенсивности образования свободных радикалов в организме можно достичь за счет ограничения доли жирового и белкового компонентов в пище. Окисление белков и жиров в процессе метаболизма сопровождается образованием большого количества свободных радикалов в клетках. Второй путь связан с повышенным потреблением антиоксидантов. К ним относятся следующие вещества: аминокислоты (метионин, цистин, глутаминовая кислота); микроэлементы (магний, марганец, медь, цинк, селен); витамины (группы B, рутин, катехины, К, А, Е, аскорбиновая, никотиновая кислоты, каротины); вещества растительного происхождения - флавоноиды, полифенолы пряноароматических трав, таннины, янтарная кислота, бетанидин (красящее вещество свеклы), кверцетин, стероидные гликозиды, кофейная кислота, содержащаяся в яблоках, винограде, красных винах, и ряд других соединений. Антиоксидантными свойствами обладают и продукты растительного происхождения – бобы, сладкий перец, репа, картофель, томаты, огурцы, лук-батун, цикорий, соки фруктов. В практике рационального питания снижение свободных радикалов в организме достигается путем доведения общей энергоемкости суточного пищевого рациона до 20 рекомендуемых норм за счет уменьшения потребления энергоемких продуктов, в том числе мяса, мясопродуктов, жиров и включения в рацион достаточного количества молочных и растительных продуктов, последние обеспечивают организм антиоксидантами. Дисбаланс белкового компонента пищи вызывается: увеличением общего количества потребляемого белка (свыше 1,2 г на 1кг массы тела); преобладанием белков животного происхождения (более 60%) над растительными; дефицитом серосодержащих аминокислот (метионин, цистеин), глутаминовой, аспарагиновой кислот, глицина; нарушением баланса между аминокислотами лизином и аргинином. По мере старения организма уменьшается масса функционально-активных тканей (мышцы, печень, почки), сокращается синтез белка, поэтому необходимо постепенно ограничивать уровень белка в пище. Массовая доля белка в рационе пожилых людей не должна превышать 0,8-1 г на 1 кг массы тела, что составляет 67-75 г/сут., при этом животные белки должны составлять не менее 50 % и удовлетворяться за счет молочных продуктов и рыбы. Дисбаланс жирового компонента пищи связан с увеличение потребления холестерина (более 500-600 мг/сут); чрезмерным потреблением общего количества жира (свыше 30-35 % суточной энергоемкости рациона); преобладанием в пище жиров животного происхождения; дефицитом растительных жиров; низким соотношение полиненасыщенных к незаменимым жирным кислотам (менее 0,5 %); дефицитом липотрофных веществ пищи (холина, метионина, фосфолипидов, стеринов, лицитина и др.); особенностями жирно-кислотного состава пищи (увеличение дозы трансизомеров жирных кислот, длинноцепочечных жирных кислот, нарушением соотношения между полиненасыщенными жирными кислотами, семейств -3 – линоленовая кислота и -6 – линолиевая кислота). Из линолевой кислоты в организме синтезируется арахидоновая кислота, которая является предшественником так называемых клеточных гормонов (простагландины и лейкотриены). Арахидоновой кислоты в пищевых жирах очень мало, наиболее богатый источник линолиевой кислоты – подсолнечное масло; арахидоновой – свиной жир (табл. ). Из табл. следует, что животные жиры не содержат линолиевой кислоты, растительные масла не содержат арахидоновой кислоты. Исключение составляет молочный жир, в состав которого входят все незаменимые, полиненасыщенные жирные кислоты. Содержание полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) в пищевых жирах Массовая доля ПЖНК, % Вид жира линолевой линоленовой арахидоновой Животный жир: куриный 21,3 0,6 гусиный 19,3 говяжий 5,3 0,6 свиной 15,6 2,1 молочный 4,5 1,2 0,3 Растительные масла: подсолнечное 68,0 соевое 58,0 8,1 хлопковое 50,4 Установлена роль жирных кислот семейства -3 в профилактике и лечении 21 атеросклероза, онкологической патологии и повышение иммунного статуса организма, потому эти кислоты относятся к числу нормируемых нутриентов. Для пожилых людей их содержание в пище должно быть не менее 1,5-2 г/сутки. Последние исследования показали, что потребление большого количества растительных масел угнетает иммунную систему. Когда подопытных животных кормили пищей с большим содержанием полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), их иммунные клетки слабее реагировали на чужеродные вещества и микроорганизмы. Когда таким животным делали пересадку кожи, наблюдалось замедленное отторжение инородных тканей. Ученые пока не могут объяснить как ПНЖК ослабляют иммунитет, однако избыточное потребление ПНЖК приводит у животных к увеличению риска рака молочной железы, предстательной железы и толстой кишки. Установлено, что увеличение доли липидов в питании до величин, превышающих физиологические потребности, сопровождается сокращением сроков жизни. Эта закономерность относится как к насыщенным, так и полиненасыщенным жирным кислотам, причем к полиненасыщенным даже в большей степени. Все это свидетельствует о необходимости снижения доли жиров до рекомендуемых для различных возрастных групп. Дисбаланс углеводного компонента пищи связан с увеличение доли рафинированных простых углеводов (более 100 г/сут); снижением потребления сложных углеводов и слабоперевариваемых пищевых волокон (менее 100 г/сут). Выявлено, что увеличение доли ди- и моносахаридов (главным образом пищевой рафинированный сахар) в питании четко коррелирует с частотой атеросклероза. Простые сахара, постоянно поступая в организм в большом количестве, помимо изменений в метаболизме углеводов нарушают липидный обмен. В значительной степени неблагоприятное действие простых углеводов проявляется при снижении физической активности человека, когда они не используются мышечной тканью и быстро превращаются в резервные жиры. Противоположным эффектом обладают полисахариды (растительные – крахмал, животные - гликоген). Крахмал достаточно быстро всасывается в кишечник. Крахмал поступает в организм в основном составе хлебопродуктов, круп, овощей и фруктов, где содержится много пищевых волокон, нейтрализующих действие легко всасываемых простых углеводов. Дисбаланс витаминного состава пищи. Витамины относятся к незаменимым микрокомпонентам пищи в отличии от макрокомпонентов – белков, жиров и углеводов. Витамины не синтезируются (или синтезируются в недостаточном количестве) в организме человека и должны поступать с пищей.. Витамины определяют течение практически всех метаболических реакций в организме. Витамин А (ретинол необходим для нормального зрения, роста, целостности иммунной системы. Предшественниками витамина А являются каротиноиды, среди которых наиболее важное значение имеет бета-каротин. Суточная потребность организма в витамине А составляет 1–2,5 мг (или 6 мг каротина). Потребность в витамине возрастает при беременности, кормлении грудью, заболеваниях кишечника, поджелудочной железы и желчевыводящих путей. Недостаток, так и избыток витамина А в организме приводит к заболеваниям. При недостатке витамина А появляется сухость кожи и слизистых, развивается «куриная слепота» (резкое уменьшение зрения в сумерках), замедляется рост костей и зубов, снижается сопротивляемость организма к инфекциям. Кроме того, А-витаминная недостаточность предрасполагает к развитию опухолей. Признаками гипервитаминоза А являются головная боль, рвота, облысение, пересыхание слизистой, нарушение в костной ткани и повреждения в печени. Как правило, эти признаки появляются только после длительного приема доз ретинола, превышающих 15 мг для взрослых и 6 мг для детей. Следует отметить, что избыток бета- 22 каротина не опасен. Единственный побочный эффект повышенных доз бета-каротина, в отличие от витамина А, появление желтоватого оттенка, особенно заметного на ладонях и ступнях. Бета-каротин является антиоксидантом, он способствует снижению риска злокачественных образований, обладает радиопротекторным действием, оказывает хороший лечебный эффект при гастрите, язвенной болезни, стимулирует иммунную систему. Витамин Е (токоферол) – основной представитель антиоксидантных витаминов. Он способствует замедлению окислительных процессов, стимулирует мышечную деятельность, ограничивает отрицательное влияние радионуклидов, попавших в ткани организма, оказывает влияние на продуктивную функцию организма. Суточная потребность в токофероле составляет 10 мг для взрослых и 3–15 мг для детей и зависит от вида и количества жиров в рацироне. Гиповитаминоз Е редкое явление и наблюдается при перегруженности рациона полиненасыщенными жирными кислотами, большой физической нагрузке, искусственно вскармливаемых грудных детей, больных с поражением системы пищеварения. Витамин Е содержится (мг%) в маслах: соевом – 115, хлопковом – 99, подсолнечном – 42; в хлебе – 2–4, в крупах – 2–15. Витамин D (кальциферол) является регулятором кальциево-фосфорного обмена, способствует усвоению кальция и отложению его в костях. Суточная потребность в витамине D – до 0,1 мг. Недостаточность кальциферола приводит к рахиту – заболеванию, наблюдаемому у детей раннего возраста. У взрослых разновидность этого заболевания называется остеопорозом (деминерализация костей) или остеомаляция (размягчение костей). Избыток витамина D в организме человека чрезвычайно опасен, При передозировке кальциферола происходит отложение солей кальция в мягких тканях, в том числе артерий, что может привести к летальному исходу. Токсическое действие кальциферола проявляется только при избыточном потреблении естественных источниках, например, рыбьего жира или препаратов витамина. В небольших количествах витамин D содержится в рыбьем жира, жирных видах рыбы, яйцах, сливочном масле, молоке. Витамин К (филлохинон) участвует в процессах свертывания крови. Он необходим для синтеза в печени белка протромбина, который участвует в образовании кровяного сгустка. Потребность в витамине К составляет 0,2–0,3 мг в сутки. Недостаток витамина К вызывает замедление свертываемости крови. Основными причинами дефицита этого витамина являются заболевания: хронические энтериты, энтероколиты, поражение печени, нарушающие всасывание филлохинона в пищеварительном тракте. Токсические эффекты при избытке филлохинона не установлены. Основными источниками витамина К являются капуста, шпинат, тыква, томаты, печень животных. Витамин С (аскорбиновая кислота) участвует во многих окислительновосстановительных процессах в организме, оказывает антиоксидантное действие и способствует регенерации и заживлению тканей, поддержанию устойчивости к различным видам стрессов, обеспечению нормального иммунологического и гематологического статуса.. Витамин С необходим для синтеза белка коллагена, формирующего основную ткань, которая удерживает зубы в деснах, способствует регенерации кожи, сохраняет крепость костей и связывает друг с другом органы. От коллагена зависит структура капилляров и правильное образование соединительной ткани. Суточная потребность в витамине С – 50–100 мг. При прекращении поступления витамина С в организм начинается выпадение зубов, образуются подвижные гематомы, появляется хрупкость костей, отказывают почки 23 и легкие, наступает летальный исход. В настоящее время авитаминоза С не наблюдается ни в одной развитой стране. Гиповитаминоз наблюдается в зимне-весенний период года. Содержание витамина С в молоке оставляет 0,5–3,5 мг%. Больше всего витамина С содержится в растительных продуктах (мг%): плоды шиповника – 1500, смородина. черная – 300, перец красный – 250, капуста цветная – 70, клубника – 60, смородина красная и капуста белокочанная – 30, картофель – 10. Витамин В1 (тиамин) принимает участие в обмене углеводов, аминокислот, жирных кислот. Суточная потребность в тиамине у здорового человека составляет 1,5–2,5 мг. Потребность в витамине увеличивается у кормящих матерей, при заболевании желудочно-кишечного тракта, инфекциях, оперативных вмешательствах, ожогах, сахарном диабете, лечении антибиотиками. Недостаток этого витамина приводит к снижению аппетита, выделению желудочного и кишечного соков, массы тела, нарушению сердечной деятельности и возникновению заболевания бери-бери. При избытке тиамина в организме человека токсических эффектов не установлено. Основные продукты питания (ржаной хлеб, овощи) содержат достаточное количество витамина В1 для удовлетворения потребности человека в нем. Витамин В2 (рибофлавин) входит в состав ферментов, регулирующих окислительно-восстановительные реакции в организме. Он улучшает состояние кожи, слизистых оболочек, нервной системы, функцию печени и кроветворения. Суточная норма потребления рибофлавина – 0,3–2,4 мг. Потребность в витамине В2 возрастает при гастритах, заболеваниях кишечника, гепатитах, болезнях кожи, глаз, малокровии. Гиповитаминоз проявляется болезненными трещинами в уголках рта, шелушением кожи, слабостью и утомляемостью глаз. Раны и порезы долго не заживают. Токсичных эффектов при избытке витамина не установлено, так как пищеварительный тракт не способен всасывать опасное количество рибофлавина. Источники витамина В2 (содержание мг%): в молоке – 0,15, твороге – 0,3, сыре и яйцах – по 0,4, хлебе – 0,1, ядрице – 0,2, мясе – 0,1-0,2, печени – 2,2, бобовых – 0,15, овощах и фруктах – 0,01-0,06. Некоторое количество витамина В2 поступает в организм человека в результате деятельности кишечной микрофлоры. Витамин В3 (пантотеновая кислота) участвует в синтезе жирных кислот, в углеводном обмене, активизирует многие биохимические реакции, обмен гормонов, гемоглобина. Суточная потребность в пантотеновой кислоте – 5–10 мг. Гиповитаминоз пантотеновой кислоты встречается крайне редко, так как она содержится во многих пищевых продуктах. При уменьшении содержания витамина В3 в организме нарушаются процессы обмена веществ, страдают желудочно-кишечный тракт, сердечно–сосудистая и нервная системы. Основные источники (мг%): печень и почки – 2,5–9, гречиха – 2,6, рис – 1,7–2,1, овес – 2,5, яйца – 1,4–2,7. Витамин В6 (пиридоксин) участвует в обмене аминокислот, регуляции обмена холестерина, образований гемоглобина, липидном обмене. Суточная потребность в витамине – 1,8–2,0 мг. Потребность увеличивается при атеросклерозе, заболеваниях печени, беременности, интоксикациях, приеме антибиотиков. Чем в больших количествах человек потребляет белковую пищу, тем больше ему необходим витамин В6. Недостаточность пиридоксина вызывает нарушения центральной нервной системы (раздражительность, сонливость, полиневриты), повреждение кожного покрова и слизистых оболочек. В ряде случаев, особенно у детей, недостаточность пиридоксина приводит к развитию анемии. В больших дозах этот витамин токсичен. Длительный прием повышенных доз может вызвать нервные расстройства. Основные источники витамина В6 (мг%): мясные продукты – 0,4, рыба – 0,1-0,2, соя и фасоль – 0,9, крупы (ядрица) – 0,4, пшено – 0,52, картофель – 0,3. 24 Витамин В9 (фолиевая кислота) участвует в процессах свертывания крови и кроветворении. Суточная потребность в витамине В9 – 0,2 мг. Недостаточность фолиевой кислоты приводит к заболеванию крови и желудочнокишечного тракта. Избыток фолиевой кислоты вызывает токсические эффекты. Многие специалисты считают, что фолиевая кислота откладывается в печени, потому её не рекомендуется принимать большими дозами длительное время. Источники витамина В9 (мкг%): петрушка – 110, шпинат –80, салат – 40, фасоль – 3, в печени – 240, почках – 56, хлебе – 16-18, молоке – 5, твороге – 35-40. Витамин В12 (цианокобаламин) участвует в построении ряда ферментных систем. Входя в состав ферментов, он участвует в процессах кроветворения. Суточная потребность в витамине В12 составляет 0,003 мг. Недостаток в организме витамина В12 вызывает тяжелую форму злокачественной анемии, нарушение обмена белков, жиров и углеводов, снижение аппетита, слабость, боли в области желудка, паралич. При избытке цианокобаламина в организме человека токсических эффектов не установлено. Витамин В12 не вырабатывается ни растениями, ни животными, его синтезируют только некоторые микроорганизмы. Он содержится в животных продуктах, в растительных – практически отсутствует. Больше всего витамина В12 содержится в печени, почках, сердце, меньше – в мясе. сырах, твороге, сметане, сливках, кефире. Витамин РР (ниацин, никотиновая кислота, витамин В5) участвует в процессах клеточного дыхания, при окислении углеводов, обмене белков, регуляции деятельности нервной системы, обмене холестерина, основная его роль – участие в окислительновосстановительных реакциях. Суточная потребность в ниацине – 15–25 мг. Потребность увеличивается у людей с заболеваниями желудочно-кишечного тракта, особенно кишечника, почек. При недостатке ниацина развивается пеллагра, характеризующаяся поражением желудочно-кишечного тракта, кожи и центральной нервной системы. При избытке витамина РР может наблюдаться расширение сосудов, в том числе прилив крови к лицу. Кроме того, высокие дозы витамина опасны для печени. Основными источника витамина РР являются мясные продукты, печень, почки, сердце, рыба, хлебопекарные дрожжи, соя, фасоль, горох. Витамин Р (рутин) усиливает биологический эффект витамина С, уменьшает проницаемость капилляров. Суточная потребность человека в нем составляет 25 мг. Недостаток витамина Р приводит к повышению проницаемости стенок капилляров и повышению точечных кровоизлияний на коже, особенно у волосяных мешочков. Основными источниками рутина являются лимоны, апельсины, черная смородина, черноплодная рябина, шиповник, петрушка, салат и другие овощи. Витамин Н (биотин). Название происходит от немецкого Haut – кожа. Входит в состав ферментов, участвуя в биосинтезе липидов, аминокислот, углеводов, нуклеиновых кислот. Суточная потребность в биотине составляет 0,15–0,3 мг. При недостатке витамина Н возникает депигментация и дерматит кожи, нервные расстройства. Потребность в биотине удовлетворяется за счет продуктов питания и его биосинтеза микрофлорой кишечника. Биотин содержится в большинстве пищевых продуктов. Основные источники биотина (мг%): печень и почки – 80–140, яйца (яичные желтки) – 28, в молоке и мясе – до 3. Из растительных продуктов богаты биотином продукты переработки зерна (мг%): пшеничный хлеб – 4,8, овсяная крупа – 20, соя – 60, горох – 20. Дисбаланс минерального компонента пищи. При недостатке или избытке минеральных веществ в организме человека возникают специфические нарушения, приводящие к заболеваниям. Минеральные вещества выполняют пластическую функцию в процессах 25 жизнедеятельности человека, участвуют в построении костной ткани, в обменных процессах организма – водно-солевом, кислотно-щелочном, поддерживают осмотическое давление в клетках, влияют на иммунитет, кроветворение, свертываемость крови. Минеральные вещества в зависимости от их содержания в организме делятся на макро- и микроэлементы. К макроэлементам относят: натрий, калий, кальций, магний, фосфор, хлор, серу. К микроэлементам: железо, медь, марганец, никель, цинк, йод, хром, кобальт, фтор, молибден, кремний, селен, ванадий. Натрий участвует в создании необходимой буферности крови, регуляции кровяного давления, водного обмена. Основное поступление натрия в организм происходит за счет поваренной соли. Суточная потребность в ионах натрия составляет 4-6 г, что соответствует примерно 10 г поваренной соли. Натуральные пищевые продукты содержат мало натрия (единицы и десятки мг на 100 г). При увеличении количества соли в организме растет объем тканевой жидкости и плазмы крови, способствуя повышению артериального давления. Установлена прямая зависимость между избыточным потреблением натрия и гипертонией. Следовательно, для профилактики гипертонической болезни и предупреждения инфаркта миокарда необходимо ограничить потребление поваренной соли. Калий регулирует кислотно-щелочное равновесие крови. Суточная потребность в калии составляет 2,5–5,0 г. Увеличение концентрации калия приводит к выведению натрия из организма. Для нормального обмена веществ соотношение калия и натрия в пищевом рационе должно быть 1:2. Кальций. До 99 % кальция находится в костной ткани, около 1 % – в крови, тканях и биологических жидкостях организма. Суточная потребность в кальции взрослых – 800 мг, детей – 1000-1200 мг. К числу пищевых продуктов, богатых усвояемыми формами кальция, можно отнести главным образом молоко и молочные продукты. Хорошо сбалансированный рацион питания должен включать в себя не менее 0,5 л молока. Фосфор играет важную роль в деятельности головного мозга, скелетных и сердечных мышц. Суточная потребность человека в фосфоре составляет 1,2–1,5 г. Чрезмерное количество фосфора приводит к уменьшению кальция в организме. Многие продукты питания богаты фосфором, поэтому недостатка в нем не отмечается. Наиболее богаты фосфором молоко и молочные продукты, мясо, рыба, продукты из семян зерновых и бобовых растений. Из растительных продуктов фосфор усваивается хуже, чем из продуктов животного происхождения. Магний обладает сосудорасширяющим действием, оптимизирует перистальтику кишечника, повышает желчевыделение, участвует в углеводном и фосфорном обмене, в регуляции деятельности нервной системы. Суточная потребность в магнии – 500-600 мг. Установлено, что избыток магния ухудшает усвояемость кальция. Для рационального питания необходимо соотношение кальция и магния 1:0,5. Основным источником магния для человека являются зерно злаковых растений, крупы, горох, фасоль. Хлор участвует в образовании желудочного сока, формировании плазмы. Он активизирует ряд ферментов, регулирует водный обмен и кислотно-щелочное равновесие в организме. Суточная потребность в хлоре – 2–6 г, которая удовлетворяется за счет поваренной соли. Сера входит в состав некоторых аминокислот, витаминов, ферментов. Суточная потребность в сере – около 1 г, а по данным отдельных авторов – до 4-5 г. Потребность в сере удовлетворяется обычным суточным рационом, включающим молочные, мясные, рыбные, зерновые и бобовые продукты. Железо участвует в образовании гемоглобина и некоторых ферментов. В 26 гемоглобине крови находится до 2/3 всего железа организма. Суточная потребность взрослого человека в железе составляет 10–18 мг. Недостаточность железа в пищевом рационе является наиболее частой причиной проявления анемии. Основные источники железа для организма – мясо, птица, печень животных, Много железа в грибах, особенно в лисичках, яблоках, персиках, сливах. Из мясных продуктов усваивается около 30 % железа, а из растительных – 5–10 %. Цинк входит в состав гормона инсулина и целого ряда ферментов, принимающих участие в углеводном обмене, процессах дыхания и размножения. Суточная потребность человека в цинке – 10–15 мг. Недостаток цинка может вызвать болезнь Прасада (тормозится рост, появляется сонливость, пониженный аппетит). Гипоцинкоз часто развивается, когда рацион питания состоит из бездрожжевого пшеничного хлеба. Избыток цинка вызывает серьезные физиологические нарушения в организме. Основным источником цинка для человека служат в основном продукты животного происхождения: печень, говядина, яйца. Йод необходим в первую очередь для образования гормонов щитовидной железы. Суточная потребность человека в йоде – около 0,15 мг. При недостатке йода в пище происходит задержка роста, отмечаются психические и физические нарушения, увеличиваются размеры щитовидной железы Наиболее богаты йодом следующие пищевые продукты, мкг/100 г: яйца – 60, молоко – 45, щавель – 39, печень говяжья – 35, картофель – 32, фасоль – 24, хлеб ржаной, баклажаны – 14, огурцы – 11, хлеб пшеничный, горох – 10, рыба речная – 9 Медь участвует в процессах образования крови, обмене веществ, входит в состав ряда ферментов. Суточная потребность человека в меди – 2 мг. Избыток меди в организме вызывает острые токсические эффекты, поэтому требуется строгий контроль за содержанием меди в продуктах питания. Пищевыми источниками меди являются говяжья печень. говядина, рыба, фасоль, орехи, овсяная и гречневая крупа. Марганец играет важную роль в процессах роста, кроветворения, образования костной ткани. Суточная потребность в марганце – 5–10 мг. Недостаточность марганца в пище приводит к потере веса, вызывает тошноту, рвоту, изменение цвета волос, а также может привести к развитию остеопороза, причем прием кальция усугубляет дефицит марганца. Содержание марганца в растительных пищевых продуктах (семена бобовых, злаковых растений, чай) больше, чем в животных. Кобальт необходим для кроветворения, улучшения обмена веществ. Суточная потребность в кобальте – 0,1–0,2 мг. Основными пищевыми источниками кобальта для человека являются капуста, картофель, лук, чеснок, салат, морковь, груши, абрикосы, виноград, смородина, земляника. Что касается других микроэлементов – никеля, хрома, молибдена, ванадия, селена, бора и т.д., то потребность в них организма человека четко не установлена и возможно полностью удовлетворяется обычным рационом. Анализ пищевых веществ свидетельствует о том, что рациональное питание позволяет удовлетворить потребности организма человека в макро- и микроэлементах и не связано с их дефицитом или избытком. Кишечная микрофлора. Изменение нормального состава микрофлоры желудочно-кишечного тракта обусловлено прежде всего нарушением структуры питания. Кишечная микрофлора играет важную роль в жизнедеятельности организма человека. Нормальная микрофлора кишечника способствует гидролизу и всасыванию жиров, улучшает белковый и минеральный обмен, сбраживает углеводы, метаболизирует 27 клетчатку, стимулирует перистальтику кишечника, продуцирует витамины K, B2, B6, пантотеновую и фолиевую кислоты, ферменты и др., повышает иммунную защиту организма, резистентность его к инфекционным заболеваниям и неблагоприятным факторам внешней среды. Нормальная микрофлора желудочно-кишечного тракта человека включает бифидобактерии, лактобактерии, бактероиды, кишечную палочку и др. Желудок и тонкий кишечник содержат очень мало микроорганизмов, в основном это лактобактерии с преобладанием L. аcidophilus. Больше всего содержится микрофлоры в толстом кишечнике. Естественная среда толстой кишки здорового человека представлена бифидобактериями, а также другими анаэробными бактериями (Bacteroides, Veillonella), эубактериями. Бифидобактерии составляют более 60% общего количества микрофлоры кишечника взрослого человека. Лечение антибиотиками, химиотерапевтическими препаратами, неполноценное питание, возраст, заболевания и ряд других факторов приводит к нарушению состава микрофлоры желудочно-кишечного тракта. Уменьшается количество и видовой состав полезной микрофлоры, что приводит к подавлению нормальной флоры слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта и развитию условно-патогенных бактерий. Последние выделяют токсичные вещества, что может привести к обратному их всасыванию и отрицательному влиянию на организм, в первую очередь на пищеварительную, нервную и сердечно-сосудистую системы. К факторам питания, которые нормализуют микрофлору кишечника, относится обязательное употребление кисломолочных продуктов. Во-первых, они содержат много молочной кислоты, создающей благоприятные условия для роста молочных бактерий. Вовторых, микрофлора кисломолочных продуктов в силу адгезивности и антагонистичности по отношению к гнилостным и условно-патогенным видам при регулярном и длительном использовании в питании вытесняют их. Большое значение имеет и достаточное поступление с пищей клетчатки как субстрата для жизнеобеспечения микрофлоры. ПРОБИОТИКИ И БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА В настоящее время существует тенденция к использованию в технологии молочных продуктов различных биологически активных добавок (БАД). Снижение уровня потребления натуральных продуктов и нарушение структуры питания являются причиной многих заболеваний: сердечно-сосудистых, желудочно-кишечных, злокачественных, обмена веществ и др. По мнению разработчиков БАД, положение можно исправить путем применения в питании биологически активных веществ. Более того, в конце 20-го века была разработана новая концепция здорового питания «Пробиотики и функциональное питание – ПФП». При этом под функциональным питанием понимаются препараты, биологические добавки к пище и продукты питания, включающие такие ингредиенты как определенные виды микроорганизмов, витамины, минеральные вещества, пептиды, белки, олигосахариды, пищевые волокна и другие. Разработчики концепции считают, что меняя содержание и соотношения этих ингредиентов в пище можно регулировать все жизненные процессы, происходящие в органах и тканях организма человека. Рассмотрим целесообразность использования функционального питания. Все ингредиенты, используемые для получения функционального питания делятся на две группы: пробиотики и пребиотики. Термин пробиотики в буквальном переводе двух слов «про» и «био» означает «для жизни», в отличие от «антибиотиков» - «против жизни». Пробиотики – это живые микроорганизмы, которые оказывают благоприятные воздействие на организм человека. К ним относятся: бифидобактерии, лактобактерии (ацидофильная и болгарская палочки, термофильные стрептококки), пропионовокислые бактерии. 28 К пребиотикам относятся различные биологически активные вещества растительного и животного происхождения: ферменты, соли, микроэлементы, пептиды, олигосахариды, пищевые волокна, отдельные компоненты пищи (белки, жиры, углеводы) и препараты на их основе (БАД), а также так называемые «пищевые добавки» (ПД) – группа природных или синтетических веществ, которые используются для придания продукту определенных свойств, и не употребляются обычно в качестве пищевых продуктов (красители, подсластители, ароматизаторы, загустители, желе- и студнеобразователи, эмульгаторы, антиокислители и консерванты). Четкой границы между биологическими активными добавками (БАД) и пищевыми добавками (ПД) не существует, одни и те же вещества могут использоваться, в одном случае, как БАД, а в другом, как ПД. Так, бета-каротин может быть использован как витаминная добавка, так и краситель; фермент лизоцим – как БАД, так и консервант; белки – как БАД, так и эмульгаторы и стабилизаторы структуры продукта; некоторые пептиды (пентапептиды и гексапептиды) являются биологически активными веществами, а дипептид аспартам, состоящий из остатков аспарагиновой кислоты и фениланина, подсластитель и т. д. Натуральная пища представляет собой сложно организованную структуру, где все вещества находятся в заданном природой определенном состоянии и соотношении, в соответствии с которой создана и система пищеварения. От природы организму человека дана совершенная регуляция гомеостаза (поддержания на оптимальном для организма уровне) витаминов, макро- и микроэлементов и других важных и необходимых веществ. Пищеварение сложный и многоэтапный процесс. Пища должна удовлетворять энергетические и пластические (строительные) потребности организма на основе механизма ассимиляции (усвоения). Основные функции пищеварения – ферментативный гидролиз пищевых продуктов на составные части и их всасывание. При всасывании соединения, образовавшиеся в процессе пищеварения не только пассивно проникают через мембраны эпителиальных клеток слизистой оболочки кишечника, но и избирательно транспортируются во внутреннюю среду организма с помощью различных транспортных систем. Нормальное питание и, соответственно, состояние человека определяется не только потоком нутриентов, но и строго регламентировано регуляторными факторами. Регулирующие соединения вырабатываются эндокринными клетками пищеварительного тракта, содержатся в самой пище (гормональные вещества, медиаторы – посредники и др.) или могут образовываться в результате жизнедеятельности микрофлоры кишечника. Прохождение пищи, а не отдельных её компонентов по пищеварительному тракту, включает в работу ряд локальных и общих систем, обеспечивающих координацию различных его отделов и переключение обмена веществ всего организма с «голодного» на «сытый» режим при участии кишечной гормональной системы, Отсюда следует, как важно поступление в желудочно-кишечный тракт только натуральной пищи. А при любой подмене пищи на искусственные или естественные её фрагменты может произойти срыв регуляторного механизма, возможна передозировка организма каким-либо соединением и, как следствие, возникновение тяжелых заболеваний. Так, использование йодированной поваренной соли, благодаря которой в Швейцарии, США и ряде стран выправляли положение с дефицитом йода, в итоге дало негативные результаты. Переизбыток, как и недостаток йода вызывает заболевание щитовидной железы – йодиндуцированный гипертириоз. Этот серьёзный недуг обрел в этих странах размах эпидемии, длившейся около двадцати лет. Чрезмерное употребление пищевых продуктов, обогащенных витаминами, грозит развитием гипервитаминозов, что опасно для организма из-за нарушений различных ферментных систем. Так, гипервитаминоз А проявляется в острой и хронической формах. Острый гипервитаминоз А может возникнуть при чрезмерном употреблении продуктов питания, обогащенных витамином А или при преобладании в пищевом рационе печени 29 морских животных, рыб и моллюсков, ибо некоторые из этих продуктов являются высокоактивными концентратами этого витамина. Острый гипервитаминоз А проявляется сильными головными болями, рвотой, нарушением пульса, кожными сыпями. Хронический гипервитаминоз А проявляется в виде ороговения, огрубления с шелушением кожи и слизистых оболочек, огрубением и выпадением волос, слезоточением, сухостью роговицы глаза. У детей нарушается рост костей, увеличиваются печень и селезенка. Гипервитаминоз А у детей развивается при длительном приеме витамина А. При передозировке витамина С может возникнуть нарушение обмена углеводов с признаками сахарного диабета. Большие дозы витамина С снижают функцию свертывания крови и приводит к кровоточивости. Для того, чтобы оценить необходимость для человека того или иного витамина в данное время нужно проводить ежедневные (ежечасные!) сложные биохимические анализы крови и мочи с использованием компьютерной техники. Это практически невозможно сделать в массовом масштабе; один анализ крови на содержание витамина С, например, стоит около 40 долларов. Совершенно очевидно, что использование биологические активных веществ возможно только для создания специальных медицинских препаратов, которые должны использоваться по назначению и под контролем врача. За рубежом давно поняли незаменимость натуральных продуктов питания. Во многих странах Европы отдельные БАД применяются исключительно в больницах по строгим показаниям. В США пошли по пути создания систем организации кадров – специалистов по питанию, находящихся под жестким контролем государства и Американской ассоциации врачей. В нашей стране такой системы организации специалистов нет. Немаловажной проблемой для здоровья человека является использование в технологии продуктов питания, в том числе и молочных, различных пищевых добавок: консервантов, антиокислителей, пищевых красителей, эмульгаторов, подсластителей и других. Исследования показали, что целый ряд таких веществ при постоянном употреблении, в зависимости от индивидуального влияния, представляет серьезную угрозу здоровью. В настоящее время пищевые добавки начали использовать, к сожалению, в технологии молочных продуктов. Теперь, об искусственном вскармливании детей грудного возраста. Основным сырьем для производства продуктов детского питания является высококачественное коровье молоко, состав которого с помощью различных добавок приближают к составу грудного молока. Однако ни один из заменителей женского молока не воспроизводит и никогда не воспроизведет его состав в том виде, в каком его создала природа. В настоящее время дети с младенческого возраста переведены на искусственное питание. Грудное вскармливание не превышает 30-40 % от общего числа детей первого года жизни. Именно этим можно объяснить значительную распространенность среди детей дисбактериозов пищеварительной системы и других нередко тяжелых заболеваний. Дисбактериозы приводят к острым хроническим инфекционным заболеваниям, снижению иммунитета, развитию аллергии, железодефицитной анемии, рахита, патологии желудочно-кишечного тракта и как следствие, к нарушению физического и умственного развития. Грудное вскармливание оказывает ещё и огромное психологическое воздействие на ребенка и на мать. Общение с матерью создает условия нормального психофизического развития ребенка, становление его интеллектуальных способностей, в противном случае создается своеобразный синдром депривации у ребенка (ограничение любви, контакта с матерью, духовного общения) и это, по мнению детских психиатров, невропатологов, психологов, ведет к отклонениям в духовном и психическом развитии ребенка. Наукой были получены бесспорные доказательства биологических преимуществ и 30 принципиальной незаменимости естественного вскармливания для нормального физиологического развития детского организма. К 70-м годам 20-го века во всех развитых странах на основании этого происходит резкий поворот в сторону грудного питания. В естественном вскармливании заложены реальные возможности для реализации и корректировки генетического фонда, закладывания биологических основ будущего хорошего здоровья. В последние годы сложилось международное сотрудничество, направленное на поддержку и стимуляцию естественного скармливания. Оно развивается в рамках таких организаций, как ВОЗ, ЮНИСЕФ и других. Из всего вышесказанного следует, что для здоровья нации, совершенно необходимо, чтобы человек получал только естественную пищу – как взрослый, так и ребенок – в соответствии с возрастом. Это прежде всего касается молока и молочных продуктов. По научным данным 30-40 % общей энергетической ценности потребляемой человеком пищи должно приходится на молоко и молочные продукты. Ссылка на то, что производство натуральных продуктов дорого, что они неконкурентоспособны и что их лучше завести из-за границы, несостоятельна, так как отечественные товаропроизводители задавлены непомерными ценами на электроэнергию, топливо, технику и др. Необходимо создать условия для нормальной работы отечественных товаропроизводителей, ввести государственное регулирование отечественной промышленностью, как это было сделано в царской России. Глава 2. МОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ НОВОГО АССОРТИМЕНТА МОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ Разработка молочных продуктов лечебно-профилактического назначения проводится в следующих направлениях: подбор в состав заквасок штаммов молочнокислых бактерий, являющихся антагонистами патогенных микроорганизмов, и обладающих хорошей приживаемостью в кишечнике человека; обогащение молочных продуктов веществами, стимулирующими рост бифидобактерий; использование в составе продуктов бифидобактерий; применение немолочных жиров для регулирования содержания полиненасыщенных жирных кислот в составе жировой фазы продукта; обогащение продукта белками, витаминами, минеральными веществами и др. При разработке продуктов определенного целевого назначения часто сочетают несколько указанных выше факторов. Разработаны кисломолочные продукты с использованием специально подобранных штаммов молочнокислых бактерий, являющихся антагонистами патогенной микрофлоры и обладающей хорошей приживаемостью в пищеварительном тракте. К ним относятся продукты типа йогурта «Лактовит» и «Геролакт». В состав заквасок для этих продуктов входят специально подобранные штаммы молочнокислых бактерий, выделенных из национальных кисломолочных продуктов Абхазии, в том числе и региона долгожительства. Продукты обогащены солодовым экстрактом, витаминами, минеральными веществами и др. Продукты способствуют оздоровлению пищеварительной системы, восстановлению нормального биоценоза кишечника. «Геролакт» улучшает состояние нервно-мышечной системы и костно-суставного аппарата. На Украине разработана закваска, включающая штаммы L.plantarum, L.bulgaricus и Sc.acetoinicus, выделенных у долгожителей, и технология мягкого сычужного сыра с использованием этой закваски. Бактериальная закваска и полученный с её использованием мягкий сычужный сыр обладают высокой антагонистической активностью в отношении патогенных и условно патогенных микроорганизмов. Для нормализации состава микрофлоры желудочно-кишечного тракта человека 31 разработаны кисломолочные продукты, обогащенные витаминами, стимулирующими рост бифидобактерий, а также продукты, в состав которых входят бифидо- и лактобактерии. Для обогащения кисломолочных продуктов веществами, стимулирующими рост бифидобактерий, используют лактулозу. Разработаны специальные концентраты лактулозы «Лактусан», «Алкософт» и др., полученные путем изомеризации лактозы в лактулозу. Разработаны продукты с лактулозой: простокваша, варенец, кефир, ацидофильные напитки, кисломолочный напиток «Истринский», сывороточный напиток «Яблонька» и другие. Угличской экспериментальной биофабрикой Россельхозакадемии РФ (УЭБР) для производства продуктов, в состав которых входят бифидо- и лактобактерии, созданы специальные бактериальные концентраты «Бифилакт» («Бифилакт-А», «Бифилакт-АД», «Бифилакт-Д», «Бифилакт-У»). «Бифилакт-А» представляет собой концентрат бифидобактерий B.bifidum или B.longum, ацидофильной палочки L.acidophilus. В 1 г сухого концентрата содержится не менее 1 млрд. жизнеспособных бифидобактерий. Предназначен для производства напитка «Вита». «Бифилакт-АД» представляет собой концентрат бифидобактерий B.bifidum или B.longum, ацидофильной палочки и лактококков вида L.lactis subsp. diacetilactis. В 1 г сухого концентрата содержится не менее 1 млрд. жизнеспособных бифидобактерий. Предназначен для производства кисломолочных продуктов типа «Вита», обладающих повышенным ароматом. «Бифилакт-Д» представляет собой концентрат бифидобактерий B.bifidum или B.longum, а также лактококков вида Lс.lactis subsp. diacetilactis с добавлением или без добавления термофильного молочнокислого стрептококка, подобранного по способности стимулировать рост бифидобактерий при их совместном развитии в молоке. В 1 г сухого концентрата содержится более 3 млрд. жизнеспособных бифидобактерий. Используется для приготовления напитка «Угличский». «Бифилакт-У» представляет собой концентрат лактококков видов: Lс.lactis, Lс.cremoris, Lс. diacetilactis; бифидобактерий видов: B.bifidum, B.longum, B.adolescentis; термофильных молочнокислых стрептококков. В 1 г концентрата содержится не менее 6 млрд. лактококков и 1 млрд. бифидобактерий. Используется в технологии кисломолочных продуктов. Кроме того, УЭБР созданы специальные сухие закваски, используемые в биологических медицинских препаратах Минздрава: «Ацидофарм» и «Бифидофарм». «Ацидофарм» представляет собой лиофильно высушенную закваску живых антагонистически активных штаммов ацидофильной палочки. «Бифидофарм» - сухая закваска, в состав которой входит ацидофильная палочка и бифидобактерии. Разработаны кисломолочные продукты, в состав заквасок которых входят бифидои лактобактерии: «Биопростокваша», кефир «Бифидок», напитки «Угличский» и «Вита», биосметана «Бифилюкс», творог «Бифилайф». Кроме творога «Бифилайф» все эти продукты содержат не более трех видов бифидобактерий. Творог «Бифилайф» содержит все бифидобактерии, которые являются основными представителями нормальной микрофлоры кишечного тракта человека: B.bifidum, B.longum, B.adolescentis, B.breve, B.infantis, а также термофильный молочнокислый стрептококк. Бифидобактерии обладают высокой антагонистической активностью по отношению к патогенным микроорганизмам, разрушают токсичные продукты их обмена, синтезируют витамины, иммуномодуляторы и другие биологически активные вещества. Продукт является высокоэффективным средством против дисбактериоза желудочно-кишечного тракта, способствует восстановлению нормальной микрофлоры кишечника. С использованием бифидобактерий производятся масло детское диетическое, масляна диетическая, сливочная паста диетическая. Сливочная паста диетическая вырабатывается с добавлением 5-7 % закваски 32 молочнокислых бактерий. В качестве заквасок используются три различных бактериальных концентрата, содержащие в своем составе молочнокислые стрептококки, бифидобактерии и L.plantarum в различных комбинациях. Основные критерии при подборе заквасок – хорошая сочетаемость с белково-жировой основой, антагонистическое действие в отношении условно патогенных микроорганизмов, а именно, бактерий группы кишечных палочек. Разработаны продукты с повышенным содержанием полиненасыщенных жирных кислот за счет использования немолочных жиров и других биологически активных веществ: сливочное масло детское, диетическое, славянское; сухие молочные продукты «Биогеролакт» и «Космол». Сливочное масло детское содержит в своем составе повышенное количество молочного белка, лактозы, полный набор незаменимых аминокислот и незаменимые полиненасыщенные жирные кислоты. Содержание в нем линолевой кислоты составляет 10-11 %, т.е. приближается к содержанию её в жире женского молока. Сливочное масло диетическое, в котором 25 % животного жира заменено на растительное масло, рекомендуется для людей пожилого возраста. При подборе ингредиентов для регулирования состава и свойств жировой фазы учтены рекомендации Института питания РАМН о содержании линолевой и линоленовой жирных кислот. Сливочное масло славянское, в котором 40 % молочного жира заменено растительным маслом вырабатывается с использованием растительного масла. Содержание полиненасыщенных жирных кислот в нем с учетом рекомендаций Института питания РАМН составляет 10-12 %, трансизомеров – не более 8 %. Рекомендуется масло для кулинарных целей, а также для использования в натуральном виде для людей любого возраста. Специализированный сухой молочный продукт «Биогеролакт» разработан с использованием в качестве БАД концентрата облепихового масла, являющегося источником каратиноидов, токоферолов и полиненасыщенных жирных кислот. «Биогеролакт» обладает антиоксидантной активностью, проявляет антисклеротическое действие, повышает энергетический потенциал организма. Сухой молочный продукт «Космол» (костное молоко) разработан на основе коровьего молока, обогащенного солями кальция, витаминами С, D, Е, легко усвояемыми молочными белками, в том числе сывороточными. Продукт сбалансирован по белкам, жирам и углеводам. Помимо молочного жира при его производстве использованы свиной и растительный жиры. Для лучшего усвоения и удержания кальция организмом оптимизировано соотношение между белком, фосфором, кальцием и лактозой. Продукт рекомендуется для профилактики и лечения остеропороза; в период роста организма; женщинам в послеродовой период; при переломах костей и др. Для обогащения продуктов йодом создана на основе молочного белка казеина пищевая добавка «Йодказеин», в которой йод связан химической связью с аминокислотой тирозином. В организме йод отщепляется от белка и выполняет свою биологическую функцию. Считают, что использование йода в виде химического соединения исключает риск его передозировки в организме, так как йод отщепляется от белка только под действием ферментов печени, которые вырабатываются только при недостатке йода в организме. Когда йода достаточно, то ферменты не вырабатываются и «Йодказеин» не всасывается в кровь, а естественным путем выводится из организма. Разработан способ обогащения молочных продуктов «Йодказеином». В Восточно-Сибирском государственном технологическом университете разрабатывается способ получения биологически активной добавки, содержащей йод в органической форме путем йодирования бактериального концентрата бифидобактерий, так как питательная среда содержит необходимые аминокислоты, такие как тирозин, фенилаланин для возможной реакции йодирования. В качестве источника йода использован йодид калия. 33 Лактазная недостаточность. Молоко и молочные продукты являются хорошими источниками всех необходимых пищевых компонентов и рекомендуются для питания людей всех возрастов. Однако для некоторых людей в силу их врожденной или приобретенной лактазной недостаточности молоко становится аллергеном. Лактазная недостаточность (недостаток или отсутствие фермента бета-галактозидазы) проявляется у некоторых людей старше 35-40 лет. В этом случае рекомендуется употреблять кисломолочные продукты, где часть лактозы уже сброжена. Кроме того, Сибирским филиалом ВНИМИ разработан кисломолочный продукт «На здоровье» с частично гидролизованной лактозой и сгущенное молоко «Сластена», в котором степень гидролиза лактозы составляет 85±10 %. Особенности технологии отдельных лечебно-профилактических продуктов рассмотрены в соответствующих разделах учебника. МОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ СО СЛОЖНЫМ СЫРЬЕВЫМ СОСТАВОМ Снижение объемов производства молока-сырья и резкое сокращение поставок его на молочные предприятия привело к необходимости использования дополнительного сырья как молочного (молочно-белковые и сывороточно-белковые концентраты), так и немолочного (растительные жиры и белки, натуральные плодово-ягодные и овощные наполнители) происхождения и созданию продуктов со сложным сырьевым составом. Импортное сырьё и продукты питания, которые в настоящее время широко представлены на рынке России, выработаны большей частью из генетически модифицированного сырья. Отечественная медицина весьма осторожно относится к генноинженерной продукции, опасаясь так называемых незаданных эффектов выражения гена. В живой природе обмен генами происходит только внутри одного типа. Генная инженерия позволяет изолировать ген, который отвечает за определенные наследственные признаки, выделить его из этого организма и внести в любой другой. Это относится к микроорганизмам, животным, растениям. Так, с развитием генной инженерии появилась возможность создания принципиально новых культур молочнокислых бактерий, обладающих комплексом полезным технологических свойств. Исследования по генетике промышленных штаммов микроорганизмов показали, что наиболее важные для молочной промышленности свойства мезофильных молочнокислых бактерий закодированы на плазмидах (сбраживание лактозы, резистентность к бактериофагу, ароматобразование и др.) или связаны с плазмидой ДНК (образование диацетила, низина и других антибиотических веществ). Были выделены плазмиды, отвечающие за устойчивость к бактериофагу и созданы штаммы лактококков, обладающих этой устойчивостью. С использованием этих штаммов созданы закваски для творога и сметаны. В качестве примера трансгенных растений можно привести картофель, томаты, сахарная свекла, соя, кукуруза, рапс и другие. Получены трансгенные томаты с толстой жесткой оболочкой, которые не давятся при перевозке. Правда, эти томаты менее вкусные, чем обычные. Методом генной инженерии растениям задаются такие свойства, как устойчивость к гербицидам и вредителям. Так, в картофель введен ген, который определяет синтез вещества, токсичного для колорадского жука, но, как считают, безвредного для человека и теплокровных животных. Этот сорт широко распространен в США и Канаде. За рубежом выращиваются генетически модифицированные сахарная свекла, соя, кукуруза, рапс, устойчивые к гербицидам. Генетически модифицированные источники питания выращивают в США, Аргентине, Канаде, Китае, Австралии, Мексике, Франции, ЮАР, Португалии, Румынии. В США, Канаде, Японии, странах ЕС созданы и разрешены для использования в питании населения десятки (более 80) трансгенных сельскохозяйственных культур. 34 Выведены и трансгенные животные: овцы, козы, которые дают молоко, содержащее химозин – сычужный фермент, используемый в технологии сыра. Цель генной инженерии в отношении молочных желез заключается в изменении состава молока для повышения выхода сыра. Наиболее амбициозной считается программа приближения состава коровьего молока к составу женского путем устранения из коровьего молока некоторых генов молочного белка. Генная инженерия довольно жесткая манипуляция, при которой возможно нарушение рядом стоящих генов. Тогда, можно предположить, что в какой-то степени изменится внутриклеточный обмен веществ, появятся некоторые промежуточные компоненты, которые могут обладать определенной токсичностью, мутагенностью или даже канцерогенностью. В России разработана система исследований, которая предусматривает медикогенетическую, медико-биологическую и даже (чего нет на Западе) технологическую оценку генетически модифицированных продуктов. Только пройдя проверку в течение одного-двух лет, продукт регистрируется, разрешается к применению. В России пока (с 1 июля 1999 г.) зарегистрирован только один продукт – трансгенная соя, получаемая по импорту. Кроме того, имеется постановление главного государственного санитарного врача об обязательном этикетировании генноинженерных продуктов. США не этикетируют трансгенные продукты, хотя являются их крупнейшим в мире производителем и потребителем. В Европе этикетирование введено. Этикетирование трансгенных продуктов дает потребителю сведения о составе и особенностях технологии конкретного продукта и возможность выбора в пользу трансгенных или обычных продуктов. Производство трансгенных продуктов выгодно прежде всего товаропроизводителям, так как позволяет на меньших площадях, с меньшими затратами труда получать больше сельскохозяйственной продукции, следовательно, большую прибыль, совершенно не заботясь о последствиях её дальнейшего использования. Генную инженерию используют и для выведения новых сортов сельскохозяйственных культур. Продукты с нужными свойствами можно получить методами традиционной селекции, однако, для этого требуется больше времени и труда. Генная инженерия, требуя больших средств, дает экономию во времени, но при этом следует учитывать, что любая супервысокая технология требует высокой культуры на всех этапах производства, во всех звеньях технологической цепи. Любое отклонение может привести к серьёзным последствиям – не известно, как природа ответит на это вмешательство, поэтому требуется взвешенный подход к генной инженерии, как методу, так и генетически модифицированным продуктам. В зависимости от массовой доли используемого немолочного сырья молочные продукты целесообразно разделить на три группы: молочные продукты, комбинированные молочные продукты и аналоги. К молочным продуктам относятся те продукты, которые изготовлены из молока без замены компонентов (белков, жиров, углеводов) готового продукта на компоненты (белки, жиры, углеводы) немолочного происхождения. К комбинированным молочным продуктам относятся продукты, изготовленные из молока с частичной заменой компонентов молока на компоненты растительного происхождения, при этом если замена молочных компонентов на растительные составляет 50 % и менее, то продукт называют «молочно-растительным», если замена составляет более 50% - «растительно-молочным». К аналогам молочных продуктов относят продукты, изготовленные из немолочного сырья, но по потребительским свойствам: вкусу, цвету, запаху, пищевой и биологической 35 ценности – аналогичны соответствующим молочным продуктам. Разработка продуктов со сложным сырьевым и компонентным составом привела к необходимости систематизации всего разнообразия видов и наименований молочных продуктов. С этой целью в настоящее время разрабатываются следующие стандарты: классификация молочных продуктов, термины и определения, масло из коровьего молока, жировые продукты: смеси и спреды. К группе «масло из коровьего молока» будет отнесено масло, вырабатываемое только из коровьего молока без каких-либо добавок и замены молочного жира на растительный, т.е. сливочное масло. К группе «смеси и спреды» будут отнесены жировые продукты с различной степенью замены молочного жира на растительный и другими компонентами. Контрольные вопросы и задания. 1. Объясните, на чем основывается рациональное питание? 2. К чему может привести дисбаланс белкового, жирового и углеводного компонентов пищи? 3. Что такое пробиотики и пребиотики. В чем их назначение? 4. Назовите направления создания молочных продуктов лечебнопрофилактического назначения. Раздел 2. ОБЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ МОЛОКА И ЗАКВАСОК Глава 1. ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ МОЛОКА ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА И ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ МОЛОКА Молочные продукты высокого качества можно выработать только из доброкачественного сырого молока. Доброкачественное молоко должно обладать нормальным химическим составом, оптимальными физико-химическими и микробиологическими показателями, определяющими его пригодность к переработке. Изменение свойств и особенно микробиологических показателей сырого молока в значительной степени обусловлено жизнедеятельностью микроорганизмов, которые попадают в молоко при несоблюдении санитарно-гигиенических правил дойки, содержания животных, мойки оборудования для дойки, хранения и транспортирования молока. Для предотвращения бактериального загрязнения сырья необходимо не только соблюдать санитарные и ветеринарные правила получения молока, но и подвергать его первичной обработке. Цель первичной обработки – обеспечить стойкость молока при его транспортировании и хранении. Первичная обработка включает следующие процессы: приемку, очистку, охлаждение или тепловую обработку с последующим охлаждением и хранение до отправки на переработку или в реализацию. При приемке молока на низовых предприятиях определяют количество по массе и качество по физико-химическим показателям (кислотность, плотность и др.) в соответствии с требованиями действующего стандарта. В процессе взвешивания для удаления механических примесей молоко фильтруют, пропускают через ткань, а затем направляют на дальнейшую очистку. Для очистки применяют фильтры разных систем, где в качестве рабочих элементов используют ватные диски, марлю, синтетические материалы, металлические сетки и др. В настоящее время предприятия низовой сети оснащаются сепараторами-молокоочистителями, в которых механические примеси удаляются под действием центробежной силы. После очистки молоко следует немедленно охлаждать для подавления роста микроорганизмов. Для охлаждения на низовых заводах используют лед, артезианскую воду. В последние годы стали применяться пластинчатые охладители. 36 При поступлении на низовые предприятия молока с повышенной кислотностью (19–20 Т) или при необходимости его длительного хранения (свыше 6 ч) молоко подвергается тепловой обработке при температуре 76 С с выдержкой 15-20 с и охлаждению до температуры 4–6 С на пластинчатых охладительных установках. Охлажденное (не выше 10 С) молоко транспортируют на крупные молочные предприятия в металлических флягах, цистернах с помощью гужевого, автомобильного, железнодорожного и водного транспорта. Фляги для молока вместимостью 36-40 л изготавливают из алюминия и стали. При транспортировании больших количеств молока наиболее рационально применять автоцистерны из нержавеющей стали и алюминия. Они имеют изоляцию и снабжены герметически закрывающимися люками. ПРИЕМКА И ОЦЕНКА КАЧЕСТВА МОЛОКА На молокоперерабатывающих предприятиях существует определенный порядок приемки и оценки качества молока. Приемка должна осуществляться в соответствии с требованиями ГОСТ 13264-88 «Молоко коровье. Требования при закупках». Согласно ГОСТу молоко коровье должно быть получено от здоровых животных, отфильтровано и охлаждено в хозяйстве не позднее чем через 2 ч после дойки до температуры не выше 8 С. При сдаче-приемке на предприятиях молочной промышленности оно должно иметь температуру не выше 10 ºС. По внешнему виду и консистенции молоко должно быть однородной жидкостью белого или кремового цвета, без хлопьев и осадков, плотностью не менее 1027 кг/м3. В зависимости от физико-химических и микробиологических показателей сырое молоко подразделяется на три сорта в соответствии с требования, указанными в табл. . Физико-химические и микробиологические показатели молока Норма для сортов Показатель высшего первого второго 16-18 16-18 16-20 Кислотность, Т Степень чистоты по эталону, не ниже I I II группы Бактериальная обсемененность, тыс/см3 До 300 От 300 до 500 От 500 до 4000 Содержание соматических клеток, 500 1000 1000 тыс/см3, не более При приемке молока определяют в каждой партии органолептические показатели, температуру, плотность, массовую долю жира, кислотность и эффективность тепловой обработки, а массовую долю белка, бактериальную обсемененность и сычужнобродильную пробу – не реже 1 раза в декаду. СПОСОБЫ ОЧИСТКИ МОЛОКА Очистку проводят для того, чтобы удалить механические загрязнения и естественные примеси (микроорганизмы). Она осуществляется способом фильтрования под действием сил тяжести или давления и центробежным способом на сепараторахмолокоочистителях. При фильтровании молоко должно преодолеть сопротивление, оказываемое перегородкой фильтра, выполненной из металла или ткани. При прохождении жидкости через фильтрующую перегородку на ней задерживаются загрязнения в количестве, пропорциональном объему жидкости, прошедшей через фильтр. Периодически через каждые 15–20 мин необходимо удалять загрязнения из фильтра. Эффективность очистки в значительной мере зависит от давления, при котором происходит процесс фильтрования. Обычно в цилиндрические фильтрационные аппараты молоко поступает при давлении 0,2 МПа. Фильтрационные аппараты с тканевыми 37 перегородками имеют ряд недостатков: кратковременность безостановочной работы, необходимость частой разборки для промывки, возможность прорыва ткани, уменьшение производительности фильтров в зависимости от продолжительности работы. Наиболее эффективна очистка молока с помощью сепараторов-молокоочистителей, состоящих из барабана с тарелками, приводного механизма и станины. Центробежная очистка в них осуществляется за счет разницы между плотностями частиц плазмы молока и посторонних примесей. Посторонние примеси, обладая большей плотностью, чем плазма молока, отбрасываются к стенке барабана и оседают на ней в виде слизи. Схема процесса очистки, представленная на рис. , заключается в следующем. Молоко, подвергаемое очистке, поступает по центральной трубке в тарелкодержатель, из которого направляется в шламовое пространство между кромками пакета тарелок и крышкой. Затем молоко поступает в межтарелочные пространства и по зазору между тарелкодержателем и верхними кромками тарелок поднимается вверх и выходит через отверстия в крышке барабана. Процесс очистки начинается в шламовом пространстве, а завершается в межтарелочных пространствах. Традиционно в технологических линиях центробежная очистка молока осуществляется при 35–40 С, так как в этих условиях происходит более эффективное осаждение механических загрязнений вследствие увеличения скорости движения частиц. При центробежной очистке молока вместе с механическими загрязнениями удаляется значительная часть микроорганизмов, что объясняется различием их физических свойств. Бактериальные клетки имеют размеры в пределах 0,8-6 мкм, а размеры белковых частиц молока значительно меньше: даже наиболее крупные из них – частицы казеина – достигают размера 0,1-0,3 мкм. Для достижения наибольшей степени удаления микробных клеток предназначен сепаратор-бактериоотделитель. Эффективность выделения микроорганизмов на нем достигает 98 %. РЕЖИМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ МОЛОКА Качество молока, особенно его бактериологические показатели, в значительной степени зависит от длительности и температуры его хранения. Известно, что свежевыдоенное молоко содержит особые бактерицидные вещества, которые не только препятствуют росту бактерий, но и уничтожают их. В неохлажденном молоке быстро развиваются микроорганизмы, вызывающие его скисание. Так, при температуре 32 С через 10 ч кислотность молока повышается в 2,8 раза, а число бактерий возрастает в 40 раз. В молоке, охлажденном до 12 С, в течение 10 ч кислотность не увеличивается, а общее число бактерий изменяется несущественно. Значит, охлаждение молока является одним из основным факторов, способствующих подавлению развития нежелательной, патогенной микрофлоры и сохранению качественных показателей молока. Размножение большинства микроорганизмов, встречающихся в молоке, резко замедляется при охлаждении его ниже 10 ºС и почти полностью прекращается при температуре около 2–4 ºС. Оптимальные сроки хранения молока, охлажденного до 4–6 ºС, не более 12 ч. При более длительном хранении молока в условиях низких температур возникают пороки вкуса и консистенции. Глава 2. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МОЛОКА СЕПАРИРОВАНИЕ И НОРМАЛИЗАЦИЯ МОЛОКА Сепарирование молока – это разделение его на две фракции различной плотности: высокожирную (сливки) и низкожирную (обезжиренное молоко). Процесс сепарирования осуществляется под действием центробежной силы в барабане сепаратора. Молоко, распределяясь в барабане между тарелками в виде тонких слоев, перемещается с небольшой скоростью, что создает благоприятные условия для наиболее полного 38 отделения высокожирной фракции (жировых шариков) за короткое время. Процесс сепарирования молока подчиняется закону Стокса: 2 2 2 2 1 v Rr n 9 60 2 где v – скорость выделения жировых шариков, см/с; n – частота вращения барабана сепаратора, с-1; R – средний радиус рабочей части тарелки сепаратора, см; r – радиус жирового шарика, см; , 1 – плотность плазмы и жира, кг/м3, – вязкость, Пас. В соответствии с этим законом скорость выделения жировой фракции из молока находится в прямой зависимости от размеров жировых шариков, плотности плазмы молока, габаритов и скорости вращения барабана и в обратно пропорциональной зависимости от вязкости молока. С увеличением размеров жировых шариков и плотности плазмы молока ускоряется процесс сепарирования и отделения сливок. Чем выше содержание сухих обезжиренных веществ в молоке, тем выше плотность как плазмы, так и цельного молока. Следовательно молоко с большей плотностью будет иметь лучшие условия для сепарирования. Повышение вязкости молока приводит к снижению скорости выделения жировой фракции. Кроме того, существенное влияние на процесс сепарирования оказывают кислотность и температура молока. Повышение кислотности молока приводит к изменению коллоидного состояния его белков, сопровождающемуся иногда выпадением хлопьев, в результате нарастает вязкость, что затрудняет сепарирование. Повышение температуры молока способствует снижению его вязкости и переходу жира в жидкое состояние, что улучшает процесс сепарированиия. Оптимальной температурой сепарирования является 35–45 °С. Нагревание молока до этой температуры обеспечивает хорошее обезжиривание. Наряду с сепарированием при температуре 35–45 °С иногда применяют высокотемпературное сепарирование при температуре 60–85 °С. При увеличении температуры сепарирования повышаются производительность сепаратора и качество обезжиривания. Однако высокотемпературное сепарирование имеет и ряд недостатков: увеличение содержания жира в обезжиренном молоке вследствие частичного выпадения альбумина, препятствующего выделению жира; сильное вспенивание сливок и обезжиренного молока; возрастание раздробления жировых шариков. Большое внимание уделяется сепарированию при низких температурах, так называемому сепарированию холодного молока. Однако сепарирование при низкой температуре на обычных сепараторах приводит к снижению их производительности почти в 2 раза из-за повышения вязкости и частичной кристаллизации жира. Процесс сепарирования в сепараторе осуществляется в следующей последовательности (рис. ). Цельное молоко по центральной трубке поступает в тарелкодержатель, из которого по каналам, образованным отверстиями в тарелках, поднимается в верхнюю часть комплекта тарелок и растекается между ними. В межтарелочном пространстве жировые шарики как более легкая фракция молока движутся к центру барабана, далее по зазору между кромкой тарелки и тарелкодержателем поднимаются вверх и поступают в камеру для сливок. Затем под напором сливки поступают в патрубок, на котором установлены измеритель количества сливок (ротаметр) и регулировочный вентиль. Обезжиренное молоко как более тяжелая фракция направляется к периферии барабана (в грязевое пространство), поднимается вверх и поступает в патрубок, на котором установлены манометр и регулировочный вентиль (кран). Регулировочный вентиль предназначен для регулирования жирности получаемых сливок, которая изменяется в зависимости от количества сливок и обезжиренного молока. При постоянных количестве и массовой доле жира в поступающем молоке уменьшение 39 количества выходящих сливок приводит к повышению массовой доли жира в них и, наоборот, увеличение количества сливок снижает в них массовую долю жира. Исходя из массового соотношения сливок и обезжиренного молока можно определить требуемую жирность сливок. Определив расчетным путем соотношение между массами слизок и обезжиренного молока, устанавливают это соотношение при помощи регулировочного устройства. На молочные предприятия молоко поступает с разным содержанием жира и сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО), а в готовом продукте жир и СОМО должны содержаться в определенном количестве или соотношении. В этой связи необходима нормализация сырья. Нормализация – это процесс регулирования состава сырья для получения готового продукта, отвечающего требованиям стандарта. При нормализации исходного (цельного) молока по жиру могут быть два варианта: жира в цельном молоке больше, чем требуется в производстве, и жира в цельном молоке меньше, чем требуется. В первом варианте жир частично отбирают путем сепарирования или к исходному молоку добавляют обезжиренное молоко. Во втором варианте для повышения жирности исходного молока добавляют к нему сливки. Массы сливок и обезжиренного молока, необходимых для добавления к исходному молоку, рассчитываются по уравнениям материального баланса, который можно составить для любой составной, части молока. Одним из простейших способов нормализации по жиру является нормализация путем смешивания в емкости рассчитанных количеств нормализуемого молока и нормализующего компонента (сливок или обезжиренного молока). Добавление нормализующего компонента осуществляется при тщательном перемешивании смеси в емкости. Нормализацию смешиванием можно осуществить в потоке (рис. .), когда непрерывный поток нормализуемого молока смешивается в определенном соотношении с потоком нормализующего продукта. Нормализация молока с использованием сепаратора-сливкоотделителя осуществляется в следующем порядке: нормализуемое молоко подается на сепараторсливкоотделитель, где разделяется на сливки и обезжиренное молоко. Затем полученные сливки и обезжиренное молоко смешиваются в потоке в требуемом соотношении, а часть сливок (при ЖМ>ЖНМ) или обезжиренного молока (при ЖМ<ЖНМ) отводится как избыточный продукт (рис. ). Массовая доля жира нормализованного в потоке молока регулируется автоматически с помощью систем управления УНП (управление нормализацией в потоке) и УНС (управление нормализацией в потоке с применением сепараторасливкоотделителя). Основная задача систем управления процессом нормализации заключается в получении стабильных заданных значений массовой доли жира или другого параметра нормализованного молока. ГОМОГЕНИЗАЦИЯ МОЛОКА Гомогенизация – это процесс обработки молока (сливок), заключающийся в раздроблении (диспергировании) жировых шариков путем воздействия на молоко значительных внешних усилий. Известно, что при хранении свежего молока и сливок изза разницы в плотности молочного жира и плазмы происходит всплывание жировой фракции или ее отстаивание. Скорость отстаивания жира зависит от размеров жировых шариков, вязкости, от возможности соединения жировых шариков друг с другом. Как известно, размеры жировых шариков колеблются в широких пределах от 0,5 до 18 мкм. Согласно формуле Стокса скорость выделения (всплывания) жирового шарика прямо пропорциональна квадрату его радиуса. В процессе гомогенизации размеры жировых шариков уменьшаются примерно в 10 раз (до 0,5–1,0 мкм), а скорость всплывания их 40 соответственно уменьшится примерно в 100 раз. В процессе дробления жирового шарика происходит перераспределение его оболочечного вещества. На построение оболочек образовавшихся мелких шариков мобилизуются плазменные белки, а часть фосфатидов переходит с поверхности жировых шариков в плазму молока. Этот процесс способствует стабилизации высокодисперсной жировой эмульсии гомогенизированного молока. Поэтому при высокой дисперсности жировых шариков гомогенизированное молоко практически не отстаивается. Механизм дробления жировых шариков, схематично представленный на рис. , заключается в следующем. В гомогенизирующем клапане на границе седла гомогенизатора и клапанной щели имеется порог резкого изменения сечения потока, а следовательно, и изменения скорости движения. При переходе от малых скоростей движения к высоким происходит деформация жирового шарика: его передняя часть, включаясь в поток в гомогенизирующей щели с большой скоростью, вытягивается в нить и дробится на мелкие капельки. Таким образом, степень раздробленности, или эффективность гомогенизации, зависит прежде всего от скорости потока при входе в гомогенизирующую щель, а следовательно, от давления гомогенизации, величина которого всегда определяет скорость. С повышением давления усиливается механическое воздействие на продукт, возрастает дисперсность жира, а средний диаметр жировых шариков уменьшается. По данным ВНИКМИ, при давлении 15 МПа средний диаметр жировых шариков составляет 1,43 мкм, а эффективность гомогенизации 74 %, при давлении 20 МПа средний диаметр шариков уменьшается до 0,97 мкм, а эффективность возрастает до 80 %. Повышения давления можно достигнуть, снабдив гомогенизатор двумя или тремя клапанами. Такие гомогенизаторы называют двух- или трехступенчатыми. Однако повышение давления приводит к увеличению расхода электроэнергии, поэтому наиболее оптимальная величина давления находится в пределах от 10 до 20 МПа. Рекомендуемое давление гомогенизации зависит от вида и состава изготовляемого продукта. С повышением содержания жира и сухих веществ в продукте следует применять более низкое давление гомогенизации, что обусловлено необходимостью снижения энергетических затрат. Интенсивность процесса гомогенизации возрастает с повышением температуры, так как при этом жир переходит полностью в жидкое состояние и уменьшается вязкость продукта. При повышении температуры снижается также отстаивание жира. При температурах ниже 50 °С отстаивание жира усиливается, что приводит к ухудшению качества продукта. Наиболее предпочтительной считается температура гомогенизации 60– 65 °С. При чрезмерно высоких температурах сывороточные белки в гомогенизаторе могут осаждаться. Кроме того, эффективность гомогенизации зависит от свойств и состава продукта (вязкости, плотности, кислотности, содержания жира и сухих веществ). С повышением кислотности молока эффективность гомогенизации уменьшается, так как в кислом молоке понижается стабильность белков, образуются белковые агломераты, затрудняющие дробление жировых шариков. При повышении вязкости и плотности молока эффективность гомогенизации также снижается. В настоящее время применяют два вида гомогенизации: одно- и двухступенчатую. При одноступенчатой гомогенизации могут образовываться агрегаты мелких жировых шариков, а при двухступенчатой происходит разрушение этих агрегатов и дальнейшее диспергирование жировых шариков. Иногда при производстве молочных напитков и сыров используется раздельная гомогенизация. Раздельная гомогенизация предназначена для получения гомогенизированного молока с требуемым содержанием жира„ повышенной стабильностью жировой дисперсной фазы и белков. Раздельная гомогенизация отличается от полной тем, что при ней механическому воздействию подвергается лишь высококонцентрированная жировая эмульсия (сливки определенной жирности). Сущность 41 раздельной гомогенизации заключается в том, что молоко сначала сепарируют, а полученные сливки гомогенизируют, после гомогенизации их смешивают с обезжиренным молоком, нормализуют, пастеризуют и охлаждают. При производстве раздельно гомогенизированного молока с использованием двухступенчатой гомогенизации массовая доля жира в сливках не должна превышать 25 %, а при одноступенчатой гомогенизации – 16 %. Способ раздельной гомогенизации применяют для того, чтобы увеличить производительность гомогенизации и ограничить нежелательное механическое воздействие на молочный белок при выработке питьевого молока, кисломолочных продуктов и сыров. Полученное при раздельной гомогенизации молоко по своим физикохимическим и органолептическим свойствам не отличается от обычного гомогенизированного молока при условии, если содержание жира в сливках, используемых при гомогенизации, не превышает 12 %. В молоке, полученном из сливок с повышенным содержанием жира и гомогенизированном раздельным способом, наблюдается усиленное отстаивание жира. МЕМБРАННЫЕ МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ И КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ МОЛОКА К мембранным методам разделения и концентрирования молока относятся ультрафильтрация, обратный осмос и электродиализ. Ультрафильтрация – это процесс фильтрации под давлением с помощью полупроницаемых мембран, изготовляемых на основе синтетических полимерных (ацетат целлюлозы, полиамид, полисульфон) и керамических материалов. Для ультрафильтрации применяют мембраны с порами размером 50–100 нм. Такие мембраны задерживают молекулы с размерами большими, чем размеры пор, и пропускают мелкие молекулы. Схема распределения молекул при ультрафильтрации показана на рис. . При ультрафильтрации приходится преодолевать осмотическое давление разделяемого раствора, так как растворитель переносится в направлении, противоположном возрастанию концентрации растворенного вещества, задерживаемого фильтром, поэтому ультрафильтрация проводится под давлением 0,1–0,5 МПа. В молочной промышленности ультрафильтрацию используют для выделения белков из молока или молочной сыворотки. В процессе ультрафильтрации сыворотка под давлением движется между полупроницаемыми мембранами. Часть сыворотки (фильтрат) проходит через мембраны, оставляя при этом на фильтре сывороточные белки. Полученный фильтрат состоит в основном из воды, лактозы, минеральных солей. Другая часть сыворотки (концентрат) проходит между мембранами, унося при этом и выделившиеся белки. Таким образом, концентрат включает все сывороточные белки и ту часть воды, лактозы и минеральных солей, которая не прошла через мембраны. Отношение объемов концентрата и сыворотки, поступившей на ультрафильтрацию, составляет обычно 1 : 5. Обратный осмос – это разделение растворов через полупроницаемые мембраны с порами размером менее 50 нм при давлении 1–10 МПа. При обратном осмосе через мембраны проходит только вода, а все остальные части молочного сырья задерживаются мембраной. Происходит концентрирование молочного сырья. Электродиализ – это перенос ионов из одного раствора в другой, который осуществляется через мембрану, под действием электрического поля, создаваемого электродами, расположенными по обе стороны мембраны. Электродиализу подвержены только те вещества, которые при растворении диссоциируют на ионы или образуют заряженные комплексы. Электронейтральные вещества, например лактоза, сахароза, молекулы которых при растворении не несут какого-либо заряда, в электродиализном процессе не участвуют. В молочной промышленности электродиализной обработке подвергают молочную сыворотку с целью ее деминерализации. В молочной сыворотке, кроме белков и лактозы, 42 содержится повышенное количество минеральных солей, что затрудняет ее переработку на продукты питания, особенно для детей. Освобождение сыворотки от минеральных солей при помощи электродиализа в 8–10 раз дешевле, чем при использовании для этой цели ионообменных смол. Достижения в технологии фракционирования и модификации компонентов молока путем ультрафильтрации, электродиализа, обратного осмоса обусловили более широкое применение молочных ингредиентов в различных отраслях промышленности (хлебопекарной, кондитерской, мясной). Применение мембранных процессов в молочной промышленности привело к созданию малоотходного производства, позволяющего повысить эффективность использования сырья на пищевые цели. В результате применения мембранных процессов все сухие вещества молока оказываются полностью переработанными в полноценные продукты питания. Это позволяет увеличить выработку товарной продукции из единицы сырья и снизить ее себестоимость. Продукты ультрафильтрации нашли применение в производстве молочных напитков, сыров и творога. Внедрение ультрафильтрации на сыродельных заводах позволяет увеличить выход сыров на 15–20 % за счет использования сывороточных белков концентрата сыворотки, сократить расход сычужного фермента на 75–80%, а также частично решить проблему очистки сточных вод. Успешно применяется ультрафильтрация для концентрации сывороточных белков творожной сыворотки. Сывороточно-белковые концентраты и фильтраты используют при выработке традиционных и новых видов продуктов питания, отличающихся повышенной биологической ценностью, в частности при производстве продуктов диетического, лечебного и детского питания. Глава 3. ТЕПЛОВАЯ ОБРАБОТКА МОЛОКА ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ НА СВОЙСТВА МОЛОКА Тепловая обработка молочного сырья проводится с целью его обеззараживания. Она должна обеспечить не только надежное подавление жизнедеятельности микроорганизмов, но и максимально возможное сохранение исходных свойств молока. Любое тепловое воздействие на молоко нарушает его первоначальный состав и физикохимические свойства. Степень физико-химических изменений составных частей молока зависит главным образом от температуры и продолжительности тепловой обработки. Молочные белки под действием тепла денатурируют. Наиболее чувствительны к нагреванию сывороточные белки, которые денатурируют при температурах выше 65 °С, казеин же обладает высокой тепловой стойкостью. При температурах выше 100 °С начинается частичное разложение лактозы, в результате которого молоко приобретает специфический вкус, запах и цвет (бурый). Молочный жир при нагревании до 100 °С практически не меняется. В процессе тепловой обработки частично разрушаются витамины, особенно водорастворимые (С, B12, тиамин и др.), а также инактивируются ферменты (редуктаза, фосфатаза, пероксидаза). Минеральные соли в результате перехода растворимых солей кальция и фосфора в нерастворимое состояние частично выпадают в осадок. Изменение составных частей молока, вызывающих отрицательное влияние на пищевую ценность и органолептические показатели, должно быть незначительным. К видам тепловой обработки относятся пастеризация, стерилизация и термизация. ПАСТЕРИЗАЦИЯ МОЛОКА Пастеризация молока – это тепловая обработка молока с целью уничтожения вегетативных форм микрофлоры, в том числе патогенных. Режим пастеризации должен обеспечить также получение заданных свойств готового продукта, в частности органолептических показателей (придать вкус, нужную вязкость, плотность сгустка). Эффект пастеризации, обусловленный степенью гибели патогенной микрофлоры, влияет на выбор режимов и способов пастеризации. Из патогенных микроорганизмов 43 более устойчивыми к тепловой обработке являются бактерии туберкулеза. Поскольку работа по определению возбудителей туберкулеза сложна, то эффективность пастеризации принято определять по гибели не менее стойкой кишечной палочки. Эффект пастеризации зависит от температуры (t) и продолжительности тепловой обработки (z), взаимосвязь которых установлена в виде следующего уравнения: ln z = 36,84 – 0,48 t, где 36,84 и 0,48 – постоянные величины. В зависимости от этих факторов различают три режима пастеризации: длительная пастеризация – при температуре 60–63°С с выдержкой 30 мин; кратковременная – при температуре 74–78 °С с выдержкой 20 с; моментальная – при температуре 85–87 °С или 95–98 °С без выдержки. Выбор режимов пастеризации предопределяется технологическими условиями и свойствами продукта. При содержании в продукте компонентов, отличающихся низкой термоустойчивостью, следует применять длительную пастеризацию. Процесс длительной пастеризации хотя и обеспечивает надежное уничтожение патогенных микробов и наименьшее изменение физико-химических свойств молока, однако требует больших затрат, связанных с использованием малопроизводительного оборудования. Наиболее распространенным способом в производстве пастеризованного молока, кисломолочных продуктов, мороженого является кратковременная пастеризация. Этот способ также надежен для инактивации микробов и максимального сохранения исходных свойств молока. Моментальная пастеризация по воздействию на микробы и свойства молока аналогична кратковременной. Она рекомендуется для пастеризации сливок, из которых вырабатывается масло, и при производстве молочных консервов. Таким образом, все способы пастеризации позволяют получить продукт, безвредный для непосредственного употребления в пищу, но обладающий ограниченным сроком хранения. Сопротивляемость микроорганизмов тепловой обработке увеличивается при повышении содержания жира и сухих веществ в продуктах (сливки, смесь для мороженого), так как жировые и белковые вещества оказывают защитное действие на микробные клетки. Поэтому для продуктов с повышенным содержанием жира и сухих веществ температуря пастеризации должна быть увеличена на 10–15 % по сравнению с температурой пастеризации молока. Одновременно с процессом пастеризации для улучшения органолептических показателей молока и сливок проводится их дезодорация. Изменение органолептических показателей происходит вследствие наличия в молоке летучих веществ и газов, особенно кислорода, обусловливающих нежелательные вкус и запах. Кислород, присутствующий в молоке, при хранении способствует окислению жировой фракции и разрушению витаминов. Для удаления этих нежелательных веществ из молока используют вакуумдезодорационные установки. Дезодорация осуществляется обычно при температуре 65–70 °С и разрежении 0,04–0,06 МПа в течение 4–5 с. При этих условиях молоко закипает, и вместе с парами удаляются нежелательные газы и летучие вещества. Одной из разновидностей пастеризации является термизация. Термизация – это тепловая обработка молока с целью увеличения продолжительности его хранения путем снижения общей бактериальной обсемененности молока. Ее проводят при температуре 65 °С в течение 15 с. Термизация в качестве низкотемпературной кратковременной тепловой обработки рекомендована для повышения стойкости сырого молока при хранении. В сыроделии термизацию применяют для обработки молока с повышенной бактериальной обсемененностью и предназначенного для созревания, а в производстве молочных консервов – для повышения термостойкости молока. СТЕРИЛИЗАЦИЯ МОЛОКА Стерилизация молока – это тепловая обработка молока (выше 100°С) с целью повышения стойкости в хранении путем уничтожения как вегетативных, так и споровых 44 форм микроорганизмов. Эффективность стерилизации ЭС определяется по разности десятичных логарифмов первоначальной концентрации спорообразующих микроорганизмов в исходном молоке СН и конечной концентрации спор СК в продукте после тепловой обработки: ЭС = lg 10 СН – lg 10 СК. Она должна быть в пределах от 9 до 10 Эффективность стерилизации находится в такой же прямой зависимости от температуры и продолжительности ее воздействия,, как и при пастеризации. Стерилизация по сравнению с пастеризацией проводится при более высоких температурах, но с менее продолжительной выдержкой, поэтому физико-химические свойства молока претерпевают почти такие же изменения, как при пастеризации. В зависимости от особенностей производства и фасования, продукта различают периодическую и непрерывную стерилизацию в таре и в потоке с асептическим розливом. Периодическая стерилизация в таре осуществляется после фасования и герметического укупоривания продукта при температуре 110–120 °С в течение 15–30 мин. Для одноступенчатой стерилизации в таре служат стерилизаторы периодического действия – автоклавы. При периодической стерилизации продукт в таре загружают в стерилизатор, нагревают паром, выдерживают определенное время и охлаждают водой или воздухом до 40–50 °С. Периодический способ стерилизации обеспечивает высокую стойкость продукта при хранении даже в неблагоприятных условиях (при 50 °С) в течение 12 месяцев и более. Однако этот способ малопроизводителен и вызывает физико-химические изменения составных частей молока вследствие продолжительного теплового воздействия. В результате этих изменений молоко приобретает сильно выраженный кипяченый вкус, буровато-кремовую окраску. Наибольшее распространение получила непрерывная стерилизация с одноступенчатым и двухступенчатым режимами. При одноступенчатой стерилизации в потоке продукт подвергают кратковременной ультравысокотемпературной обработке (УВТ) при температуре 130–150 °С в течение нескольких секунд, после чего фасуют в асептических условиях в стерильную тару. Стерилизация в потоке может осуществляться прямым или косвенным нагревом. Прямой нагрев осуществляется путем смешивания теплоносителя (пара) с продуктом, а косвенный нагрев – через теплопередающую поверхность. При смешивании с паром происходит практически мгновенное нагревание продукта, что позволяет использовать молоко более низкой термоустойчивости. Кроме того, мгновенное тепловое воздействие вызывает наименьшие физико-химические изменения. К существенным недостаткам указанного способа относятся низкий коэффициент регенерации тепла, повышенные требования к качеству пара, используемого для нагревания продукта. Для стерилизации продукта способом косвенного нагрева применяют трубчатые, пластинчатые и для вязких продуктов скребковые теплообменники. Эти теплообменники характеризуются надежностью в работе, простотой обслуживания, высокой степенью использования тепла. Однако при стерилизации в теплообменниках косвенного нагрева быстрее образуется пригар на теплопередающих поверхностях. Непрерывная стерилизация при двухступенчатом режиме осуществляется в следующей последовательности: первоначально продукт стерилизуют в потоке при 130– 150 °С в течение нескольких секунд, затем после розлива и укупоривания вторично стерилизуют продукт в таре при температуре 110–118 °С в течение 15–20 мин. Двухступенчатый режим стерилизации предназначен не только для уничтожения микроорганизмов, имеющихся в сырье, но и попавших в продукт при его фасовании. Продукт, полученный при двукратном режиме стерилизации, обладает высокой стойкостью при длительном хранении. При выборе способа стерилизации и типа установок следует учитывать условия эксплуатации, качество исходного сырья, вид вырабатываемого продукта и экономическую целесообразность. 45 Глава 4. ТЕХНОЛОГИЯ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ЗАКВАСОК И КОНЦЕНТРАТОВ ПОДБОР КУЛЬТУР ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ Производство многих молочных продуктов (кисломолочные напитки, творог, сыр) основано на биохимических процессах брожения молочного сахара (лактозы) и коагуляции казеина молока. Брожение лактозы, т. е. превращение в соединения с меньшей молекулярной массой, происходит под воздействием молочнокислых, пропионовокислых, уксуснокислых бактерий и дрожжей. К молочнокислым бактериям, вызывающим молочнокислое брожение, относятся молочнокислые стрептококки и палочки. В группу молочнокислых стрептококков входят мезофильный (молочнокислый, сливочный и ароматобразующий) и термофильный стрептококк, а в группу молочнокислых палочек – болгарская и ацидофильная, а также палочки, используемые в сыроделии. Пропионовокислые бактерии сбраживают глюкозу, молочную кислоту в пропионовую кислоту и другие продукты, которые обогащают вкус и запах продукта. В процессе размножения эти бактерии могут синтезировать витамин B12. Уксуснокислые бактерии являются возбудителями уксуснокислого брожения, в результате которого образуется уксусная кислота. Чистые культуры молочнокислых бактерий и другие микроорганизмы (дрожжи) получают в специальных лабораториях чистых культур из молока, высококачественных молочных продуктов и растений. Для бактериальных заквасок должны быть подобраны такие культуры микроорганизмов, в результате деятельности которых получаются высококачественные молочные продукты. Подбор отдельных штаммов и заквасок для кисломолочных продуктов осуществляется по следующим показателям: - соответствие микробиологической чистоты штаммов и заквасок по микроскопическому препарату (отбраковка образцов, загрязненных посторонней микрофлорой); - активность штаммов и заквасок, характеризуемая продолжительностью сквашивания и органолептической оценкой (характер сгустка, вкус, запах); - влагоудерживающая способность (влагоотдача); - предел кислотообразования, определяемый по титруемой кислотности; - устойчивость к поливалентному бактериофагу; - антибиотическая и антагонистическая активность по отношению к условнопатогенной и патогенной микрофлоре. Подбор бифидобактерий, используемых для приготовления молочных продуктов лечебно-профилактического назначения, производят с учетом особенностей их свойств. Бифидобактерии медленно размножаются в молоке, отдельные штаммы этих бактерий сквашивают молоко при оптимальной температуре развития за 2–4 суток, что неприемлемо в технологии молочных продуктов. Поэтому производят подбор штаммов бифидобактерий, обладающих повышенной кислотообразующей способностью. Профилактическая и лечебная ценность молочных продуктов определяется не только количеством полученной заквасочной микрофлоры, но также и способностью приживаться в кишечнике человека. Косвенным показателем способности микроорганизмов приживаться в кишечнике является их устойчивость к фенолу, который всегда находится в содержимом кишечника. Штаммы бифидобактерий сильно различаются по этому свойству. Поэтому существует необходимость подбора бифидобактерий по данному признаку. Кроме того, необходимо подбирать бифидобактерии по их способности образовывать антибиотические вещества. В настоящее время определены следующие критерии подбора бифидобактерий в состав 46 заквасок: - продолжительность свертывания молока, ч; - прирост титруемой кислотности за 24 ч, Т; - количество жизнеспособных клеток бифидобактерий в производственной закваске; - антагонистическая активность по отношению к кишечной палочке; - устойчивость к фенолу, pH; - органолептические показатели сгустка. ПРИГОТОВЛЕНИЕ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ЗАКВАСОК И КОНЦЕНТРАТОВ Специализированные лаборатории и биофабрики выпускают закваски в зависимости от их физического состояния и способа производства следующих видов: жидкие (обозначаются буквой Ж); сухие (обозначаются буквой С); замороженные (обозначаются буквой З); на плотных питательных средах (обозначаются буквами ПС). В зависимости от количества жизнеспособных клеток и способа производства различают бактериальные закваски (БЗ) и бактериальные концентраты (БК). При изготовлении бактериальных заквасок не производят концентрирование микробных клеток, поэтому количество жизнеспособных клеток в 1 см3 или 1 г заквасок составляет не более 10 млрд. При изготовлении бактериальных концентратов проводят обязательное концентрирование микробной массы, поэтому численность жизнеспособных клеток в 1 см3 или 1 г концентрата составляет сотни миллиардов. Жидкие закваски представляют собой чистые культуры, находящиеся в активном состоянии и выращенные в стерильном молоке. Срок годности их составляет 2 недели при температуре хранения 3–6 °С. При длительном транспортировании без соблюдения режима охлаждения активность культур, входящих в жидкие закваски, быстро снижается. С целью повышения сроков хранения заквасок, их активности и увеличения в заквасках количества бактериальных клеток вырабатываются сухие закваски, а также жидкий и сухой бактериальный концентрат. Жидкий бактериальный концентрат приготавливается путем культивирования молочнокислых бактерий в питательной среде, их концентрирования (центрифужным способом) и смешивания полученной биомассы с защитной средой. Сухой бактериальный концентрат вырабатывается из жидкого препарата (с защитной средой) путем его сублимационной сушки. Способ сублимационной сушки заключается в высушивании бактериального препарата в замороженном состоянии при глубоком вакууме. При этом содержание микробных клеток в 1 г сухого бактериального препарата повышается до сотен миллиардов клеток, а срок хранения увеличивается до 4 мес. Сухие закваски вырабатывают из жидких путем их сушки методом распыления или сублимации. При производстве сухих заквасок с помощью распылительных сушилок активность чистых культур сохраняется до 3 мес. При сублимационном способе сушки сохраняемость живых клеток достигает 90% в течение нескольких месяцев и даже лет. Сухие бактериальные закваски и концентраты в отличие от жидких являются наиболее транспортабельными и могут сохраняться в течение длительного времени. При использовании сухого бактериального концентрата упрощается схема приготовления заквасок беспересадочным способам. Сухой бактериальный концентрат активизируется путем растворения его в стерилизованном обезжиренном молоке и выдержки в течение 1,5–5 ч при оптимальной температуре развития бактериальных клеток. После активации бактериальный препарат направляется непосредственно в производство или для получения первичной производственной закваски, приготовленной на пастеризованном молоке. 47 Разработаны закваски прямого внесения. В качестве таких заквасок используют культуры DVS (прямое сквашивание в емкости), которые просты в употреблении и не требуют предварительной подготовки, например активизации. Во ВНИИМСе разработана технология лиофилизированных бактериальных концентратов, пригодных для непосредственного внесения в молоко при выработке сыра. Это исключает необходимость приготовления производственных заквасок на заводах. Для обеспечения работников молочной промышленности информацией о составе микрофлоры бактериальных заквасок и концентратов введены условные обозначения различных групп, видов и разновидностей микроорганизмов, включаемых в состав заквасочной микрофлоры. В табл. приведен список микроорганизмов, используемых в составе заквасок для сыров, а также буквенные обозначения состава заквасочной микрофлоры (ее бактериальная формула), которые наносятся на этикетку и (или) указываются в удостоверении о качестве заквасок. Микроорганизмы, используемые в составе заквасок для сыров, и их буквенное обозначение Группа Условное обозначение Разновидность по ОСТ 10-05394 Род Вид Enterococcus (энтерококки) faccalis – ЕФ Lactococcus (лактококки) lactis Lactis Cremoris Diacetilactis Л К Д Leuconoctoc (лейконостоки) lactis mesenteroides Cremoris dextranicum Б Streptococcus (стрептококки) salvaries Thermophilus Tc casei – Пк plantarum – Пп acidophilus – Па delbruechi helveticus Bulcaricus Lactis – Пб Пл Пх fermentum – Пф bifidum – БФб longum – БФл adolescentis – БФа Procarioto (прокариоты бактерий) Грамположительные Кокки Грамположительные неспорообразующие палочки правильной формы Грамположительные неспорообразующие палочки неправильной формы Lactobacillus (лактобациллы) Bifidobacterium (бифидобактерии) 48 Brevibacterium (бревибактерии) Propinibacterium (пропионовокислые бактерии) Eucariota (эукариоты) Плесневые грибы Penicillum Дрожжи Torulopsis linens – БВл ПКш – – camamberti – Пкм candidum – Пкд caseicolum – Пкк roqueforti – Прф – – Дт В зависимости от числа видов микроорганизмов, входящих в состав микрофлоры, закваски подразделяют на два типа: моновидовые, состоящие из микроорганизмов одного вида или разновидности, которые условно обозначают буквой М, и поливидовые, в состав микрофлоры которых входит два или более видов микроорганизмов, условно обозначаемые буквой П. Так, бактериальная формула угличской закваски (СМС) – БЗ:П:С:ЛКДБ – расшифровывается как бактериальная закваска (БЗ), поливидовая (П), сухая (С), в состав которой входят следующие микроорганизмы: Lc. lactis (Л), Lc. cremoris (К), Lc. diacetilactis (Д), Leuc. cremoris (Б). Следует отметить, что за рубежом используется другая система информации о составе заквасок. При этом она отличается в разных странах у различных производителей. Чаще всего применяют следующие обозначения: O – бактериальная формула имеет вид ЛК; D – бактериальная формула ЛКД; J – бактериальная формула Б; JD – бактериальная формула ЛКДБ Контрольные вопросы и задание. 1. В чем заключается первичная обработка молока на предприятиях? 2. Каковы требования ГОСТ 13264–88 на молоко коровье? 3. Перечислите способы очистки молока от механических примесей и бактерий. 4. С какой целью, и каким образом проводится охлаждение молока? 5. Какие факторы влияют на процесс сепарирования? 6. Дайте схемы нормализации молока. 7. Назовите факторы, влияющие на эффективность гомогенизации. 8. Какова сущность мембранных методов разделения и концентрирования молочного сырья? 9. Как влияют режимы пастеризации на составные части молока? 10. С какой целью проводится стерилизация и каковы ее режимы? 11. Дайте характеристику микроорганизмов, применяемых для заквасок. 12. По какому принципу осуществляется подбор культур, используемых при производстве кисломолочных продуктов? 13. Каковы способы получения бактериальных препаратов? 49 Раздел 4. НЕМОЛОЧНОЕ СЫРЬЕ: РАСТИТЕЛЬНЫЕ БЕЛКИ И ЖИРЫ, ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ Глава 1. РАСТИТЕЛЬНЫЕ БЕЛКИ И АНАЛОГИ КОРОВЬЕГО МОЛОКА ХАРАКТЕРИСТИКА РАСТИТЕЛЬНЫХ БЕЛКОВ Растительные белки содержатся в значительных количествах в зерновых и бобовых культурах. Особенно высоким содержанием белка отличаются семена бобовых, при этом большая часть бобовых белков приходится на фракции альбуминов и глобулинов (табл. ). Содержание белков в зерновых и зернобобовых культурах Массовая доля белка, в том числе в процентах от общего белка Культура % альбумины глобулины Пшеница 12,5 5,2 12,6 Рожь 9,9 25,3 19,2 Ячмень 10,3 12,5 12,7 Гречиха 10,8 21,7 42,6 Рис 7,4 10,6 8,1 Кукуруза 10,3 18 13,3 Горох 20,5 9,6 85,7 Соя 40 95 Как видно из табл. самой ценной культурой семейства бобовых является соя, в семенах которой содержится до 40% белка. Кроме того, в сое содержится 20% жира. Фосфатиды в соевых семенах представлены лецитином (около 35% всех фофатидов), кефалином и другими. Из углеводов содержатся моносахариды - 0,07- 2,2 %; сахароза - 3,3- 13,5 %; раффиноза - 1,2 %; стахиоза - 3,5 %; крахмал и декстрин - 3,1- 9,0 %; пентозаны - 3,8- 5,5 %; галактон - 4,6 %; арабан - 3,8 %; целлюлоза (клетчатка) –3,0-7,0 %; гемицеллюлоза 1,3-6,5 %. Кроме того, в семенах сои содержатся нежелательные и токсичные вещества, что исключает их использование не только в пищевых продуктах, но и в кормах. Такие вещества, как ингибиторы трипсина, лектины, аллергены, стеролы, олигосахара, фосфатиды, изофлавины вызывают желудочно- кишечные расстройства и посторонний запах в продукте, тормозят рост организма. Из ингибиторов сои наиболее исследованы ингибиторы протеолитических ферментов- трипсина и химозина. Отличительная особенность ингибиторов трипсина заключается в их способности образовывать с трипсином устойчивые комплексы, в которых ферменты утрачивают свою активность. Семена бобовых растений, в том числе сои, содержат лектины, представляющие собой группу белков гликопротеидной природы. Лектины вызывают избирательную агглютинацию (агрегацию, склеивание) эритроцитов крови. Высокое содержание лектинов в семенах некоторых бобовых делает их токсичными. Применение семян сои для пищевых целей становится возможным только после специальной технологической обработки. 50 ТЕХНОЛОГИЯ ПИЩЕВЫХ БЕЛКОВ Для получения пищевого белка соевые бобы подвергают вымачиванию, измельчению, тепловой обработке, экстракции. Вымачивание или варка соевых бобов в щелочном водном растворе способствует снижению выраженности соевого привкуса, размягчает соевые бобы, увеличивает количество удаляемых олигосахаридов и ускоряет инактивацию соевых ингибиторов трипсина. Для вымачивания соевых бобов используют растворы карбоната натрия или гидроксида натрия, а также нейтральный водный раствор аскорбината натрия и гидрокарбоната натрия. Вымачивание продолжается в течении 12-24 часов. Гидрокарбонат натрия добавляют в таком количестве, чтобы рН раствора в конце вымачивания соевых бобов составлял 6,5-7,5. Кроме того, вместо вымачивания предложена микроволновая обработка соевых бобов в течении 3-5 мин, после чего их подают на измельчение. Для измельчения соевых бобов используют горячую или холодную воду, а в ряде случаев измельчают на коллоидной мельнице. Тепловая обработка горячей водой должна проводится при таком режиме, который бы обеспечивал инактивацию ингибиторов трипсина. Кроме того, тепловая обработка соевой массы способствует улучшению вкусовых и ароматических свойств продукта, однако при этом продукт приобретает сильный запах серы. Для его удаления используют дезодорацию, которую сочетают с тепловой обработкой. Один из способов дезодорации – использование колонки с гранулированным активированным углем. Следует отметить, что тепловую обработку можно проводить либо до, либо после экстракции белков сои, при этом применяют разные режимы (кипячение, стерилизацию). Соевое молоко экстрагируют из влажной соевой массы в холодном или горячем виде. При этом в продукт переходит около 65% белка и 55% сухих веществ, содержащихся в соевых бобах. Для получения пищевого белка (соевая мука, концентраты, изоляты) измельчению подвергают предварительно обезжиренные соевые бобы. Полученную водную суспензию фильтруют и центрифугируют для удаления нерастворимого осадка. Для концентрирования белка применяют сгущение на вакуумных аппаратах. Полученное соевое молоко сушат на распылительных сушилках. Для концентрирования белка применяют также ультрафильтрацию, которая позволяет извлечь фитиновую кислоту (фосфор влияет на растворимость белка), ингибиторы трипсина и сложные сахара. Схема технологических процессов переработки соевых бобов на пищевые белки, сухое и жидкое соевое молоко приведена на рис. . За рубежом широко распространено жидкое соевое молоко. По содержанию сухих веществ, которое зависит от массы используемой воды при выработке продукта, соевое молоко можно подразделить на три основных вида: густое соевое молоко с соотношением вода:бобы в пределах от 5:1 до 6:1; соевое молоко, которое по консистенции и пищевой ценности приближено к коровьему, соотношение вода:бобы колебелется в пределах от 8:1 до 8,5:1; «экономное» молоко, соотношение вода:бобы составляет 10:1. «Экономное» молоко используют в качестве соевых безалкогольных напитков (рис. , вариант 4). Из бобов сои после извлечения из них жира вырабатывают пищевые белки (рис. , вариант 2, 3). Пищевые белки на основе сои вырабатывают в виде следующих продуктов: обезжиренная соевая мука, концентрат и изолят соевого белка, состав которых приведен в табл. . Состав соевых бобов и соевых продуктов в пересчете на сухое вещество, %. Пищевые Соевые продукты Белок Жир Углеводы Зола волокна Соевые бобы 42 20 35 5 5,5 51 Обезжиренная соевая мука Концентрат соевого белка Изолят соевого белка 54 1 38 6 3,5 70 1 24 5 3,5 92 0,5 2,5 4,5 0,5 Соевые продукты отличаются друг от друга массовой долей белка и степенью очистки от углеводов и пищевых волокон. Так, массовая доля белка в изоляте достигает 92 % при незначительном содержании углеводов - 2,5 % и пищевых волокон - 0,5 %. По содержанию незаменимых аминокислот соевые продукты близки к казеину (табл. ). Белки соевых продуктов лишь по содержанию цистина, треонина и общей сумме серосодержащих аминокислот не удовлетворяют «идеальному белку», разработанному ФАО-ВОЗ. По массовой доле метионина соевые белки уступают казеину, однако, комбинируя их с другими белками можно восполнить дефицит метионина. Для изготовления молочных продуктов на основе соевых белков используют изоляты и специальные концентраты – соевые аналоги сухого коровьего молока, последние представляют обычно смесь пищевого соевого белка с различными ингредиентами, имитирующими состав коровьего молока. Так, для производства аналога сухого коровьего молока, соевую муку смешивают с 4-х кратным количеством воды, добавляют гидрогенизированное соевое масло и эмульгатор. Смесь обрабатывают на коллоидной мельнице, гомогенизируют и высушивают на распылительной сушилке. Сухой продукт смешивают с сахаром, солью, минеральными веществами и витаминами. Продукт имеет следующий состав: соевая мука - 74,3 %; гидрогенизированное соевое масло – 15 %; сахароза - 6,9 %; эмульгатор - 0,8 %; ароматические вещества - 0,1 %; минеральные вещества - 1,9 %; витамины - 0,1 %. Срок хранения сухого продукта при 2527 ºС – до 6 мес. При восстановлении продукт смешивают с водой в соотношении 1: 9. Содержание аминокислот в различных белках, г в 100 г белка Аминокислота Изолейцин Лейцин лизин Метионин Цистин Сумма серосодержащих Фенилаланин Тирозин Сумма ароматических Треонин Триптофан Шкала ФАОВОЗ «идеальный белок» 4,0 7,0 5,5 3,0 5,4 9,5 8,1 1,7 1,5 Белок женское молоко 5,12 9,3 6,9 1,4 1,9 3,5 3,2 3,4 3,0 3,0 2,8 - 5,2 5,0 3,7 2,9 5,3 3,8 5,2 3,9 5,4 4,3 6,0 10,2 6,4 9,1 9,1 9,7 4,0 1,0 4,7 1,4 4,3 0,6 3,9 1,3 4,2 1,5 3,6 1,4 Казеин Соевая мука Соевый концентрат Соевый изолят 4,7 7,9 6,3 1,4 1,6 4,7 7,8 6,3 1,4 1,6 4,9 7,8 6,4 1,3 1,5 Аналоги сухого молока могут иметь разный состав по видам и массовой доле используемых ингредиентов. 52 Следует учитывать, что все соевые продукты, поступающие в нашу страну из-за рубежа, получены из генетически модифицированной сои. Отечественная соя производится на Дальнем Востоке, Краснодарском крае и Сибири. В настоящее время в Алтайском крае выращивают сою из сортов сибирской селекции и на основе переработки цельных соевых бобов производят сухое соевое молоко под названием «Соевый сухой заменитель молока» (ССЗМ), технология которого разработана в СибНИОСТПМ (рис. , вариант 1). Технологический процесс выработки ССЭМ включает следующие операции: промывка, вымачивание, размол, экстракция водорастворимых компонентов, отделение экстракта, пастеризация его, сгущение и сушка. Соевые бобы промывают водой для очистки от пыли; вымачивают в воде для максимального удаления олигосахаридов, набухания бобов и дезодорации. Набухшие бобы размалывают для достижения заданной степени дисперсности. Экстрагируют водорастворимые компоненты с целью максимального извлечения белка и жира. Затем разделяют на жидкую и твердую фазы. Полученный экстракт пастеризуют, сгущают и сушат. В табл. приведены физико-химические показатели образцов «Соевого сухого заменителя молока» из сои сибирской селекции и сухого соевого молока фирмы Ассоя (Краснодар). Физико-химические показатели различных образцов сухого соевого молока отечественного производства Массовая доля, % Индекс Кислотно Продукт растворимо влаги белка жира сть, Т сти, % Соевый сухой заменитель 6,0 40,2 20,5 16,0 0,75 молока Соевый сухой заменитель 5,6 41,8 24,6 19,0 0,65 молока (из лущеной сои) Сухое соевое молоко 6,5 39,0 20,2 13,0 0,80 (Краснодар) Из данных табл. следует, что сухое соевое молоко из сои сибирской селекции по составу аналогично продукту, вырабатываемому в Краснодарском крае. «Соевый сухой заменитель молока» вырабатывает предприятие ООО «Белок» (с. Быстрянка Красногорского района Алтайского края). Глава 2. РАСТИТЕЛЬНЫЕ ЖИРЫ И АНАЛОГИ МОЛОЧНОГО ЖИРА ХАРАКТЕРИСТИКА РАСТИТЕЛЬНЫХ ЖИРОВ С целью снижения ресурсоемкости производства молочных продуктов для замены молочного жира (или части его) используют жиры растительного происхождения. Растительные жиры, предназначенные для использования в технологии молочных продуктов, как правило, применяют в виде аналогов (заменителей) молочного жира, которые получают путем специальной обработки (рафинации, гидрогенизации, переэтерификации) растительных жиров. Цель обработки – получить твердые жиры пластичной консистенции путем изменения жирнокислотного состава исходных растительных жиров (саломасы). Рассмотрим особенности жирнокислотного состава молочного жира и растительных жиров. Молочный жир состоит из нескольких тысяч триглицеридов. В триглицеридах молочного жира обнаружено свыше 150 жирных кислот с числом углерода от C 4 до C26, в 53 том числе только основных 10–12 кислот. В табл. приведен состав, свойства и массовая доля основных жирных кислот, содержащихся в молочном жире. Жирные кислоты влияют на физические свойства жира. Так, преобладание в триглицеридах молочного жира твердых насыщенных жирных кислот C10–C18 (их содержится более 60 %) над жидкими ненасыщенными (35 %) и низкомолекулярными кислотами C4–C8 (3–5 %) обусловливает температуру застывания молочного жира 18–23 С, а сложный триглицеридный состав – несоответствие температуры застывания температуре плавления, которая составляет 28–36 С. Характеристика основных жирных кислот молочного жира Массовая доля в Число атомов Температура молочном жире, % углерода и Жирные кислоты принятые группы плавления, С кислоты обозначения * кислот Насыщенные Масляная С 4:0 - 7,9 2,5 – 5,0 Капроновая C 6:0 - 3,4 1,0 – 3,5 Каприловая C8:0 16,7 0,4 – 1,7 Каприновая С10 : 0 31,6 0,8 – 3,6 65 Лауриновая C12 : 0 44,2 0,8 – 3,9 Миристиновая C14 : 0 53,9 7,6 – 13,2 Пальмитиновая C16 : 0 62,9 20,0 – 36,0 Стеариновая C18 : 0 69,9 5,5 –13,7 Ненасыщенные Олеиновая C 18 : 1 13,4 16,7 – 37,6 35 Линолевая C 18 : 2 - 5,0 1,0 – 5,2 Линоленовая C 18 : 3 - 11,0 0,1 – 2,1 * Первая цифра внизу индекса С означает число атомов углерода, а после двоеточия – число ненасыщенных связей в молекуле жирной кислоты. Температура плавления молочного жира близка к температуре тела, что способствует хорошему усвоению молочного жира. По разнообразию жирных кислот молочный жир не имеет себе равных в природе (среди животных и растительных жиров). Растительные жиры (масла) делятся на жидкие: подсолнечное, хлопковое, кукурузное, соевое, рапсовое, – и твердые: кокосовое, пальмовое, пальмоядровое. В табл. приводятся некоторые показатели состава и свойства растительных жиров в сравнении с молочным жиром. Особенностью состава триглицеридов растительных жиров является незначительное содержание различных видов жирных кислот, преимущественно ненасыщенных, в том числе основных 12, в отличие от молочного жира – 1012. Так, в подсолнечном и кукурузном масле преобладают линолевая и олеиновая, – в подсолнечном до 90 % и более, в кукурузном 88 %. Отличительной особенностью кукурузного масла является наличие значительного количества токоферолов – более 0,2 %, которые являются природными антиоксидантами. 54 Характеристика состава и свойств растительных масел и молочного жира Массовая доля и состав жирных Характеристика кислот, % Температура Жиры и масла Йодное застывания, Насыщенных Ненасыщенных число С Молочный жир 65 35 18 – 23 28 – 45 Растительные масла и жиры Подсолнечное 10 – 12 до 90 119 – 136 (– 19) (– 16) Кукурузное 12 88 111 – 133 (– 20) (– 10) Соевое 14 – 20 75 – 86 120 – 140 (– 18) (– 15) Рапсовое 8 92 91 – 106 (– 10) 0 Пальмовое 44 – 57 43 – 56 48 – 58 40 41 Кокосовое до 90 10 7 – 11 23 26 Пальмоядровое 79 – 83 17 – 21 12 – 20 19 24 В соевом масле массовая доля ненасыщенных жирных кислот составляет 78–86 %, в том числе линолевой 43–56 %, олеиновой 15–36 %, линоленовой 2–14 %, и насыщенных жирных кислот – 14–20 %, в том числе пальмитиновой 2,4–14 %, стеариновой 2–7,5 %. В рапсовом масле преобладает эруковая кислота. Пальмовое масло получают из мякоти плодов пальмы. В пальмовом масле основную долю жирных кислот составляют пальмитиновая и олеиновая кислоты – до 90 % и выше, лауриновая и миристиновая – не более 2 %. Глицеридный состав пальмового масла отличается от состава других масел наличием симметричных динасыщенных и диненасыщенных глицеридов, массовая доля которых составляет до 35 %. Для выделения симметричных глицеридов масло фракционируют: отделяют среднюю фракцию, имеющую важное значение при производстве заменителей масла какао, и другие фракции; нефракционированное масло используют в производстве масложировой продукции. Так, смесь растительных масел, в состав которой входит и пальмовое масло, предлагается как заменитель молочного жира в технологии комбинированного масла. Кокосовое масло вырабатывают из высушенной мякоти плодов кокосовой пальмы (копры). Кокосовое масло характеризуется высоким содержанием насыщенных жирных кислот – лауриновой и миристиновой – до 90 %, что определяет его твердую консистенцию, а также наличием низкомолекулярных летучих жирных кислот с числом атомов углерода 10 и ниже. В настоящее время кокосовое масло начали использовать в технологии молочных продуктов в качестве заменителя какао-порошка при получении глазури для глазированных сырков и мороженого; как заменитель молочного жира при производстве мороженого, сгущенного и сухого молока, некоторых низкожирных сыров – сулугуни, адыгейского и в небольших количествах – в плавленых сырах. Пальмоядровое масло добывают из ядра плода масличной пальмы в отличие от пальмового масла, получаемого из мякоти плода. По своей характеристике пальмоядровое масло близко к маслу кокосовому. Триглицериды пальмоядрового масла содержат большое количество лауриновой кислоты. Как и пальмовое масло, это масло фракционируют на жидкую и твердую фракции. Последнюю (стеариновую) используют как заменитель твердых жиров при производстве масложировой продукции. ТЕХНОЛОГИЯ ПИЩЕВЫХ РАСТИТЕЛЬНЫХ ЖИРОВ Рафинация. Природное масло и жиры представляют собой многокомпонентную систему, в которую помимо триглицеридов входят различные сопутствующие вещества, растворимые в триглицеридах: фосфолипиды, свободные жирные кислоты, пигменты, 55 воскоподобные вещества. Количество сопутствующих веществ невелико, но они определяют товарное качество масел и жиров, а также влияют на их технологические свойства. Для повышения пищевого достоинства и технологических свойств масла и жиры подвергают очистке – рафинации. Рафинация представляет собой ряд последовательно осуществляемых операций: гидратация, нейтрализация, адсорбционная рафинация (отбеливание), дезодорация и вымораживание (винтеризация). Назначение гидратации – максимально извлечь из масел фосфолипиды и другие гидрофильные вещества. Процесс гидратации растительных масел предусматривает введение в них гидратирующего агента, чаще всего воды, при температуре 45–60 С, разбавленных водных растворов солей, кислот, щелочей и др. Назначение нейтрализации, или щелочной рафинации, – максимально извлечь свободные жирные кислоты. После осуществления процесса нейтрализации получают рафинированное масло и отходы – мыльные растворы (соапстоки). Назначение адсорбционной рафинации – отбеливания является извлечение из масел окрашивающих веществ – пигментов, а также остатков мыла после щелочной рафинации. Для освобождения от остатков мыла масло промывают горячей водой, либо обрабатывают раствором лимонной или фосфорной кислот. Так как рафинированное масло и саломасы, приготовленные на их основе, должны быть светлыми, то возникает необходимость очистки их от пигментов, например каратиноидов. С этой целью пигменты сорбируют на поверхности твердых адсорбентов, в качестве последних используют специальные активные отбеливающие глины, полученные из алюмосиликатов, реже активные угли и др. Назначение дезодорации – удаление из масел и жиров веществ, определяющих вкус и запах. Дезодорацию осуществляют методом перегонки с водяным паром (дистилляцией). Получают рафинированное, дезодорированное масло (жир) и отходы — продукты отгонки (погоны). Назначение вымораживания (винтеризации) — удаление из рафинированных, дезодорированных масел воскоподобных веществ. Получают рафинированное, дезодорированное масло и отходы – восковые вещества (осадки). Для получения заменителей жира, в частности аналога молочного жира, рафинированные растительные жиры модифицируют. Модификация жиров – это изменение их первоначальных свойств путем изменения жирнокислотного и глицеридного состава, что достигается гидрогенизацией и переэтерификацией жиров. Гидрогенизация. Гидрогенизацию масел и жиров молекулярным водородом проводят при температуре 180–240 С в присутствии никелевых и медно-никелевых катализаторов как правило, при давлении, близком к атмосферному. Задача гидрогенизации масел и жиров – целенаправленное изменение жирнокислотного состава триглицеридов исходного жира в результате частичного или полного присоединения водорода к остаткам ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав триглицеридов растительного жира. Основная реакция, протекающая при гидрогенизации – присоединение водорода к двойным связям непредельных жирных кислот. Подбирая соответствующие условия реакции, удается осуществить этот процесс избирательно, гидрируя сначала в основном остатки линоленовой кислоты до линолевой, затем линолевой до олеиновой, а уже потом остатки олеиновой до стеариновой кислоты, получить продукт с заранее заданными свойствами, называемый саломасом. +H2 С 18 : 3 Линоленовая кислота С 18 : 2 Линолевая кислота +H2 С 18 : 1 Олеиновая кислота +H2 С 18 : 0 Стеариновая кислота 56 Параллельно с присоединением водорода к двойным связям (гидрирование) происходит структурная (смещение С=С связи) и геометрическая (изменение пространственного расположения –H и –CH2 групп С=С связи) изомеризация, что приводит к накоплению в саломасе триглицеридов, содержащих трансизомеры жирных кислот. Гидрогенизированные жиры содержат до 30 % и более трансизомеров жирных кислот, в то время как в сливочном коровьем масле массовая доля их ин превышает 8 %. Как показали результаты фундаментальных исследований, увеличение содержания трансизомеров жирных кислот в пище способствует развитию онкологической патологии, сахарного диабета, ожирения, атеросклероза, нарушению репродуктивной функции и некоторых других не менее серьезных болезней. К сожалению, в настоящее время гидрогенизированные жиры нашли широкое применение вследствие своей относительной дешевизны. Переэтерификация. Переэтерификацией называют перераспределение остатков жирных кислот в триглицеридах жира. При внутримолекулярной переэтерификации изменяется взаимное положение жирных кислот в триглицериде. При межмолекулярной переэтерификации происходит обмен жирных кислот между триглицеридами. В результате внутри - и межмолекулярной переэтерификации расплавленного (жидкого) жира и смеси жиров достигается статистическое распределение жирных кислот в смеси триглицеридов. Переэтерификацию проводят при температуре 80–90 С в присутствии катализаторов, из них наиболее распространенными являются метилат натрия, этилат натрия и гидроксид натрия в смеси с глицерином. Переэтерификация не вызывает структурного трансформирования жирных кислот и образования трансизомеров. Переэтерификации подвергают главным образом смеси высокоплавких жиров (пальмовое, кокосовое масла) с жидкими растительными маслами. Путем переэтерификации можно получить пластичные смеси с заданными свойствами. Так, при получении аналогов молочного жира температура плавления переэтерифицированных жиров должна соответствовать температуре плавления молочного жира. Единственным аналогом молочного жира этой группы, представленным сейчас на российском рынке, является “Акобленд Супер”, производства шведской компании “Карлсхамнс”. Некоторые виды растительных жиров и аналогов молочного жира предназначенных для частичной или полной замены молочного жира в таких молочных продуктах, как масло, сыр, плавленый сыр, сгущенное молоко, мороженое, глазури для творожных сырков и мороженого, приведены ниже. “Союз – 5/2” “Союз – 5/3” “Союз – 7” “Союз – 7/1” + + + – + “Союз – 4” + – + + + Аналоги молочного жира “Союз” “Союз – 2” – + – – + Дезодорированное + – + + + Гидрогенизированное Комбинированные масла Сметана Сыры Сыры плавленые Сгущенное молоко Кокосовое Молочная продукция Пальмовое Растительные масла “Союз” Соевое рафиинированное + – + + – + + + + + + + + + – + + + + – + – – + – – + – + + 57 Глазури для творожных сырков Мороженое Глазурь для мороженого + + – – – + – – – + – – + + – – – – – – + – – – – – + – + + Аналоги молочного жира создаются на основе растительных жиров и по органолептическим, физико-химическим и структурно-механическим свойствам приближены к молочному жиру. Температура плавления аналогов молочного жира приближена к температуре плавления молочного жира. В состав жировых смесей входит бета-каротин, ароматизатор сливочного вкуса, лецитин (эмульгатор), а также натуральный молочный жир. Так, в состав “Союз – 5/2”, рекомендованного для производства комбинированного масла, входит смесь фракционированных растительных масел и жиров, эмульгатор (лецитин), бета-каротин и ароматизатор сливочного вкуса (или без ароматизатора). В настоящее время аналог молочного жира “Союз – 5/2” усовершенствован и поставляется с маркировкой “Люкс” (“Союз – 5/2 Л”). Он обладает улучшенными органолептическими показателями, не содержит трансизомеров жирных кислот, кривая плавления максимально приближена к кривой плавления молочного жира. “Союз – 5/2Л” содержит в своем составе мягкий ароматизатор и новый эмульгатор, позволяющий достичь однородной консистенции продукта. В состав глазури для творожных сырков входят какао-порошок, сахар, растительный жир, лецитин, ароматизатор (ванильная эссенция). В состав жировой смеси для сметаны включены стабилизаторы (эмульгаторы) растительного происхождения, являющиеся полимерными соединениями полисахаридов. Специалисты научно-исследовательского центра Нижегородского масложирового комбината разработали рецептуру растительного жира-аналога молочного жира, выпускаемого под маркой “МАРГО”. Продукт “МАРГО” по основным показателям максимально приближен к молочному жирую В состав “МАРГО” входят пищевые гидрогенизированные или переэтефицированные жиры, растительные жиры и масла, эмульгаторы, ароматизаторы, красители и другие пищевые добавки. Продукт может выпускаться без ароматизаторов и (или) красителей. Массовая доля жира в “МАРГО” не менее 99,7 %, содержание твердых жиров при температуре 10 С составляет 49–52 %, при 15 С – (35–37) %, при 20 С – (19–21) %, при 30 С – (1–3) %. “МАРГО” применяют при производстве комбинированного масла, сметаны, плавленых сыров и сгущенного молока. При производстве масла с применением “МАРГО” не обязательно использование гомогенизатора и дезодоратора. При выработке комбинированного масла с использованием аналогов молочного жира необходимо дифференцировать их свойства с учетом степени отвердевания глицеридов в жирах в зависимости от температуры охлаждения, которая должна быть максимально приближена к сезонным изменениям молочного жира. Степень отвердевания глицеридов в отвержденных растительных жирах в сравнении с молочным жиром приведена в табл. Степень отвердевания глицеридов в различных жирах в зависимости от температуры. Массовая доля твердого жира, % Температура Наименование жира при температуре, С плавления, С 10 15 20 25 30 Молочный жир: осенне-зимний период 34–36 42–50 37–41 20–23 12–15 7–9 весенне-летний период 30–32 35–39 22–25 16–19 5–8 3–5 58 Отвержденные растительные жиры: «Акобленд» 33–35 48 35 Соевый 36–37 97–98 – Кокосовый пальмовый 25–27 33–36 33 92 – – 25 44,5– 51,5 14,5 33,0 14,5 – – – 8,0 17,5– 19 0,1 14,5 Примечание: температура плавления (максимальная) указана согласно сертификату Подбор триглицеридного состава для аналогов молочного жира в весенне-летний период необходимо осуществлять на основе триглицеридов средней и повышенной плавкости для планомерного повышения температуры плавления и снижения температуры застывания смеси молочного и немолочного жиров, в осенне-зимний период — на основе глицеридов средней и пониженной плавкости для планомерного снижения температуры плавления и повышения температуры застывания смеси молочного и немолочного жиров. Для упрощения подбора немолочных жиров при выработке комбинированного масла ВНИИМС рекомендует пользоваться такими показателями жиров, как температура плавления и застывания. Температуры массового плавления и застывания основных групп триглицеридов молочного жира по сезонам года и немолочных жиров приведены ниже в табл. . Температуры массового плавления и отвердевания основных групп триглицеридов молочного жира и рекомендуемых для комбинированного масла немолочных жиров Растительные жиры или их композиции, Период года Температура Молочный жир, С С Плавления 30–32 35–37 Весенне-летний Застывания 17–20 18–21 Плавления 34–36 32–34 Осенне-зимний Застывания 21–23 20–22 Кроме того, для весенне-летнего периода года необходимо увеличить зону кристаллизации глицеридов с целью увеличения содержания твердого жира. Также необходимо увеличить содержание твердого жира и его соотношение с жидким жиром, что обусловливает снижение скорости кристаллизации глицеридов и будет способствовать формированию кристаллизационной структуры. Для осенне-зимнего периода года необходимо уменьшить зону кристаллизации с целью снижения содержания твердого жира; увеличить содержание жидкого жира и его соотношение с твердым для формирования коагуляционной структуры продукта. Все это необходимо учитывать разработчикам и производителям аналогов молочного жира для производства комбинированного масла. Длительное время за рубежом широко применялись насыщенные растительные масла – пальмовое и кокосовое – для приготовления картофельных чипсов, печенья, сдобы и других продуктов. Несколько лет тому назад в США пальмовое и кокосовое масла были исключены из рациона, так как учеными был показан их вред для сердечнососудистой системы. Пальмовое и кокосовое масла были заменены гидрогениизированными растительными жирами. Однако последние научные данные зарубежных ученых свидетельствуют о том, что гидрогенизированные растительные жиры также вредны для сердечно-сосудистой системы, как и пальмовое и кокосовое масла. Наиболее перспективным и целесообразным направлением в использовании 59 растительных жиров для молочных продуктов является разработка и производство российской масложировой промышленностью отечественных аналогов молочного жира, не содержащих гидрогенизированных жиров. Глава 3. ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ Пищевые добавки – группа природных или синтетических веществ, специально вводимых в сырье, полуфабрикаты или готовые пищевые продукты с целью совершенствования их технологии или придания им необходимых свойств и не употребляемых обычно в качестве пищевых продуктов и не являющихся макро- и микронутриентами. Число пищевых добавок, используемых в производстве пищевых продуктов в различных странах около 500, не считая комбинированных добавок, отдельных душистых веществ, ароматизаторов. Европейским Советом разработана система цифровой кодификации пищевых добавок с литерой Е. Она включена в кодекс ФАО-ВОЗ (ФАО – Всемирная организация здравоохранения, ВОЗ – Всемирная продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН) для пищевых продуктов как международная цифровая система кодификации пищевых добавок. Каждой пищевой добавке присвоен цифровой трех- или четырехзначный код (в Европе с предшествующей литерой Е). Они используются в сочетании с названиями функциональных классов, отражающих группировку пищевых добавок по технологическим функциям. Применение пищевых добавок остро поставило вопрос об их токсичности. Под токсичностью понимается способность вещества наносить вред живому организму. Решающую роль играют: доза (количество вещества, поступающего в организм в сутки), длительность потребления, режимы, пути поступления в организм. Экспериментально обосновываются предельно допустимые концентрации (ПДК) – концентрации, которые не вызывают при ежедневном воздействии на организм в течение длительного времени отклонений в здоровье людей. Решение о возможном использовании рассматривается экспертными комитетами международных организаций ФАО-ВОЗ. Разешенные пищевые добавки по остроте, частоте и тяжести заболеваний относят к разряду веществ минимального риска. Пищевые добавки по их назначению можно разделить на следующие группы: вещества, улучшающие внешний вид продукта (красители и цветокорректирующие материалы); вещества, изменяющие структуру продукта (загустители, гелеи студнеобразователи); вещества, регулирующие свойства продукта (поверхностно-активные вещества); вещества, придающие продукту определенный вкус и аромат (вкусовые и ароматические вещества); вещества, повышающие срок хранения продукта (консерванты). ПИЩЕВЫЕ КРАСИТЕЛИ Для придания пищевым продуктам характерной для них окраски, измененной при технологической обработке (кипячение, стерилизация, сушка и т.д.) используют природные (натуральные) и синтетические (органические и неорганические) красители. Бета-каротин. Среди натуральных красителей необходимо выделить каратиноиды. Растительные каратиноиды – это красно-желтые пигменты, обусловливающие окраску ряда овощей, фруктов, жиров, яичного желтка и других продуктов. Примером каратиноидов является β-каротин, который выделяют из природных источников в смеси с другими каратиноидами (экстракт натуральных каратиноидов) или получают синтетическим путем. Для окраски пищевых продуктов (маргарина, сливочного масла. майонеза и 60 некоторых других продуктов) применяют каратиноиды, выделенные из моркови, плодов шиповника, перца, а также полученные микробиологическим или синтетическим путем. Энокраситель получают из выжимок темных сортов винограда и ягод бузины в виде жидкости интенсивно красного цвета. Окраска продукта зависит от рН среды: красная окраска в подкисленных средах, в нейтральных и слабощелочных средах эндокраситель придает продукту синий оттенок. Поэтому при использовании эндокрасителя одновременно применяют и органические кислоты для создания необходимого рН среды. В последнее время в качестве желтых, розово-красных красителей начали использовать пигменты, содержащиеся в соке кизила, красной и черной смородины, клюквы, брусники, пигменты чая, а также красный краситель, выделенный из свеклы – свекольный красный. Сахарный колер – темно окрашенный продукт карамелизации различных видов сахаров, полученный по различным технологиям. Водные растворы сахарного колера представляют собой приятно пахнущую темно-коричневую жидкость. Применяется для окраски напитков, кондитерских изделий, в кулинарии. В последнее время пищевая промышленность широко использует синтетические красители. Они устойчивы к изменению рН среды, действию кислот, нагреванию, свету, обладают большой окрашивающей способностью, их легче дозировать. В большинстве случаев они дешевле натуральных красителей. Поступающие в продажу красители обычно разбавлены наполнителями (поваренная соль, сульфат натрия, глюкоза, сахароза, лактоза, крахмал, пищевые жиры), что упрощает их использование. При применении синтетических красителей необходимо убедиться в их токсикологической безопасности. ВЕЩЕСТВА, ИЗМЕНЯЮЩИЕ СТРУКТУРУ ПРОДУКТА К этой группе пищевых добавок относятся вещества, используемые для создания или изменения реологических свойств пищевых продуктов (регулирующие консистенцию): загустители, желе- и студнеобразователи. Загустители используют для получения коллоидных растворов повышенной вязкости, студнеобразователи – для получения поликомпонентных нетекущих систем, включающих высокомолекулярный компонент и низкомолекулярный растворитель. Гелеобразователи (желирующие вещества) – для получения структурированных коллоидных систем. Четкого разделения между этими группами добавок нет. Загустители, геле- и студнеобразователи связывают воду, в результате коллоидная система теряет свою подвижность и изменяется консистенция пищевого продукта. В химическом отношении это макромолекулы, в которых равномерно распределены гидрофильные группы, взаимодействующие с водой. Среди них натуральные природные вещества растительного (кроме желатина) происхождения: желатин, пектин, агароиды, камеди и вещества, получаемые искусственно (полусинтетически), в том числе из природных объектов (метилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, амилопектин, модифицированные крахмалы и др.). Желатин (студнеобразователь) – белковый продукт, представляющий собой смесь линейных полипептидов с различной молекулярной массой и их агрегатов, не имеет вкуса и запаха. Желатин получают из костей, хрящей, сухожилий животных. Он растворяется в горячей воде, при охлаждении водные растворы образуют гель. Желатин применяют при изготовлении желе (фруктовых и рыбных), мороженого, кремов, жевательной резинки, в кулинарии. В России и большинстве стран желатин применяют без ограничений. Крахмал и модифицированный крахмал. Крахмал и его фракции (амилопектин, декстрины) и модифицированные крахмалы применяются в качестве загустителей, студнеобразователей и желирующих веществ в кондитерской, хлебопекарной промышленности, при производстве мороженого. Модификация крахмалов позволяет существенно изменить их строение и свойства 61 (гидрофильность, способность к клейстеризации, студнеобразование), а, следовательно, и направление использования. Окисленные крахмалы образуют клейстеры с пониженной вязкостью и повышенной прозрачностью. Их используют в технологии мороженого, при производстве мармеладов и лукума. Набухающие крахмалы способны набухать и растворяться в холодной воде. Они позволяют быстро приготовлять желеобразные десерты, кремовые смеси, пудинги, соусы. Крахмалофосфаты образуют клейстеры повышенной прозрачности и вязкости, они устойчивы к нагреванию, кислотам, перемешиванию. Применяются при производстве майонезов, продуктов детского питания, соусов, приправ. Клейстеры крахмалофосфатов устойчивы к действию низких температур (замораживанию), с их использованием готовят продукты, сохраняемые в замороженном виде (паштеты, замороженные обеды, кремы и т.д.). Пектиновые вещества – группа высокомолекулярных гетерополисахаридов, входящих совместно с целлюлозой, гемицеллюлозой, лигнином в состав клеточных стенок и межклеточных образований высших растений, а также присутствующих в растительных соках некоторых из них. Пектиновые вещества способны образовывать гели, связывать воду, взаимодействовать с катионами. Они играют важную роль в физиологических процессах, участвуют в водном и ионном обмене. Эти же свойства обуславливают их широкое применение в пищевой промышленности. В настоящее время выпускают несколько видов пектинов, выделяемых из различных источников сырья и отличающихся по составу и свойствам: яблочный, цитрусовый, свекловичный, пектин из корзинок подсолнечника, а также комбинированные пектины из смешанного сырья. Пектины, выделенные из яблочных выжимок и корзинок подсолнечника, являются высокомолекулярными, свекловичный и цитрусовый пектины – низкомолекулярными. В яблочных пектинах наблюдается равномерное распределение карбоксильных групп по всей длине пектиновой молекулы, в цитрусовых – неравномерное. Строение молекул пектина определяет их основные физико-химические и потребительские свойства: гелеобразование в водной среде и комплексообразование с ионами поливалентных металлов . Образование геля – трехмерной пространственной структуры, происходит в результате взаимодействие пектиновых молекул между собою. Процесс зависит от молекулярной массы, степени этерификации молекул пектина, распределения карбоксильных групп; на его эффективность влияют температура и рН среды. Высокоэтерифицированные пектины образуют гели в присутствии кислот (рН 3.13.5) при содержании сахарозы более 50 %, низкоэтерифицированные – в присутствии ионов поливалентных металлов, например, кальция, независимо от содержания сахарозы, в диапазоне рН (рН от 2.5 до 6.5). В последнее время пектины широко используют в качестве профилактических средств для групп населения, проживающих в зонах риска отравления тяжелыми металлами и радионуклидами, из-за особенности низкоэтерифицированных пектинов образовывать комплексные соединения с ионами цинка, свинца, кобальта, стронция, радионуклидами. Высокоэтерифицированные пектины применяют в технологии мороженого, фруктовых соков, майонеза; низкоэтирифицированных – студней, овощных желе и т.п. Полисахариды, выделенные из морских водорослей, являются важным видом пищевых добавок. К ним относятся: агар-агар, агароиды (черноморский агар), альгиновая кислота и ее соли и др. Агар-агар – представляет собой смесь агарозы и агаропектинов (смесь полисахаридов сложного строения, содержащая глюкуроновую кислоту и эфирносвязанную серную кислоту). Агар-агар получают из багряных (красных) морских водорослей (амфилия), произрастающих в Белом море и Тихом океане. В зависимости от водорослей состав выделенных полисахаридов может изменяться, так выделена агароза. Агар незначительно растворяется в холодной воде, но набухает в ней. В горячей воде 62 образует коллоидный раствор, который при остывании дает хороший прочный сгусток, обладающий стекловидным изломом. Для получения таких студней не нужно добавлять сахар и кислоту, его желирующая способность в 10 раз выше, чем желатина. Наоборот, способность агара образовывать студни уменьшается при их нагревании в присутствии кислот. Применяют агар при приготовлении мороженого, при осветлении соков, при получении желе, пудингов, а в кондитерской промышленности – желейного мармелада, зефира. Агароид (черноморский агар) получают из водорослей филлофора, растущих в Черном море. Плохо растворим в холодной воде, в горячей воде образует коллоидный раствор, при охлаждении которого формируется студень. Студнеобразующая способность в два раза ниже, чем у агара. По химической природе к агару и агароидам близок каррагинан, получаемый из красных водорослей. Каррагинан – полимеры, состоящие из сульфатированных в различной степени звеньев галактозы и сульфатированных или нет звеньев 3, 6-ангидрогалактозы, поочередно соединенных 1-3 и 1-4-связями. Это экстракт водорастворимых полисахаридов красных водорослей, произрастающих в основном у берегов шотландского города Каррик. Используется в пищевой промышленности как стабилизатор, эмульгатор, загуститель, гелеобразователь при производстве желе, глазури, кремов, кондитерских изделий, заливного, пудингов, теста, мясных консервов, соусов, молочных продуктов, напитков, мороженого, мягкого сыра и других продуктов. По химической природе к агару и агароиду близок фурцеллеран, полисахарид, получаемый из морской водоросли – фурцелларии. По способности к студнеобразованию он значительно уступает рассмотренным ранее агароидам. Применяется при производстве мармелада и желейных конфет. Альгиновая кислота и ее соли (альгинаты) – это полисахариды, являющимися компонентами бурых водорослей. Альгиновая кислота в воде не растворяется, не связывают ее альгинат натрия и калия, хорошо растворимые в воде. Альгиновая кислота и ее соли применяются для осветления соков; в качестве желирующих веществ и эмульгаторов. Пропиленгликольальгинат, не осаждающийся в кислых растворах, применяют в качестве стабилизатора в производстве мороженого, концентратов апельсинового сока. Целлюлоза, простые эфиры целлюлозы. В качестве пищевых добавок широко применяются модифицированная целлюлоза и ее простые эфиры. Целлюлоза используется в качестве эмульгатора, добавки, препятствующей слипанию и комкованию пищевых продуктов. Из эфиров целлюлозы применяют метилцеллюлозу, карбоксиметилцеллюлозу и др. Эфиры целлюлозы используют при изготовлении мороженого, соусов, при производстве напитков. В молочной промышленности карбоксиметилцеллюлозу применяют для осаждения казеина молока. ВЕЩЕСТВА, РЕГУЛИРУЮЩИЕ СВОЙСТВА СЫРЬЯ И ПРОДУКТА К ним относятся поверхностно-активные вещества (ПАВ), с помощью которых можно регулировать свойства гетерогенных систем , которыми являются сырье и готовый продукт. Эти вещества при растворении или диспергировании в жидкость, концентрируясь на поверхность раздела фаз, снижают поверхностное натяжение. Это позволяет использовать их и для получения тонкодисперсных и устойчивых коллоидных систем. Обычно это соединения, молекулы которых имеют дифильное строение, то есть содержат полярные гидрофильные и неполярные гидрофобные группы. Первые обеспечивают растворимость в воде, вторые (гидрофобные) – в неполярных растворителях. Соответствующим образом они располагаются на поверхности раздела фаз. По типу гидрофильных групп различают ионные и неионные (неионогенные) 63 поверхностно- активные вещества. Первые диссоциируют на ионы, одни из которых поверхностно-активны, другие (противоионы) – нет. В зависимости от знака заряда поверхностно-активного иона ПАВ делятся на анионные, катионные и амфотерные (амфолитные). Молекулы неионных ПАВ не диспергируют в растворе. В технологии пищевых продуктов используют как неионогенные, так и ионогенные ПАВ. Так в технологии плавленых сыров, в качестве солей-плавителей и эмульгаторов жира используют фосфаты натрия. В качестве ПАВ используют белки животного (например, молочные белки) и растительного происхождения. Поверхностно-активные вещества, применяемые в технологии пищевых продуктов, представляют собой многокомпонентные смеси, химическое название препаратов соответствует лишь основной части продукта. К пищевым ПАВ относятся моно- и диглицериды (производные моноглицеридов), фосфолипиды, эфиры полиглицерина, сахарозы, сорбита и другие соединения. Моно- и диглицериды оказывают эмульгирующее, стабилизирующее и пластифицирующее действие в производстве майонезов, маргаринов; в хлебопечении – улучшается качество хлеба, замедляется процесс черствения. Производные моноглицеридов (лактаты моноглицеридов, эфир моноглицерида и яблочной кислоты, эфир моноглицерида и лимонной кислоты и т.д.) нашли применение в производстве мороженого, майонеза, маргаринов и других продуктов. Фосфолипиды как природные, так и синтетического происхождения применяют в хлебопекарной, кондитерской, маргариновой отраслях промышленности. Природные фосфолипиды получают из растительных масел при их гидратации. Синтетические фосфолипиды представляют собой сложную смесь аммониевых или натриевых солей различных фосфатидных кислот с триглицеридами и отличаются от природных фосфатидов отсутствием в их молекулах азотистых оснований. Фосфатиды применяют в производстве мороженого, напитков, хлеба, шоколада. Эфиры полиглицерина представляют собой сложные эфиры жирных кислот с полиглицерином. Эфиры сахарозы по составу являются сложными эфирами природных кислот с сахарозой, эфиры сорбита – сложные эфиры шестиатомного спирта сорбита с природными кислотами. Все вышеперечисленные эфиры нашли применение в пищевой промышленности. ВКУСОВЫЕ И АРОМАТИЧЕСКИЕ ДОБАВКИ К ним относятся подслащивающие добавки и ароматизаторы. К подслащивающим добавкам относятся вещества несахарной природы, которые придают пищевым продуктам сладкий вкус. Однако на практике в эту группу часто включают все сладкие добавки. Основное сладкое вещество, используемое человеком – сахароза. В последнее время, с учётом требований науки о питании, расширилось производство низкокалорийных продуктов, а также продуктов для людей, страдающих рядом заболеваний, в первую очередь, больных диабетом, расширяется выпуск заменителей сахарозы, как природного происхождения, так и синтетических. В пищевой промышленности возрастает использование подслащивающих продуктов из крахмала: патоки, глюкозо-фруктозных сиропов, глюкозы. Среди подслащивающих добавок следует отметить солодовый экстракт, лактозу, сорбит и ксилит, аспартам. Солодовый экстракт - водная вытяжка из ячменного солода, которая состоит из глюкозы, фруктозы, мальтозы, сахарозы, белков, минеральных веществ, ферментов. Массовая доля сахарозы достигает 5%. Используется при приготовлении продуктов детского питания, в кондитерской промышленности. Лактоза - молочный сахар. Используется в производстве продуктов детского 64 питания и специальных кондитерских изделий. Сорбит и ксилит являются многоатомными спиртами (полиолы). Сладость ксилита и сорбита по сравнению с сахарозой 0.85 и 0.6 соответственно. Они практически полностью усваиваются организмом. Ксилит, кроме того, является стабилизатором, обладающим влагоудерживающей способностью и эмульгирующими свойствами, оказывает положительное влияние на состояние зубов, увеличивает выделение желудочного сока и желчи. Аспартам представляет собой дипептид, в состав которого входят остатки аспарагиновой кислоты и фенилаланина. Аспартам в 200 раз слаще сахарозы и нетоксичен. Он удобен в использовании продуктов, которые не требуют тепловой обработки, а также продуктов лечебного назначения. В продуктах, которые подвергаются тепловой обработке, длительному хранению, его применение нецелесообразно из-за снижения степени сладости готового продукта. Цикламаты – натриевая (калиевая) и кальциевая соли цикламовой (аминосульфоновой) кислоты. Соединения с приятным вкусом, без привкуса и горечи, стабильные при варке, хорошо растворяются в воде. Сладость в 30 раз выше, чем у сахарозы. Применяются при производстве напитков, в том числе молочных. Сукралоза. Этот производный от сахара продукт изготавливают путем селективной замены в молекуле сахара трех гидроксильных групп на три атома хлора. Этот заменитель сахара в 600 раз слаще сахарозы. Сукралоза устойчива при хранении, ее можно добавлять в молочные продукты. Она остается стабильной в пищевых продуктах даже в средах с высокой кислотностью. Наиболее устойчива сукралоза в средах с рН 5-6, причем ее устойчивость возрастает с увеличением рН от 1 до 5,5. Ацесульфам К. В нашей стране этот подсластитель больше известен как «сунетт», открыт в Германии в 1967 г. Сладость в 200 раз выше, чем у сахарозы. К ароматизаторам относятся вещества, усиливающие вкус и аромат, вносимые в пищевые продукты, с целью улучшения их органолептических свойств. Их условно можно разделить на природные вещества и соединения имитирующие природные. Первые выделяют из фруктов, овощей и растений в виде соков, эссенций или концентратов, вторые получают синтетическим путём. Способы получения соединений последней группы могут быть самыми разнообразными. В нашей стране не разрешается применение синтетических веществ, усиливающих аромат, свойственный данному продукту и введение их в продукты детского питания. Химическая природа ароматизаторов может быть самой разнообразной. Они могут включать большое число компонентов, среди них эфирные масла, альдегиды, спирты, сложные эфиры и т.д. Из вкусовых веществ, усиливающих аромат и вкус отметим глутаминовую кислоту и её соли, применяемые при производстве концентратов первых и вторых блюд. ВЕЩЕСТВА, ПОВЫШАЮЩИЕ СОХРАННОСТЬ ПРОДУКТА И УВЕЛИЧИВАЮЩИЕ СРОКИ ХРАНЕНИЯ К ним относятся антиокислители и консерванты. Антиокислители замедляют окисление ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав липидов. Обычно их используют в жировых и жиросодержащих продуктах. Из природных антиокислителей необходимо, в первую очередь, отметить токофероллы, они присутствуют в ряде растительных масел (в частности тыквенное масло). Из синтетических – бутилоксианизол и бутилокситолуол – применяются в жировых продуктах, в первую очередь, в топлёных, кулинарных и кондитерских жирах. Консерванты повышают срок хранения продуктов, защищают от порчи, вызванной микроорганизмами. Остановимся только на химических консервантах, добавляя которые можно замедлить или предотвратить развитие бактерий, плесеней, дрожжей и других микроорганизмов. В ряде случаев целесообразно использовать смесь нескольких консервантов. Нет универсальных консервантов, которые были бы пригодны для всех 65 пищевых продуктов. Одним из наиболее распространённых консервантов является диоксид серы - SO2 (сернистый газ). Применяют и соли сернистой кислоты (Na2SO3, NaHSO3). Сернистый газ и соли сернистой кислоты (сульфиты) подавляют развитие плесневых грибов, дрожжей, некоторых бактерий. И применяются для сохранения соков, плодоовощных пюре, повидла и т.д. Сернистый газ разрушает витамин B1. В 1996 г. в перечень пищевых добавок, разрешённых в России для применения в пищевых продуктах, включён фермент лизоцим. Сотрудниками ВНИИМС была исследована возможность использования лизоцима в качестве консерванта в технологии плавленых сыров. Установлено, что лизоцим гидрохлорид в дозе 250 мг на 100 г продукта обеспечивает снижение количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов в 3–8 раз, в зависимости от вида сыра, резко тормозит размножение и предотвращает спорообразование лактатсбраживающих бактерий, а также протеолитических клостридий. Контрольные вопросы и задания. 1. Каковы особенности технологии жидкого соевого молока? 2. Каковы особенности технологии сухого соевого молока? 3. В производстве каких молочных продуктов используются растительные жиры и жировые системы? 4. Что такое пищевые добавки? Дайте краткую характеристику пищевых добавок. Раздел 5. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДУКТОВ ГОРОДСКИХ МОЛОЧНЫХ ЗАВОДОВ И МОРОЖЕНОГО Глава 1. МОЛОКО, СЛИВКИ, МОЛОЧНЫЕ НАПИТКИ ХАРАКТЕРИСТИКА МОЛОКА, СЛИВОК И НАПИТКОВ Вырабатывают пастеризованное и стерилизованное молоко, сливки и напитки. Пастеризованное коровье молоко представляет собой нормализованное по массовой доле жира или сухих веществ молоко, обработанное при определенных температурных режимах и предназначенное для непосредственного употребления в пищу. В зависимости от содержания жира, сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО), наполнителей, а также режимов тепловой обработки питьевое молоко вырабатывают в широком ассортименте. Вырабатывают пастеризованное молоко с массовой долей жира 1,5; 2,5; 3,2; 3,5; 4,0 и 6,0 %; с массовой долей СОМО 8,5–8,3 %; белковое молоко нежирное и с массовой долей жира 1,0 и 2,5 %; топленое молоко нежирное и с массовой долей жира 1,0; 2,5; 4,0; 6,0 %. Кислотность пастеризованного молока с разным содержанием жира должна быть не более 21 Т, а для белкового молока – 25 Т; степень чистоты не ниже первой группы. Расширен ассортимент молока с различными наполнителями: с кофе, с какао, шоколадное молоко и др. ВНИМИ разработано витаминизированное пастеризованное молоко, обогащенное как отдельными витаминами (бета-каротин, С), так и поливитаминными премиксами. Поливитаминные премиксы представляют собой смесь витаминов (A, D, E, B1, B2, B6, B12, фолиевая кислота, PP,C, пантотеновая кислота, биотин) с лактозой. Вырабатывают молоко, обогащенное макро- и микроэлементами : кальцием, фосфором, магнием, железом, цинком, йодом. Определен способ обогащения молока йодом в виде йодоказеина, который вносят в нормализованное молоко перед пастеризацией. Содержание витаминов и минеральных веществ в продукте должны быть достаточными для удовлетворения за счет данного продукта 31–35 % средней суточной 66 потребности в этих нутриентах. Напитки соевые пастеризованные изготавливают как на основе соевых аналогов сухого коровьего молока, так и с добавлением к коровьему молоку соевых белков. При выработке соевых продуктов используют растительные жиры, которые входят в состав аналогов сухого коровьего молока, или добавляются по рецептуре на данный продукт. ВНИМИ разработаны пастеризованные напитки: соевый, молочно-растительный и др. Пастеризованные сливки – это продукт, вырабатываемый из коровьего молока путем сепарирования, прошедший тепловую обработку и предназначенный для непосредственного употребления. Сливки вырабатывают с массовой долей жира от 8,0 до 40,0 % и массовой долей СОМО 6,0; 7,2 и 7,8 %, кислотностью 16, 18 и 19 Т. Стерилизованное молоко – это молоко, подвергнутое тепловой обработке при температуре выше 100 °С и предназначенное для непосредственного употребления. В зависимости от массовой доли жира и наполнителей вырабатывают следующие виды стерилизованного молока: молоко стерилизованное с массовой долей жира 1,5; 2,5; 3,2; 3,5 %; витаминизированное молоко с массовой долей жира 3,2 %. Кислотность стерилизованного молока не должна превышать 20 °T, степень чистоты — не ниже первой группы. Стерилизованные сливки – это сливки, подвергнутые тепловой обработке при температуре выше 100 °С и предназначенные для непосредственного употребления. Вырабатывают стерилизованные сливки с массовой долей жира 10%, кислотностью не выше 19 °Т. Стерилизованные молочные напитки в зависимости от используемых добавок выпускают следующих видов: кофейный, ванильный, малиновый, клубничный. Массовая доля жира в готовом продукте – 2,5%, сахара – 9%. ТЕХНОЛОГИЯ ПАСТЕРИЗОВАННОГО МОЛОКА И СЛИВОК Технологический процесс производства пастеризованного молока и сливок состоит из следующих операций: приемки, очистки, нормализации, получения сливок (сепарирования), гомогенизации, пастеризации, топления (для топленого молока), охлаждения, фасования, упаковывания и хранения. В качестве сырья для производства пастеризованного молока используют цельное и обезжиренное натуральное молоко, сливки, сухое цельное и обезжиренное молоко, пахту, сгущенное обезжиренное молоко, препарат витамина С и наполнители (сахар, какао, кофе). Отобранное по качеству натуральное молоко и сливки нормализуют по массовой доле жира и СОМО (для белкового молока до стандартной плотности). При выработке пастеризованного восстановленного молока сухие компоненты растворяют в воде при температуре 38–42 °С, фильтруют и охлаждают до 5–8°С. С целью набухания белков и достижения требуемой плотности восстановленное молоко выдерживают при температуре охлаждения в течение 3–4 ч. Нормализованное молоко и сливки подогревают до 40–45 °С и очищают на центробежных молокоочистителях. Затем молоко гомогенизируют при температуре 45–55 °С и давлении 10–15 МПа, а сливки – при температуре 45–85 °С, при давлении 10–15 МПа для сливок с массовой долей жира 8, 10 и 20% , давлении 5–7,5 МПа для сливок с массовой долей жира 35%. После гомогенизации молоко пастеризуют при температуре (76±2) °С с выдержкой 20 с. Гомогенизированные сливки 8–10% -ной жирности пастеризуют при температуре (80±2) °С, а 20–35% -ной жирности – при температуре (87±2) °С с выдержкой 15–20 с. Пастеризованное молоко и сливки охлаждают до температуры 4–6°С, затем разливают и упаковывают в стеклянную, бумажную или полимерную тару. Срок хранения герметически упакованных пастеризованного и топленого молока и сливок при температуре 4 ±2 °С составляет 3 сут. 67 Особенности технологии отдельных видов молока, сливок и напитков приведены ниже. Пастеризованное молоко «Отборное» – вырабатывается из ненормализованного молока, отобранного по физико-химическим и микробиологическим показателям. Массовая доля жира в готовом продукте должна быть не менее 3,4 %, кислотность – не более 18 Т, плотность – не менее 1028 кг/м3, степень чистоты по эталону – не ниже I группы, термоустойчивость – не менее II группы, эффективность гомогенизации – не менее 70 %. В 1 см3 готового продукта не должно содержаться: бактерий группы кишечной палочки; патогенных микроорганизмов, в том числе сальмонелл в 25 см 3. Температура при выпуске с предприятия – 42С. Для выработки молока пастеризованного цельного «Отборное» используют молоко коровье закупаемое не ниже I сорта, плотностью не менее 1028 кг/м 3, термоустойчивостью по алкогольной пробе не ниже II группы, соматических клеток – не более 500 тыс. в 1 см3. Температура молока, поступающего с фермы должна быть не более 7 С. Технологический процесс производства коровьего цельного отборного молока состоит из следующих технологических операций: приемка молока, очистка, гомогенизации, пастеризация и охлаждение, фасование и хранение. Приемку молока целесообразно осуществлять в отдельном помещении. Принятое молоко немедленно охлаждают до температуры не выше 4 С. Подогретое до температуры 35-40С молоко очищают на центробежном молокоочистителе. Рекомендуется проводить дополнительную очистку молока на бактофугах. Предварительно очищенное молоко гомогенизируют при температуре 50-80 С при давлении 15-17 МПа. При этом эффективность гомогенизации должна быть не менее 70 %. После гомогенизации молоко пастеризуют при 76±2 С. В зависимости от используемого оборудования температура пастеризации может быть увеличена до 80-99 С. Пастеризованное и охлажденное молоко сразу направляют на розлив через промежуточные емкости по вымытым и дезинфицированным трубопроводам. Не допускается хранение пастеризованного отборного молока в резервуарах перед розливом. Фасуют продукт только в герметическую тару. Срок годности пастеризованного отборного молока при температуре не выше 4 С – не более 10 сут. Пастеризованное молоко «Особое» вырабатывается также, как и «Отборное» из ненормализованного молока. Требования к сырью и готовому продукту аналогичны молоку «Отборному». Отличительной особенностью технологии молока «Особое» является обязательное бактериофугирование сырья, в то время, как для молока «Отборное» бактериофугирование только рекомендуется. Срок годности продукта в герметической упаковке – не более 7 суток при температуре 4±2 ºС. Пастеризованное молоко «Российское». Продукт вырабатывается из коровьего молока с массовой долей жира 1,5; 2,5Я; 3,2; 3,5; 6,0 % и нежирный. Молоко «Российское» с массовой долей жира 2,5 % и 3,2 % может вырабатываться из рекомбинированного молока ( с использованием сливочного масла или молочного жира). Предусматривается производство всех видов молока «Российское» с лактулозой. Фасуют продукт только в герметическую потребительскую тару. Срок годности молока «Российское» – не более 3 сут. Топленое молоко вырабатывается из нормализованного или обезжиренного молока, подвергнутого топлению при определенных температурных режимах, с последующим охлаждением. Массовая доля жира в готовом продукте составляет 1,0; 2,5; 4,0 и 6,0 %, а также вырабатывается нежирное топленое молоко. Нормализованное молоко гомогенизируется и нагревается на трубчатых пастеризаторах до температуры 95-99 С, затем оно выдерживается в закрытых емкостях в течение 3-4 ч. Такая выдержка при высокой температуре называется топлением. В результате топления молоко приобретает коричневый оттенок и специфический ореховый 68 вкус. При топлении выпаривается часть влаги и массовая доля жира в продукте повышается, что необходимо учитывать при нормализации молока. После топления молоко охлаждают до 8 С и фасуют в потребительскую тару: стеклянные бутылки, пакеты из комбинированных материалов, разрешенных для контакта с молочными продуктами. Белковое молоко. В сравнении с обычным пастеризованным молоком белковое молоко отличается повышенным содержанием СОМО и пониженным содержанием жира. Для повышения СОМО к молоку добавляют сухое цельное, сухое обезжиренное или сгущенное обезжиренное молоко. Нормализованную смесь готовят по разработанным рецептурам. После получения нормализованной смеси технологические операции осуществляются так же, как и при выработке цельного пастеризованного молока. Витаминизированное молоко. Продукт вырабатывается с массовой долей жира 1,5; 2,5 и 3,2 %. Витамины и поливитаминные премиксы вносят в нормализованную смесь перед пастеризацией. Допускается внесение витаминов в продукт перед фасованием. При выработке продуктов с витамином А сначала готовят его эмульсию в молоке, затем ее добавляют в нормализованную смесь и перемешивают в течение 10–15 мин. Витамин С обычно вносят в готовый продукт. Поливитаминный премикс вносят в молоко в виде раствора. Предварительно готовят раствор премикса в воде или молоке. Для этого необходимую массу премикса растворяют в десятикратном (по отношению к массе премикса) количестве молока или воды при температуре 20±2 ºС при постоянном перемешивании до полного растворения витаминов. Полученный раствор премикса вносят при постоянном перемешивании в молоко. Выпускают молоко с различными наполнителями: какао, шоколадное, с кофе. Молоко с какао вырабатывают из цельного молока с добавлением какао и сахара. Готовый продукт выпускается с массовой долей жира 3,2 %, сахара 12 % и какао 2,5 %. Сначала из какао и сахара готовится сироп на молоке, температура которого 60-65 ºС. Соотношение какао, сахара и молока 1:1:6. Полученная смесь пастеризуется при 85-90 ºС в течение 30 мин и фильтруется. Затем сироп вносится в молоко. Для того, чтобы какаопорошок не давал осадка, в смесь при 60-65 ºС вносят агар в виде водного 5-10 %-ного раствора. Приготовленная смесь пастеризуется при 85 ºС, гомогенизируется при 9,8-14,7 МПа и охлаждается до 8-10 ºС. Для улучшения вкуса и консистенции охлажденный продукт выдерживается 3-4 ч. Шоколадное молоко вырабатывается из нормализованной смеси с массовой долей жира 1,5 и 2,5 % с использованием какао-порошка, массовая доля которого составляет от 1 до 3 %. Частицы какао сравнительно велики и тяжелы и легко седиментируют Поэтому основной задачей в данном случае является получение однородной дисперсии частиц какао путем формирования слабого тиксотропного геля, обладающего способностью восстанавливать свою структуру при механическом воздействии и сохранять стабильность при хранении. Для формирования геля используют стабилизатор каппа-каррагинан. Молекулы каппа-каррагинана имеют группы, способные вступать в реакцию с мицеллами казеина в молоке. Реакция протекает при нагревании. Кроме того, для получения стабильной тиксотропной системы дополнительно используют эмульгаторы, чаще моноглицериды, которые способны создавать «сети жировых шариков» и тем самым увеличивать стабильность жировой эмульсии и кремообразность продукта. В состав рецептуры на молоко шоколадное входит: цельное и обезжиренное молоко, сахар-песок или подсластители, какао-порошок, стабилизатор – каррагинан, эмульгатор – моностерат глицерина и ароматизаторы (ваниль, шоколад). Технологический процесс производства пастеризованного шоколадного молока включает следующие операции: приготовление смеси ингредиентов, пастеризация при температуре 85 °С в течение 30 с, гомогенизация при температуре 75 °С и давлении 20 69 МПа, охлаждение до температуры 3-5 °С, фасование. Молоко с кофе вырабатывается из цельного молока с добавлением сахара, экстракта кофе или кофе с цикорием. Для приготовления экстракта одну часть кофе смешивают с тремя частями горячей воды и смесь кипятят в течение 5 мин. Затем она охлаждается и фильтруется. Смесь молока, кофейного экстракта и сахара обрабатывается также, как и молоко с какао. Готовый продукт должен содержать не менее 3,2 % жира, 7 % сахара и 2 % экстрактивных веществ кофе. Напиток молочно-растительный пастеризованный вырабатывается из пастеризованной смеси молока коровьего, соевого белка, растительного жира с использованием технологических режимов обработки, аналогичных режимам, применяемым при производстве традиционного пастеризованного молока. Рецептуры напитка приведены в табл. .Срок годности продукта 3 суток при температуре хранения 4±2° С Напиток соевый вырабатывают на основе соевого аналога сухого коровьего молока, при этом на 1 т продукта расходуется 12,1 кг соевого аналога и 876,9 кг воды. Технология напитка соевого аналогична технологии коровьего пастеризованного молока. Массовая доля жира в продукте 3,2 %, кислотность 8–12 Т, плотность 1029 кг/м3. Срок годности при температуре не выше 6 С составляет 3 суток. Молочный коктейль вырабатывается трех видов: шоколадный, ароматизированный и фруктовый. Массовая доля жира в продукте 1,5%, сухих веществ – 16,1 %. Сырьем для производства коктейля служит молоко цельное и обезжиренное, сухое цельное и обезжиренное молоко, сливки, пахта, сахар-песок, плодово-ягодные наполнители, подсластители, ароматизаторы, красители, стабилизаторы консистенции. Технологический процесс производства коктейля состоит из следующих технологических операций: приемка и подготовка сырья, приготовление нормализованной смеси, гомогенизация, пастеризация и охлаждение смеси, внесение ароматизаторов, фасование, доохлаждение продукта. Упаковка заполняется продуктом на 70 % объема и перед употреблением встряхивается. Срок годности готового продукта – 3 сут. Рецептуры молочно-растительного напитка (в кг на 1000 кг продукта без учета потерь). Норма, кг для напитка Компоненты 2,5%-ной жирности Норма, кг для напитка 3,2%-ной жирности Молоко цельное с массовой долей жира 3,2 % 500 - - 500 - - Молоко обезжиренное сухое - 47,0 47,0 - 47,0 47,0 Масло сливочное крестьянское 72,5 %-ной жирности - - 33,84 - - 43,5 Жир молочный концентрированный 99,9 % жира - 24,6 - - 31,56 - Специальный растительный жир 99,9 % жира 90 - - 16,03 - - Белок соевый изолированный 15,5 15,5 15,5 15,5 15,5 15,5 Вода питьевая 475,5 912,2 903,66 468,47 905,94 894,0 Сливки взбитые. Массовая доля жира взбитых сливок составляет 28,5%. В 70 зависимости от используемых добавок вырабатывают шоколадные и ароматизированные взбитые сливки. Для получения взбитых сливок используется молоко коровье, сливки, сахар-песок, стабилизаторы, какао-порошок, пищевые красители и ароматизаторы. Технологический процесс производства взбитых сливок состоит из следующих технологических операций: приемка и подготовка сырья; приготовление нормализованной смеси; приготовление смеси сухих компонентов; гомогенизация, пастеризация и охлаждение смеси; внесение пищевых красителей, ароматизаторов; созревание, взбивание, фасование. ТЕХНОЛОГИЯ СТЕРИЛИЗОВАННОГО МОЛОКА И СЛИВОК Особенности требований к молоку. Стерилизованные продукты по сравнению с пастеризованными, обладают в хранении более высокой стойкостью. Последняя приобретается в результате высокотемпературной обработки молока – стерилизации, в процессе которой уничтожаются не только вегетативная, но и споровая микрофлора. В производстве стерилизованных продуктов особое значение приобретают такие показатели качества сырья, как бактериальная обсемененность и термоустойчивость. На стерилизацию направляют молоко, содержание бактерий в 1 см3 которого составляет не более 500 тыс. Под термоустойчивостью понимают свойство молока выдерживать воздействие высоких температур без видимой коагуляции белков. Термоустойчивость молока определяется термоустойчивостью казеина, которая связана с солевым равновесием в молоке. Под солевым равновесием понимают такое распределение солей между истинно растворимыми, коллоидно растворимыми и связанными с белком формами, которые обеспечивают устойчивое состояние казеина в молоке. Устойчивость казеина в молоке связана с соотношением растворимых форм следующих солей: катионов кальция и магния, с одной стороны, и анионов фосфорной (фосфатов) и лимонной (цитратов) кислот, с другой стороны. В свежем молоке нормальной кислотности (16–18 ºТ) и термоустойчивости соли кальция и магния присутствуют в ионно-молекулярном, коллоидном и связанном с белком формах, соотношение между которыми в % представлено ниже. Всего, % В молоке В плазме молока Связано с казеином 100 78 22 Ионномолекулярная, % 39 26 7 Коллоидная 67 52 15 В свежем термоустойчивом молоке 22 % кальция связано с белком; 78% коллоидно растворены в плазме, при этом 26 % кальция образует истинный раствор и 52 % – коллоидный. Повышение концентрации ионов кальция и магния приводит к снижению термоустойчивости молока, что обусловлено переходом части растворимых солей кальция и магния в связанное с белком состояние, вследствие чего уменьшается отрицательный заряд мицелл казеина и нарушается гидратная оболочка. В результате мицеллы казеина легко образуют солеобразные связи друг с другом, соединяясь в более крупные агрегаты, которые легко коагулируют при воздействии высоких температур. И наоборот, снижение в молоке концентрации ионов кальция и магния способствуют переходу части катионов, связанных с мицеллой казеина, в растворимое состояние, происходит дезагрегация мицелл, что способствует повышению термоустойчивости молока. Молоко или сливки, направляемые на стерилизацию, обязательно контролируют на термоустойчивость по алкогольной пробе, основанной на воздействии этилового спирта 71 на белки, последние полностью или частично денатурируют при смешивании равных объемов молока или сливок со спиртом. Термоустойчивость молока и сливок по алкогольной пробе определяют при помощи водного раствора этилового спирта с массовой долей этанола 68, 70, 72, 75 и 80 %. Чем большую концентрацию спирта выдерживает молоко не свертываясь, тем оно термоустойчивее. Для определения термоустойчивости молока используют также тепловую пробу, на основе которой создан прибор «Термол–1». В этом приборе молоко ступенчато нагревают до заданной температуры, выдерживают определенное время, после чего подвергают анализу с целью выявления коагуляции белков. По результатам алкогольной или тепловой пробы молоко и сливки подразделяют на группы, указанные ниже. Группа I II III IV V Алкогольная проба, объемная доля этанола в водном растворе, % 80 75 72 70 68 Тепловая проба (Термол-1) Температура, ºС Выдержка, мин 140 и выше от 120 до 130 от 100 до 120 от 80 до 90 ниже 80 2,0 2,0 1,0 1,0 0,5 Для стерилизации пригодно молоко не ниже III группы по алкогольной и тепловой пробе на термоустойчивость. Молоко термоустойчивостью ниже IV группы для выработки стерилизованного молока не используют. Термоустойчивость молока IV группы повышают до III или II группы путем добавления солей-стабилизаторов: цитратов калия и натрия, которые способствуют восстановлению солевого равновесия в молоке, предотвращая его свертывание. Оптимальную дозу солей-стабилизаторов определяют опытным путем. В три колбы наливают по 100 см3 молока термоустойчивостью IV группы и добавляют водный раствор соли-стабилизатора с массовой долей соли в нем 10 %. В первую колбу добавляют 0,1 см3, во вторую – 0,2 см3, а в третью – 0,3 см3. При этом массовая доля солистабилизатора в молоке составляет соответственно 0,01; 0,02 и 0,03 %. Смесь перемешивают и определяют термоустойчивость по алкогольной пробе. Минимальная доза солей-стабилизаторов, повышающая термоустойчивость молока IV группы до III или II группы является оптимальной дозой для исследуемого молока. Технологический процесс выработки стерилизованного молока и сливок включает приемку и подготовку сырья, пастеризацию или подогрев, внесение солейстабилизаторов (при необходимости), гомогенизацию, стерилизацию, фасование. Сырьем для стерилизованного молока и сливок является: коровье молоко не ниже первого сорта, с термоустойчивостью по алкогольной пробе не ниже III группы; обезжиренное молоко и сливки; цельное или обезжиренное сухое молоко высшего сорта. Допускается применять молоко с термоустойчивостью по алкогольной пробе не ниже IV группы, термоустойчивость которого повышают путем добавления солей-стабилизаторов. Оптимальная доза внесения солей-стабилизаторов составляет 0,01–0,03 % массы молока. Соли-стабилизаторы вносят в виде водного раствора в сырое или пастеризованное молоко непосредственно перед направлением его на стерилизацию. При выработке витаминизированного стерилизованного молока предусматривается использование поливитаминного премикса, который вносят в молоко перед стерилизацией в виде раствора. Подготовка раствора поливитаминного премикса осуществляется 72 аналогично подготовке его в технологии пастеризованного витаминизированного молока. Вырабатывают стерилизованное молоко, обогащенное лактулозой. Последовательность технологических операций, а также способы и режимы стерилизации и фасования продукта различны в зависимости от применяемых видов оборудования. Технология стерилизованного молока и сливок предусматривает два способа стерилизации: одноступенчатый и двухступенчатый. При одноступенчатом способе стерилизация осуществляется один раз или в потоке путем прямого либо косвенного нагрева с последующим асептическим фасованием продуктов в пакеты, или в таре после фасования продукта. Одноступенчатый способ стерилизации в потоке при прямом нагреве (пароконтактный) проводится путем введения пара в молоко. При прямом нагревании молока до температуры 140-142 °С происходит денатурация сывороточных белков с образованием довольно крупных частиц белка. Для того, чтобы белковые частицы не выпадали в осадок при хранении молока, рекомендуется проводить гомогенизацию после стерилизации, так как наряду с дроблением жировых шариков при гомогенизации дробятся частицы денатурированного белка. Технологический процесс производства стерилизованного молока способом стерилизации в потоке при прямом нагреве осуществляется следующим образом. Подготовленное к стерилизации молоко нагревают до температуры 74–78 °С с выдержкой 20 с, при необходимости охлаждают до 2–6°С и хранят или направляют на стерилизацию. Молоко стерилизуют в инжекторе путем введения в продукт пара при температуре 140–142°С с выдержкой 2–4 с, затем молоко направляется в вакуум-камеру, где при разрежении (0,06±0,01) МПа температура молока снижается до 76–78 °С вследствие самоиспарения части воды. После вакуумирования оно поступает на асептический гомогенизатор, в котором гомогенизируется при давлении (22,5±2,5) МПа, охлаждается до (18±2) °С и направляется на розлив в асептических условиях (давление стерильного воздуха 0,09±0,04 МПа) в пакеты из комбинированного материала (рис. ). Одноступенчатый способ стерилизации в потоке при косвенном нагреве осуществляется на технологических линиях, включающих пластинчатый (линия «Стеритерм») или трубчатый (линия «Элекстер») теплообменники для стерилизации молока. При косвенном нагревании молока до температуры стерилизации денатурированные белки оседают на стенках теплообменных аппаратов или их частицы выделяются в выдерживателях (стабилизаторах), установленных перед секцией стерилизации. Для выделения частиц денатурированных белков можно использовать также сепараторы. Поэтому при стерилизации молока с применением косвенного нагрева молоко гомогенизируют обычно перед стерилизацией при температуре 65-75 °С. Одноступенчатый способ стерилизации в таре (бутылках) применяют с использованием стерилизаторов периодического действия. Нормализованное молоко нагревают до (75±5) °С, гомогенизируют при этой температуре и давлении (22,5±2,5) МПа, разливают в бутылки. Стерилизация укупоренных бутылок проводится в автоклавах при температуре (116±1) °С с выдержкой 20–30 мин или при температуре (120±1)°С с выдержкой 15 мин. После стерилизации молоко в бутылках охлаждается водой в автоклаве до температуры (65±5) °С и направляется в камеру для доохлаждения. Хранить стерилизованное молоко в бутылках следует при температуре от 1 до 20 °С не более 2 мес со дня выработки, а сливки – не более 30 сут. При двухступенчатом способе технологический процесс после общих операций осуществляется в следующей последовательности: подогрев, гомогенизация, предварительная стерилизация и охлаждение в потоке, промежуточное хранение, подогрев перед розливом, розлив и укупоривание, стерилизация молока в бутылках и охлаждение. Схема технологической линии производства стерилизованного молока в бутылках (двухступенчатый способ) приведена на рис. . Подготовленное для 73 стерилизации молоко и сливки подогревают до (65±5) °С, гомогенизируют при указанных режимах, затем стерилизуют в потоке при температуре (137±2) °С с выдержкой 20 с, охлаждают до (35 ±5) °С и резервируют в промежуточной емкости. Перед розливом молоко или сливки нагревают до 70–80 °С и направляют на розлив в нагретые бутылки (60–70 °С). Укупоренные бутылки поступают на стерилизацию в башенный стерилизатор непрерывного действия. В секциях нагрева водой бутылки со стерилизованным продуктом подогревают до 90 °С, затем они поступают в секцию стерилизации, в которой нагреваются до температуры (117±1)°С с выдержкой (13±1) мин и охлаждаются водой в секциях охлаждения до (45 ±5) °С. Охлажденные бутылки с продуктом направляют в камеру хранения для доохлаждения до 20 °С. Особенности технологии отдельных видов стерилизованного молока, сливок и напитков приведены ниже. Молоко стерилизованное «Провита» вырабатывается из высококачественного сырья, подвергнутого гомогенизации и одноступенчатой стерилизации в потоке с последующим охлаждением и асептическим розливом в пакеты. Массовая доля жира в продукте составляет 1,5; 2,5 и 3,2 %, кислотность не выше 20 ºТ. Для придания продукту профилактических и лечебных свойств используется бета-каротин и витамин С. Вырабатывается продукт на автоматизированных линиях «Элекстер» и «Стеритерм». Срок хранения стерилизованного молока «Провита» при температуре от 1 до 20 ºС в пакетах из полимерного материала – 10 сут, в пакетах из комбинированного материала – 1 месяц. Молоко шоколадное стерилизованное вырабатывается из высококачественного термоустойчивого сырья с добавлением какао, сахара, стабилизатора, подвергнутого очистке, пастеризации, гомогенизации и одноступенчатой стерилизации в потоке с последующим охлаждением и асептическим розливом в пакеты. Массовая доля жира в продукте составляет 1,5; 2,0; 2,5 и 3,2 %. Вырабатывается на всех типах автоматизированных линий по производству стерилизованного молока. Срок хранения стерилизованного шоколадного молока при температуре от 0 до 20 ºС – 4 месяца, от 20 до 30 ºС – 2 месяца. Сливки стерилизованные «Вологодские» вырабатываются из высококачественных термоустойчивых нормализованных сливок, подвергнутых гомогенизации и одноступенчатой стерилизации в потоке с последующим охлаждением и фасованием в асептических условиях в пакеты из комбинированного материала. Массовая доля жира в продукте составляет 8; 10; 15 и 20%. Выработка стерилизованных сливок «Вологодские» осуществляется на всех типах автоматизированных линий по производству стерилизованного молока. Срок хранения продукта при температуре от 0 до 20 ºС – 3 месяца. Коктейль молочный стерилизованный вырабатывается из высококачественного термоустойчивого сырья с добавлением ароматизаторов, сахара, красителей. Вырабатывают продукт с массовой долей жира 3,2; 2,5; 2,0; 1,5 % и нежирный с использованием всех типов автоматизированных линий по производству стерилизованного молока. Срок хранения молочного стерилизованного коктейля при температуре от 0 до 10 ºС в пакетах из полимерных материалов – 15 суток, в пакетах из комбинированного материала и стеклянных бутылках – 6 месяцев; при температуре 20 ºС – соответственно 10 суток и 3 месяца. Напитки молочные стерилизованные (разработанные ВНИМИ) вырабатываются из смеси нормализованного молока с добавлением вкусовых и ароматических веществ с последующей стерилизацией в потоке. В зависимости от используемых добавок напитки выпускают следующих видов: кофейный, ванильный, малиновый, клубничный, банановый. Продукты фасуют в полиэтиленовые пакеты. Массовая доля жира в готовом продукте – 2,5 %, сахара – 9 %. Срок хранения – 10 суток. Температура хранения от 1 до 74 20 С. Для производства напитков используют оборудование «Элекстер» и типа «ВТИС». Глава 2. КИСЛОМОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ ХАРАКТЕРИСТИКА КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ Кисломолочные продукты можно разделить на следующие группы: кисломолочные напитки, сметана, творог, творожные продукты. Кисломолочные продукты получают 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 получения кисломолочных продуктов используют также сухое, сгущенное молоко, казеинаты, пахту, сыворотку, плодово-ягодные и овощные наполнители, сахар-песок, пищевые ароматизаторы, красители, подсластители, стабилизаторы структуры продукта. Вырабатываются 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 продукты и создают микробиологическую основу технологии молочных продуктов (табл. ). Под действием ферментов, выделенных микроорганизмами, происходит процесс глубокого распада молочного сахара (брожение) с образованием более простых соединений (молочной кислоты, спирта, углекислого газа и пр.). В зависимости от образующихся при брожении продуктов различают молочнокислое, спиртовое и другие виды брожения. Молочнокислое брожение является основным процессом при производстве кисломолочных продуктов. 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. При спиртовом брожении лактозы образуется этиловый спирт и углекислота. В кисломолочных продуктах (кефир, кумыс и др.) спиртовое брожение сопутствует молочному брожению, при котором создаются благоприятные условия для развития дрожжей. В наибольшей степени спиртовое брожение проявляется в кумысе. По виду брожения кисломолочные продукты условно делятся на две группы: полученные в результате только молочнокислого брожения (простокваша, сметана, творог и др.) и смешанного – молочнокислого и спиртового (кефир, кумыс). В результате биохимических процессов, протекающих при сквашивании молока, кисломолочные продукты 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. 75 + + + + + + + + + Бифидобактерии + Кефирный грибок + Дрожжи, сбраживающие лактозу + L. delbruechii bulgaricus + L. acidophilus + Sc. Salivarius thermophilus Lc. diacetilactis Простокваша обыкновенная, простокваша сливочная, творог, сметана (массовая доля жира 20, 25, 30 %), Сметана низкожирная (массовая доля жира 10, 15 %), сметана любительская (массовая доля жира 40 %),простокваша «Цитрусовая» Сметана ацидофильная, пахта “Идеал”, пахта диетическая Мечниковская простокваша, йогурт, напитки“Снежок”,“Южный” Ряженка, варенец Биойогурт Напиток “Вита” Напиток “Угличский” Ацидофилин Ацидолакт, ацидофильная паста Кефир Кумыс Молочный квас, квас “Новый” Lc. cremoris Кисломолочные продукты Lc. lactis Микроорганизмы, используемые в технологии кисломолочных продуктов Молочнок Молочнокислые кокки ислые палочки + + + + + + +/– + –/+ + +/– + + +/– + + + + + + + + Примечание: + — вид микроорганизмов используется в производстве продукта; +/– — данный вид микроорганизма может не использоваться в производстве продукта; +/– и –/+ — если используется +/–, то не используется –/+ и наоборот. 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 продуктов. Кисломолочные продукты широко применяют для профилактики и лечения многих заболеваний, особенно желудочно-кишечного тракта. Так, ацидофильные продукты 76 применяют при лечении гнилостных и воспалительных процессов в кишечнике, колитов, гнойных ран. Кефир полезен при малокровии, истощении организма, хронических колитах. Кумыс используют для профилактики и лечения туберкулеза, так как микроорганизмы, содержащиеся в кумысе, вырабатывают антибиотик низин, подавляющий развитие туберкулезной палочки. В процессе производства кисломолочные продукты обогащаются витаминами, особенно С и В12, что объясняется способностью некоторых молочнокислых бактерий синтезировать эти витамины. Кисломолочные продукты легче усваиваются организмом, чем молоко. Это объясняется тем, что белки молока частично распадаются на более простые, легкоусвояемые вещества. Образующиеся в диетических кисломолочных продуктах молочная кислота и углекислый газ влияют на секреторную деятельность желудочнокишечного 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 используются для питания больных. Сметана отличается от других кисломолочных продуктов высоким содержанием жира. В сметане содержится большое количество витаминов, особенно богата она жирорастворимыми витаминами. Творог содержит большое количество полноценных и легкоусвояемых белков, солей, а также жира. Наличие таких важных аминокислот, как метионин и лизин, позволяет использовать творог для профилактики и лечения некоторых заболеваний печени, почек, а также атеросклероза. В твороге содержится значительное количество минеральных веществ (кальция, фосфора, магния, железа и др.), необходимых для нормальной деятельности сердца, центральной нервной системы, мозга и обмена веществ в организме. Соли кальция и фосфора находятся в твороге в наиболее усваиваемой форме для организма. Вырабатываются витаминизированные кисломолочные продукты, обогащенные как отдельными витаминами, так и поливитаминными премиксами. К ним относятся кисломолочные напитки с различной массовой долей жира: простокваша, йогурт, варенец, ряженка, кефир. Кроме того, вырабатываются витаминизированные творожные изделия, молочные пудинги и желе. Предусматривается выработка кисломолочных продуктов, обогащенных йодом: кефир, сметана, творог. ВНИМИ разработаны кисломолочные продукты на основе сои и растительного жира: кисломолочные напитки «Богатырь», «Оригинальный», кефир и йогурт молочнорастительные, сметана с массовой долей жира 10, 15, 20 % и столовая, творог молочнорастительный соевые пасты и другие. Для профилактики и лечения желудочно-кишечных дисбактериозов разработаны содержащие бифидобактерии кисломолочные продукты: под торговой маркой «Бифидок»– биойогурт, ряженка, кефир, кефир фруктовый, кефирный напиток, сметана; под торговой маркой «Бифилюкс» – биоряженка, сметана и др.; под торговой маркой «Бифилайф» – бифийогурт, ряженка, кефир, творог; ВНИИМС – напитки «Вита» и «Угличский». ТЕХНОЛОГИЯ КИСЛОМОЛОЧНЫХ НАПИТКОВ К кисломолочным напиткам относятся различные виды простокваши (простокваша обыкновенная и мечниковская, варенец, ряженка, йогурт и др.), кефир, кумыс, ацидофильные напитки. Кроме того, вырабатывают кисломолочные напитки из пахты и сыворотки. Для получения кисломолочных напитков используют молоко цельное и 77 обезжиренное, сливки, сгущенное и сухое молоко, казеинат натрия, пахту и другое молочное сырье, а также плодово-ягодные и овощные наполнители, пищевые ароматизаторы, красители, подсластители, стабилизаторы структуры. Существуют два способа производства кисломолочных напитков – резервуарный и термостатный. Резервуарный способ. Технологический процесс производства напитков резервуарным способом состоит из следующих технологических операций: подготовки сырья, нормализации, гомогенизации, пастеризации и охлаждения, заквашивания, сквашивания в специальных емкостях, охлаждения сгустка, созревания сгустка (кефир, кумыс), фасования. Для производства кисломолочных напитков используется молоко не ниже второго сорта, кислотностью не более 19 Т, плотностью не менее 1027 кг/м3. Сухое молоко предварительно восстанавливают. Обезжиренное молоко, пахта, сливки, сгущенное и сухое молоко, казеинат натрия, плодово-ягодные и овощные наполнители должны быть доброкачественными, без посторонних привкусов и запахов и пороков консистенции. Кисломолочные напитки вырабатывают с различной массовой долей жира, поэтому исходное молоко нормализуют до требуемой массовой доли жира. Нормализация молока осуществляется в потоке на сепараторах-нормализаторах или смешением. Некоторые продукты вырабатываются из обезжиренного молока. При нормализации сырья смешением массу продуктов для смешения находят по формулам материального баланса или по рецептуре. Схема технологической линии производства кисломолочных напитков резервуарным способом представлена на рис. . Нормализованную смесь подвергают тепловой обработке. В результате пастеризации уничтожаются микроорганизмы в молоке и создаются условия, благоприятные для развития микрофлоры закваски. Нормализованную смесь пастеризуют при температуре (922) С с выдержкой 2–8 мин или при температуре 85–87 С с выдержкой 10–15 мин. Для производства ряженки смесь пастеризуют при 95–98 С с выдержкой (6020) мин. Высокие температуры пастеризации вызывают денатурацию сывороточных белков, при этом повышаются гидратационные свойства казеина. Это способствует образованию более плотного сгустка, который хорошо удерживает влагу, а это в свою очередь препятствует отделению сыворотки при хранении кисломолочных напитков. Тепловая обработка смеси обычно сочетается с гомогенизацией при температуре 60–65 С и давлении 15–17,5 МПа. После пастеризации и гомогенизации смесь охлаждается до температуры заквашивания, после чего она поступает в емкость для заквашивания. В охлажденную смесь вносят закваску, масса которой обычно составляет 5 % от массы заквашиваемой смеси. Используют закваски прямого внесения. Сквашивание смеси проводят при температуре заквашивания. В процессе сквашивания происходит размножение микрофлоры закваски, нарастает кислотность, коагулирует казеин и образуется сгусток. Окончание сквашивания определяют по образованию достаточно плотного сгустка и достижению определенной кислотности. По окончании сквашивания продукт немедленно охлаждается. Кефир, вырабатываемый с созреванием, после сквашивания охлаждается до 14–16 С и при этой температуре созревает. Продолжительность созревания кефира не менее 10– 12 ч. Во время созревания активизируются дрожжи, происходит процесс спиртового брожения, в результате чего в продукте образуется спирт, углекислота и другие вещества, придающие этому продукту специфические свойства. В производстве фруктового кефира наполнители вносят после созревания перед фасованием. Кисломолочные напитки фасуют в термосвариваемые пакеты, коробки, стаканчики и др. 78 Термостатный способ. Технологический процесс производства кисломолочных напитков термостатным способом состоит из тех же технологических операций, что и при производстве резервуарным способом, осуществляемых в такой последовательности: подготовка сырья, нормализация, пастеризация, гомогенизация, охлаждение до температуры заквашивания, заквашивание, фасования, сквашивание в термостатных камерах, охлаждение сгустка, созревание сгустка (кефир, кумыс). Схема технологической линии производства кисломолочных напитков термостатным способом представлена на рис. . Приемку и подготовку сырья, нормализацию, тепловую обработку, гомогенизацию нормализованной смеси и ее охлаждение до температуры заквашивания выполняют так же, как и при резервуарном способе производства. Далее нормализованную смесь заквашивают в емкости. После заквашивания смесь фасуют в потребительскую тару и направляют в термостатную камеру, где поддерживается температура, благоприятная для развития микрофлоры закваски. Окончание сквашивания определяется по кислотности и плотности сгустка, затем продукт направляется в холодильную камеру для охлаждения, а кефир – и для созревания. 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 тепла 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 %. Особенности технологи отдельных видов кисломолочных напитков приведены ниже. К кисломолочным напиткам относятся: простокваша различных видов, кефир, ацидофильные и другие напитки, в том числе лечебно-профилак-тического назначения. Простокваша вырабатывается следующих видов: обыкновенная, мечниковская, варенец, ряженка, сливочная, цитрусовая, йогурт. Простокваша обыкновенная вырабатывается из пастеризованного молока путем сквашивания его чистыми культурами мезофильных кокков. Простокваша мечниковская вырабатывается 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 3,2 %, pH 4,40,2. Количество жизнеспособных клеток молочнокислых бактерий – не менее 107 КОЕ/см3, бифидобактерий – не менее 106 КОЕ/см3. Технологический процесс производства «Биопростокваши» состоит из следующих операций: приемка, очистка и нормализация молока по жиру, подогрев нормализованной смеси до 652 С, гомогенизация при этой температуре и давлении от 10 до 15 МПа; тепловая обработка смеси; охлаждение до температуры заквашивания 302 С при обычном сквашивании и до 35–37 С – при ускоренном сквашивании; сквашивание; охлаждение сгустка до температуры 142 С, фасование, доохлаждение продукта в холодильной камере. Предлагается три режима тепловой обработки смеси: 872 С с выдержкой 123 мин; 922 С с выдержкой 41 мин; 1022 С без выдержки. В качестве закваски используют культуры прямого внесения, которые не требуют предварительной подготовки (например, активизации). В состав закваски подобраны 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 (pH 4,5-4,4). 79 Фасуют продукт в потребительскую тару: пакеты из различных материалов, стаканчики из полистирола и другие виды тары различной вместимости. Срок годности продукта герметически упакованного при температуре 42 С составляет 7 суток.. Варенец вырабатывается из стерилизованного молока путем сквашивания чистыми культурами термофильного стрептококка с использованием или без использования болгарской палочки. Ряженка вырабатывается из топленого молока путем сквашивания чистыми культурами термофильного стрептококка с добавлением или без добавления болгарской палочки. 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 152,5 МПа и температуре от 45 до 85 С, затем пастеризуют при температуре 972 С и выдерживают при этой температуре от 3 до 4 ч до выраженного светло-кремового цвета. После пастеризации смесь охлаждают до температуры заквашивания 381 С и заквашивают бактериальным концентратом. Для лучшего распределения бакконцентрата его внесение производят при включенной мешалке и перемешивают 15 мин. Продолжительность сквашивания составляет 9–12 ч. По окончании сквашивания продукт охлаждают 4515 мин. Затем сгусток перемешивают от 15 до 40 мин. По достижении однородной консистенции сгустка мешалку останавливают на 1,0–1,5 ч. Дальнейшее перемешивание ведут периодически, включая мешалку на 2–10 мин через каждый час. Доохлаждение продукта до температуры 6 С происходит в холодильной камере или на пластинчатом охладителе с последующим его розливом. При выработке фруктового продукта в перемешанный и охлажденный до температуры 232 С сгусток вносят ароматизаторы и/или наполнители при непрерывном перемешивании. При выработке продукта с использованием стабилизатора, и обладающего в связи с этим более густой консистенцией, стабилизатор вносят в подготовленное молоко до пастеризации. Перед началом розлива продукт перемешивают 2–5 мин. Допускается фасовать частично охлажденный до температуры 202С 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, бетакаротина и поливитаминного премикса. Простокваша цитрусовая вырабатывается из пастеризованного нормализованного молока путем сквашивания чистыми культурами молочнокислых бактерий. Для выработки простокваши цитрусовой используют сахар-песок, подсластитель – аспартам, сиропы плодово-ягодные, сок мандариновый, ароматизаторы, красители, витамины: А, бета-каротин, поливитаминный премикс. Витамины, подсластители и красители вносят перед заквашиванием, а цитрусовые наполнители и ароматизаторы – после сквашивания молока и перемешивания сгустка. Йогурт вырабатывается из нормализованной молочной смеси путем сквашивания 80 его чистыми культурами термофильного стрептококка и болгарской палочки. Йогурт вырабатывается следующих видов: сладкий, ароматизированный, фруктовый, витаминизированный, витаминизированный сладкий, витаминизированный ароматизированный, витаминизированный фруктовый. В зависимости от массовой доли жира йогурт выпускают: нежирный, и с массовой долей жира от 0,3 до 10 %. Для выработки йогурта допускается использование различных видов сырья и пищевых добавок, в частности, молока цельного и обезжиренного, в том числе сухого, сливок пастеризованных и сухих, пахты свежевыработанной и сухой, молока нежирного сгущенного, масла сливочного, концентрированного молочного жира, стабилизаторов консистенции, сахара-песка, сахара жидкого, пищевых ароматизаторов и красителей, витаминов и витаминных премиксов, фруктовых наполнителей, подсластителей, воды питьевой. Йогурт вырабатывается термостатным и резервуарным способом. Срок годности йогурта без стабилизаторов при температуре 42С составляет 5 суток, со стабилизатором– 14 суток. Йогурт молочно-растительный вырабатывается из пастеризованной нормализованной по массовой доле жира смеси обезжиренного молока, масла сливочного или концентрированного молочного жира, либо растительного жира, соевого белка, с добавлением или без добавления стабилизаторов, сахара или подсластителей, сквашенной закваской, приготовленной на чистых культурах болгарской палочки и термофильного стрептококка. Рецептуры йогурьа молочно-растительного приведены в табл. . Технологический процесс производства молочно-растительного йогурта аналогичен производству йогурта из коровьего молока. Массовая доля жира в готовом продукте составляет 2,5 или 3,2 %, сахарозы – 6,5 %. Срок годности напитка при температуре 42 С составляет 5 суток. Рецептуры йогурта молочно-растительного (в кг на 1000 кг продуктов без учета потерь) Компоненты Норма, кг для напитка Норма, кг для напитка 2,5%-ной жирности 3,2%-ной жирности Молоко цельное 3,2 %-ной 450,0 – – 450,0 – – жирности Молоко обезжиренное сухое – 47,0 47,0 – 47,0 47,0 Масло сливочное крестьянское – – 33,8 – – 43,46 72,5 %-ной жирности Жир молочный концентрированный 99,9 % – 24,53 – 1,6 31,54 – жира Специальный растительный жир 10,6 – – 16,0 – – 99,9 % жира Белок соевый изолированный 15,5 15,5 15,5 15,5 15,5 15,5 Вода питьевая 473,9 802,97 853,7 466,9 855,96 844,04 Закваска 50,0 50,0 50,0 50,0 50,0 50,0 Кефир вырабатывается из молока путем сквашивания закваской, приготовленной на кефирных грибках. Кефир вырабатывается в следующем ассортименте: кефир нежирный и с массовой долей жира 1,0; 2,5; 3,2 %; таллинский: нежирный и с массовой долей жира 1%. Допускается вырабатывать кефир всех видов (кроме нежирного) с витамином С, а кефир нежирный и с массой долей жира 1% – с витамином А. Кефир с массовой долей жира 2,5 и 3,2 % может вырабатываться из рекомбинированного молока ( с использованием сливочного масла или молочного жира). Для придания определенных лечебно-профилактических свойств кефир вырабатывают с использованием лактулозы, 81 поливитаминного премикса, бета-каротина. Витамин А, бета-каротин, поливитаминный премикс вносят в подготовленную смесь перед заквашиванием. Кефир вырабатывается термостатным и резервуарным способами. Кефир ароматизированный вырабатывается двух разновидностей: кефир ароматизированный с массовой долей жира 1,0; 2,5; 3,2 % и кефир ароматизированный витаминизированный с массовой долей жира 2,5 и 3,2 % с добавлением бета-каротина. Использование подсластителей в технологии ароматизированного кефира обязательно. Подсластители вносят перед заквашиванием нормализованной смеси, а плодово-ягодные соки, ароматизаторы, красители и бета-каротин – в сгусток перед созреванием. Кефир молочно-растительный вырабатывается из пастеризованной смеси нормализованного по массовой доле жира молока, соевого изолированного белка, масла сливочного или молочного концентрированного жира с добавлением или без добавления стабилизатора, сахара, путем сквашивания закваской, приготовленной на кефирных грибках. Рецептуры молочно-растительного кефира приведены в табл. . Рецептуры молочно-растительного кефира (в кг на 1000 кг продуктов без учета потерь) Компоненты Норма, кг для напитка 2,5%-ной жирности Молоко цельное 3,2%-ной 450,0 – – жирности Молоко обезжиренное сухое – 47,0 47,0 Масло сливочное крестьянское – – 33,8 72,5 %-ной жирности Жир молочный концентрированный 99,9 % – 24,53 – жира Специальный растительный жир 10,6 – – 99,9 % жира Белок соевый изолированный 15,5 15,5 15,5 Вода питьевая 473,9 862,97 853,7 Закваска 50,0 50,0 50,0 Норма, кг для напитка 3,2%-ной жирности 450,0 – – – 47,0 47,0 – – 43,46 1,6 31,54 – 16,0 – – 15,5 433,9 50,0 15,5 855,96 50,0 15,5 844,04 50,0 Технология кефира молочно-растительного аналогична технологии кефира из коровьего молока. Массовая доля жира в готовом продукте составляет 2,5 или 3,2 %, сахарозы – 6,5%. Срок годности продукта при температуре 42 С составляет 5 суток. Кефир «Бифидок» относится к группе бифидосодержащих кисломолочных продуктов под товарной маркой «Бифидок»: биойогурт, ряженка, кефир, фруктовый кефир, кефирный напиток, сметана. Для производства кисломолочных продуктов «Бифидок» используется лиофилизированная биомасса бифидобактерий. В 1 г биомассы содержится до 1011 КОЕ бифидобактерий. Особенностью технологии кисломолочных продуктов «Бифидок» является заквашивание нормализованного молока лиофилизированной биомассой бифидобактерий методом прямого внесения (DVS). Применительно к бифидобактериям, которые являются строгими анаэробами, данный метод заквашивания имеет важное значение, так как эти микроорганизмы чрезвычайно чувствительны к воздействию кислорода и при нескольких генерациях в значительной степени теряют активность. При производстве кисломолочных продуктов «Бифидок» биомассу бифидобактерий перед использованием рекомендуется подвергать предварительной активизации в молоке в течение 3–4 ч при температуре 37–38 С. Активизацию лиофилизированной биомассы бифидобактерий в молоке 82 осуществляют за счет использования молочнокислых бактерий, применяемых для выработки соответствующего вида кисломолочных продуктов. Кефир «Бифидок» вырабатывают из нормализованной молочной смеси путем сквашивания ее кефирной закваской и бифидобактериями. Для выработки продукта используют резервуарный и термостатный способы. Продукт выпускают с массовой долей жира 3,2; 2,5 и 1,0 %. При выработке кефира «Бифидок» термостатным способом пастеризованную и гомогенизированную смесь охлаждают до температуры 21–23 С летом и 23–28 С зимой, а затем заквашивают кефирной закваской с одновременным внесением суспензии бифидобактерий. Заквашенную смесь перемешивают в течение 15 мин, выдерживают 20 мин, повторно перемешивают и направляют на розлив. При выработке продукта с витамином С аскорбиновую кислоту вводят в закваску. Ацидофильные напитки: ацидофилин и ацидолакт вырабатывают из пастеризованного и нормализованного по массовой доле жира или нежирного молока с добавлением или без добавления сахара, подсластителя – аспартама, вкусовых и ароматических веществ, сквашенного специально подобранными заквасками. Ацидофилин вырабатывают из пастеризованного нормализованного или обезжиренного молока путем сквашивания заквасками, приготовленными на чистых культурах ацидофильной палочки, молочнокислых кокков и кефирных грибков. Ацидолакт (прежнее название «ацидофильное молоко») вырабатывают путем сквашивания молока закваской, приготовленной на чистых культурах вязких и невязких штаммов ацидофильной палочки. Для выработки ацидофильных напитков применяют резервуарный и термостатный способы. Ацидофильные напитки выпускают следующих видов: ацидофилин, ацидофилин сладкий, ацидофилин «Особый», ацидолакт с корицей, ацидолакт с ванилином, ацидолакт «Особый». Ацидофильные напитки вырабатывают с массовой долей жира 3,2; 2,5; 1,0 % и нежирные. Ацидофилин «Особый» и ацидолакт «Особый» вырабатывают с использованием подсластителя. Предусматривается выработка ацидофильных напитков с лактулозой. ТЕХНОЛОГИЯ СМЕТАНЫ Сметану получают из нормализованных, пастеризованных сливок путем сквашивания их закваской, приготовленной на чистых культурах молочнокислых бактерий, и созревания при низких температурах. В зависимости от микрофлоры закваски и массовой доли жира сметану выпускают следующих видов Массовая доля жира, % 10 15 20 25 30 40 Микрофлора закваски (молочнокислые кокки) Мезофильные и термофильные Мезофильные и термофильные Мезофильные Мезофильные Мезофильные Мезофильные и термофильные Температура сквашивания, С Кислотность, Т 28–32 70-100 28–32 65-100 22–28 22-28 22-28 65-100 60-100 60-100 39-41 65-85 Сметана с массовой долей жира 10, 15 и 20 % может вырабатываться из смеси коровьих сливок и соевого белка. Смесь заквашивают культурами мезофильных 83 молочнокислых стрептококков. Соевый белок добавляют в сливки для улучшения консистенции готового продукта. Для сметаны с массовой долей жира 10, 15 и 20 % массовая доля соевого белка составляет соответственно 5–6, 3-4 и 2-3 кг на 1000 кг готового продукта.Сметану с соевым белком вырабатывают так же, как и сметану из коровьих сливок. Срок годности сметаны в герметичной упаковке достигает 7 суток. Сметану вырабатывают двумя способами: резервуарным и термостатным. Резервуарный способ. Технологический процесс производства сметаны резервуарным способом состоит из следующих технологических операций: приемки и сепарирования молока, нормализации сливок, пастеризации, гомогенизации и охлаждения сливок, заквашивания и сквашивания, перемешивания сквашенных сливок, фасования, охлаждения и созревания сметаны. Схема технологической линии производства сметаны резервуарным способом представлена на рис. . Молоко сепарируют при 40–45 С. Полученные сливки нормализуют цельным или обезжиренным молоком. Нормализованные сливки пастеризуют при 85–90 С с выдержкой от 15 с до 10 мин или при 90–96 С с выдержкой от 20 с до 5 мин в зависимости от вида сметаны. Пастеризованные сливки охлаждают до 60–70 С и направляют на гомогенизацию. В зависимости от массовой доли жира в сметане гомогенизацию проводят при следующих давлениях: Массовая доля жира в сметане, % Давление гомогенизации, МПа 10 10–15 15 8–12 20 8–12 25 7–11 30 7–10 40 7-10 В производстве сметаны с массовой долей жира 15, 20, 25, 30 % допускается осуществлять гомогенизацию сливок при температуре 50–70 С до пастеризации. В гомогенизированных сливках увеличивается поверхность жировой фазы. Это приводит к увеличению вязкости сливок. При этом вновь образовавшиеся оболочки жировых шариков дополнительно связывают свободную воду. Белковые вещества оболочек жировых шариков участвуют в структурообразовании при сквашивании сливок. Гомогенизация улучшает условия кристаллизации молочного жира при созревании сметаны, что способствует формированию густой консистенции готового продукта. При производстве сметаны с массовой долей жира 15, 20, 25 и 30 % допускается физическое созревание сливок перед заквашиванием путем быстрого охлаждения сливок до 2–6 С и выдержки в течение 1–2 часов. При физическом созревании сливок происходит массовая кристаллизация жира, что способствует улучшению консистенции сметаны. Сливки после гомогенизации охлаждают (а после физического созревания подогревают) до температуры заквашивания и заквашивают закваской в количестве 1–5 % или бактериальным концентратом. Сквашивание сливок происходит до образования сгустка и достижения необходимой кислотности. Длительность процесса сквашивания составляет 6-16 ч в зависимости от вида сметаны. При сквашивании, охлаждении и созревании происходят основные процессы структурообразования сметаны, формирующие консистенцию готового продукта. При сквашивании сливок происходит коагуляция казеина. Некоторые сывороточные белки, денатурированные в процессе пастеризации, образуют комплексы с казеином. При этом улучшаются гидратационные свойства казеина, который лучше связывает воду в период сквашивания, что обеспечивает плотную структуру продукта, хорошо удерживающую сыворотку. Кроме того, при сквашивании происходит частичное отвердевание жира в жировых шариках и некоторая потеря отрицательного заряда на их поверхности в результате повышения кислотности сливок, образуются скопления жировых шариков, 84 участвующие в формировании структуры продукта. По окончании сквашивания сливки перемешивают и отправляют на фасование. Фасуют сметану в потребительскую тару (коробочки и стаканчики из полимерных материалов, пакеты из комбинированных материалов и др.). Для крупного фасования сметаны используют алюминиевые бидоны вместительностью 10 кг, металлические фляги – до 25 кг и деревянные бочки – 50 кг. После фасования сметану направляют на охлаждение и физическое созревание. Сметана охлаждается до температуры не выше 8 С в холодильных камерах с температурой воздуха 0–8 С. Одновременно с охлаждением продукта происходит его созревание. Продолжительность охлаждения и созревания в крупной таре от 12 до 48 ч, а в мелкой – от 6 до 12 ч. Созревание проводят для того, чтобы сметана приобрела плотную консистенцию. Это происходит в основном вследствие отвердевания глицеридов молочного жира. Степень отвердевания глицеридов зависит от температуры охлаждения и длительности выдержки: с понижением температуры количество отвердевшего молочного жира в сметане увеличивается. При 2–8 С она составляет 35–50 %. После созревания продукт готов к реализации. Срок хранения фасованной в потребительскую тару и герметически упакованной сметаны при температуре от 0 до 4 С составляет 7 суток. Термостатный способ. Этот способ производства сметаны состоит из следующих операций: приемки сырья, сепарирования молока, нормализации сливок, пастеризации, гомогенизации и охлаждения сливок, заквашивания сливок в емкости, фасования, сквашивания, охлаждения и созревания сметаны. Подготовку сливок и заквашивание осуществляется так же, как и при резервуарном способе производства сметаны. Заквашенные сливки фасуют, при этом продолжительность фасования заквашенных сливок из одной емкости не должна превышать 2 ч. После фасования заквашенные сливки направляют в термостатную камеру для сквашивания. Сквашенные сливки направляют в холодильную камеру с температурой воздуха 0–8 С и охлаждают до температуры не выше 8 С. Одновременно происходит созревание продукта. Продолжительность охлаждения и созревания сметаны составляет 6–12 ч. После созревания продукт готов к реализации. Особенности технологии отдельных видов сметаны приведены ниже. Сметана любительская (массовая доля жира 40 %) вырабатывается из сливок, сквашенных чистыми культурами мезофильных и термофильных кокков. Нормализованные сливки пастеризуют при температуре 85-90 ºС и охлаждают до 45 ºС, гомогенизируют при давлении 7-10 МПа. Заквашивают сливки при температуре 40±1 ºС закваской, состоящей из штаммов мезофильных и термофильных кокков. Обе культуры являются активными кислотообразователями, образующими диацетил, и придающими продукту достаточно вязкую, но не тягучую консистенцию. Заквашенные сливки перемешивают и оставляют для сквашивания на 4-6 часов. Окончание сквашивания определяют по кислотности сгустка, которая должна быть не менее 55 ºТ. Сквашенные сливки фасуют сразу после сквашивания или после охлаждения до 6 ºС. Фасованный продукт созревает в камере при температуре 0-6 ºС. Срок годности сметаны любительской в негерметической упаковке – 3 суток, в герметической – 7 суток с момента окончания технологического процесса. Сметана столовая имеет массовую долю жира 10, 15 и 20 % и вырабатывается из сливок с обязательным добавлением соевого изолированного белка или сухого молока. Рецептуры сметаны столовой приведены в табл. . Срок годности сметаны столовой в негерметичной упаковке составляет 3 суток, в герметичной упаковке – до 7 суток при температуре 5±2 ºС. 85 Рецептуры сметаны столовой 10, 15 и 20 %-ной жирности (в кг на 1000 кг продуктов без учета потерь) Норма, кг для сметаны с массовой долей жира, % Компоненты 10 15 20 Сливки с массовой долей жира 906,0 944,6 – – – – – 10 % Сливки с массовой долей жира – – 749,4 694,4 – – – 20 % Сливки с массовой долей жира 908,0 – 22 % Молоко цельное сухое с 44,0 – – 44,0 132,0 – 127,0 массовой долей жира 25 % Белок соевый изолированный с массовой долей сухих веществ – 5,4 3,4 – – 3,0 – 94 % Масло сливочное крестьянское – – – – 161,4 – 232,0 Молоко обезжиренное – – 197,2 211,6 39,0 – Вода питьевая – – – – 656,6 – 591,0 Закваска 50,0 50,0 50,0 50,0 50,0 50,0 50,0 При выработке сметаны столовой термизированной используется молочное сырье с добавлением стабилизаторов. Массовая доля жира в сметане столовой термизированной составляет 10, 15, 20 и 25 %. Термизация сметаны осуществляется под вакуумом в котлах «Штефан» или других аналогичных аппаратах. Срок годности сметаны столовой термизированной в герметичной упаковке составляет до 30 суток при температуре 4±2 ºС.Сметана «Особая» вырабатывается из пастеризованной смеси нормализованных по массовой доле жира сливок, молока (обезжиренного, цельного, сухого) и растительного жира или масла комбинированного с добавлением или без добавления изолированного соевого белка или стабилизаторов путем сквашивания закваской, приготовленной на чистых культурах молочнокислых бактерий. Сметана «Особая» выпускается с массовой долей жира 10, 15, 20 и 25% не термизированная и термизированная. Срок годности нетермизированной сметаны, упакованной в тару с негерметичной укупоркой, составляет 3 суток; упакованной в тару с герметичной укупоркой – до 7 суток при температуре 4±2 ºС. Срок годности термизированной сметаны в упаковке с герметичной укупоркой – до 30 суток. Биосметана, выпускаемая под торговой маркой «Бифилюкс» вырабатывается из нормализованных пастеризованных сливок путем сквашивания бактериальным концентратом бифидобактерий и молочнокислых микроорганизмов с применением или без применения стабилизаторов. Продукт выпускают с массовой долей жира 10, 15, 20, 25 и 30 %. Биосметана «Бифилюкс» вырабатывается резервуарным и термостатным способом. Для производства сметаны может быть использовано следующее сырье: молоко натуральное свежее, сухие и пластические сливки, пахта, масло коровье. Нормализованные сливки составляют по рецептуре на данный продукт и пастеризуют при температуре 862 С с выдержкой не менее 10 мин или 762 С с выдержкой 10 мин при выработке продукта с использованием сухих молочных продуктов, сливочного масла или пластических сливок. Допускается производить пастеризацию при температуре 942 С с выдержкой до 3 мин. Пастеризованные сливки гомогенизируют (эмульгируют) при температуре пастеризации. Допускается проводить гомогенизацию до пастеризации 86 сливок. При производстве продукта с массовой долей жира 25 и 30 % допускается гомогенизировать только часть сливок. В зависимости от массовой доли жира гомогенизацию проводят при следующих режимах: для продукта с массовой долей жира 10, 15 и 20 % – при давлении 8–12 МПа; 25 % – при давлении 7–11 МПа; 30 % – при давлении 7–10 МПа. Допускается производить физическое созревание пастеризованных сливок при температуре 42 С в течение 15–60 мин. При выработке продукта с использованием стабилизатора, последний вносят в подготовленные сливки до пастеризации. Сливки заквашивают предварительно активизированным бакконцентратом при температуре 381 С из расчета 1,6–2 г на 1 т продукта. продолжительность сквашивания составляет 9–12 ч. Сквашенные сливки перемешивают в течение 3–15 мин и направляют на фасование. Допускается охлаждение сквашенных сливок перед фасованием до температуры 171 С. Для охлаждения и созревания продукт направляют в холодильную камеру, где его интенсивно охлаждают до температуры 42 С в течение 1–2 ч. Кислотность готового продукта с массовой долей жира 10, 15 % составляет 70–100 Т, а с массовой долей жира 20, 25 и 30 % – 60–90 Т. ТЕХНОЛОГИЯ ТВОРОГА Творог – кисломолочный белковый продукт, который вырабатывают из пастеризованного нормализованного или обезжиренного молока, а также пахты путем сквашивания закваской с последующим удалением из полученного сгустка части сыворотки. Молочная промышленность вырабатывает творог с массовой долей жира 18, 9, 5% и нежирный. Массовая доля влаги в готовом продукте соответственно составляет 65, 73, 75 и 80 %; кислотность – 210, 220, 230, 240 Т. Кроме того, вырабатывают мягкий диетический творог с разной массовой долей жира и нежирный, а также с плодовоягодными наполнителями. Творог имеет чистые, нежные кисломолочный вкус и запах. Консистенция творога в зависимости от способа производства может быть слоистой или представлять собой однородную массу. Для получения сгустка в технологии творога используется кислотно-сычужная и кислотная коагуляция белков молока. Существуют два способа производства творога: традиционный (обычный) и раздельный. Традиционный способ. Технологический процесс производства творога традиционным способом включает следующие последовательно осуществляемые технологические операции: подготовку молока, получение сырья требуемого состава, пастеризацию, охлаждение до температуры заквашивания, заквашивание, сквашивание, дробление сгустка, отделение сыворотки, охлаждение творога, фасование. Схема технологической линии производства творога традиционным способом представлена на рис. . При выработке творога с различной массовой долей жира проводят нормализацию молока по жиру с учетом массовой доли белка в цельном молоке, а для производства нежирного творога используют обезжиренное молоко. Сырье, предназначенное для производства творога предварительно очищается. Пастеризация подготовленного сырья осуществляется при температуре 78–80 С с выдержкой 20–30 с. Пастеризованное молоко охлаждается до температуры сквашивания в теплый период года до 28-30 С, а в холодный – до 30–32 С и направляется на заквашивание. Если используется кислотно-сычужная коагуляция белков молока, то при заквашивании в молоко вносится закваска, хлорид кальция и сычужный фермент, если кислотная коагуляция – то только закваска. 87 Для заквашивания используется закваска на чистых культурах мезофильных лактококков. Продолжительность сквашивания составляет 6–8 ч. При ускоренном способе сквашивания в молоко вносится закваска, приготовленная на культурах мезофильных лактококков и на культурах термофильного молочнокислого стрептококка. Температура сквашивания при ускоренном способе 35–38 С, продолжительность сквашивания – 4–4,5 ч. Хлорид кальция вносится в виде 40 %-го раствора из расчета 400 г безводной соли на 1 т молока. Хлорид кальция необходим для восстановления солевого равновесия, нарушенного при пастеризации молока. После этого в молоко вносят сычужный фермент или пепсин, или ферментный препарат из расчета 1 г фермента на 1 т молока. После внесения закваски, хлорида кальция и сычужного фермента молоко перемешивают и оставляют в покое до окончания сквашивания. Окончание сквашивания определяют по кислотности сгустка. Для жирного и полужирного творога она должна составлять 58–60 Т, для нежирного 66–70Т. Для ускорения выделения сыворотки готовый сгусток разрезают специальными проволочными ножами на кубики размером по ребру около 2 см. Разрезанный сгусток оставляют в покое на 40–60 мин для выделения сыворотки и нарастания кислотности. В производстве творога нежирного используют кислотную коагуляцию белков молока. Полученный при этом сгусток имеет меньшую прочность, чем сгусток, полученный при сычужно-кислотной коагуляции, и хуже обезвоживается. Для усиления и ускорения выделения сыворотки используется подогревание полученного сгустка до температуры 36–38 С с выдержкой 15–20 мин. Выделившаяся сыворотка удаляется, а сгусток разливается в бязевые или лавсановые мешки по 7–9 кг и направляется для дальнейшего отделения сыворотки на самопрессование и прессование. После прессования творог немедленно охлаждается до температуры 3–8 С, в результате чего прекращается молочнокислое брожение с нарастанием излишней кислотности. Охлажденный творог фасуется в виде брикетов в пергамент, коробочки и стаканчики из полимерных материалов и др. Производство творога традиционным способом с использованием для прессования мешков является трудоемким и продолжительным процессом. В настоящее время с целью снижения трудозатрат и потерь сырья, повышения производительности и культуры производства отдельные операции механизированы и созданы механизированные и автоматизированные линии. Применение творогоизготовителей марки ТИ-4000 и линий с использованием ванн-сеток позволяет механизировать операции прессования сгустка. Технологический процесс производства творога 9 и 18 %-ной жирности, крестьянского и нежирного с помощью кислотно-сычужной и кислотной коагуляции белков на творогоизготовителях ТИ-4000 от приемки до прессования сгустка состоит из тех же операций, что и при традиционном способе Прессование сгустка в творогоизготовителе после удаления части выделившейся сыворотки осуществляется с помощью перфорированной пресс-ванны, на которую натянуто фильтрующее полотно. Пресс-ванна с помощью гидропривода опускается до соприкосновения с зеркалом сгустка со скоростью 200 мм/мин. При прессовании сгустка она опускается со скоростью 2–4 мм/мин. Сыворотка периодически откачивается из пресс ванны самовсасывающим или вакуумным насосом. Творог прессуют до достижения стандартной массовой доли влаги. Продолжительность прессования от 4 до 6 ч в зависимости от вида творога. После прессования пресс-ванну поднимают, а готовый творог выгружают в тележки и охлаждают. Если применяют линии с ваннами-сетками в комплекте с ваннами ВК-2,5, прессование осуществляется с помощью ванн-сеток и удаления части сыворотки. Для 88 отделения оставшейся сыворотки ванну-сетку поднимают над ванной ВК-2,5, и сыворотка стекает, а сгусток подвергается самопрессованию. Отделение сыворотки от сгустка продолжается в течение 10–40 мин. После самопрессования творог охлаждают пастеризованной и охлажденной до 5°С сывороткой. Ванну-сетку погружают в сыворотку и выдерживают в ней в течение 20–30 мин. Творог охлаждают до температуры (13±5) °С, ванну-сетку поднимают и творог самопрессуется в течение 20–30 мин, затем его подают на фасование. Механизированная линия Я9-ОПТ служит для выработки полужирного, крестьянского и нежирного творога. Технологический процесс производства творога на линии Я9-ОПТ (рис.. .) состоит из следующих операций: приемки молока, очистки, нормализации, гомогенизации, пастеризации, охлаждения до температуры сквашивания, сквашивания (кислотная коагуляция белков), обработки сгустка, охлаждения и фасования творога. Заквашивание и сквашивание молока проводят в емкостях до образования сгустка с рН 4,5–4,7. Продолжительность сквашивания не должна превышать 10 ч, Готовый сгусток перемешивают в течение 2–5 мин и винтовым насосом подают в прямоточный подогреватель, в котором нагревают до температуры 48–54 °С при выработке полужирного творога, до 46–52 °С – крестьянского творога и до 42–50 °С – нежирного творога. Нагревание проводят в течение 2–2,5 мин горячей (70–90 °С) водой, циркулирующей в рубашке подогревателя. Из подогревателя сгусток поступает в выдерживатель, где находится в течение 1–1,5 мин, затем направляется в охладитель. В охладителе сгусток охлаждается до 30–40 °С при производстве полужирного творога и крестьянского, до 25–35 °С – при производстве нежирного творога. Для обезвоживания творожного сгустка используют вращающийся двухцилиндровый обезвоживатель, обтянутый фильтрующей тканью из лавсана. Регулирование влаги в твороге осуществляется путем изменения угла наклона барабана обезвоживателя или температуры подогревания и охлаждения. Полученный творог охлаждают до температуры 8–12 °С в двухцилиндровом или шнековом охладителе и подают на фасование. Раздельный способ. Сущность раздельного способа заключается в том, что сначала получают обезжиренное молоко и высокожирные сливки, массовая доля жира в которых составляет 50–55 %. Затем из обезжиренного молока вырабатывают нежирный творог и смешивают его с высокожирными сливками. Нежирный творог можно производить на оборудовании, используемом при традиционном способе или на механизированных линиях. Если используют оборудование как при традиционном способе, то полученный кислотно-сычужной коагуляцией нежирный творог отпрессовывают до необходимой влажности, затем перетирают до однородной консистенции на вальцовке, перемешивают в месильной машине с пастеризованными и охлажденными высокожирными сливками и направляют на фасование. На механизированных линиях ОЛПТ или «Альфа-Лаваль» из пастеризованного обезжиренного молока раздельным способом вырабатывают мягкий диетический творог. Схема технологической линии производства творога мягкого диетического на линии ОЛПТ представлена на рис. . Технологические операции от приемки сырья до сквашивания обезжиренного молока аналогичны операциям при традиционном способе. В дальнейшем процесс осуществляется в следующей последовательности: нагревание и охлаждение творожного сгустка, сепарирование сгустка, охлаждение обезжиренного творога, смешивание творога со сливками и плодово-ягодными наполнителями (при необходимости), фасование и доохлаждение творога. Сгусток, полученный по окончании сквашивания, тщательно перемешивают в течение 5–10 мин, нагревают до температуры (60±2) °С и охлаждают до температуры (28±2) °С. После охлаждения сгусток направляют через сетчатый фильтр в сепаратор для 89 получения обезжиренного творога. С целью получения определенной влаги в обезжиренном твороге (не более 80 %) в барабане сепаратора устанавливают сопла с диаметром отверстий от 0,4 до 0,8 мм и постепенно повышают производительность сепаратора с 2 до 5 м3/ч в течение 15 мин. Полученный обезжиренный творог охлаждается до 12–16 °С и направляется в смеситель-дозатор для смешивания со сливками и плодово-ягодными наполнителями в потоке и фасования. Особенности технологии отдельных видов творога приведены ниже. Творог мягкий диетический вырабатывается раздельным способом. Ассортимент продуктов включает творог мягкий диетический и плодово-ягодный с массовой долей жира 11%, 4% и нежирный, кислотностью соответственно 200, 210 и 220 ºТ, массовая доля общего сахара в плодово-ягодном твороге – 11,5 %э для получения творога плодовоягодного используют плодово-ягодные наполнители, сиропы, джемы, варенье, сахарпесок. При выработке термизированного мягкого диетического творога используют стабилизаторы структуры и проводят тепловую обработку готового продукта. Срок годности термизированного продукта – 14 суток. Творог пикантный вырабатывают из нормализованного пастеризованного молока, используя кислотно-сычужную коагуляцию белков молока, с добавлением или без добавления к отпрессованному творогу поваренной соли. В зависимости от массовой доли жира пикантный творог вырабатывают следующих видов: недирный и с массовой долей жира 5, 9. 12, 18 и 22 %. Срок годности продукта – до 4 суток. Творог с фруктами вырабатывается на основе нежирного мягкого диетического творога с добавлением или без добавления высокожирных сливок, сахара, стабилизаторов или без них, фруктовых наполнителей с послежующей тепловой обработкой или без нее. В зависимости от массовой доли жира творог с фруктами вырабатывается нежирный и с массовой долей жира 4 %. Срок годности продукта – не более 3 суток, для термизированного творога – 14 суток. Творог столовый вырабатывается из смеси пахты и обезжиренного молока, сквашенной закваской, приготовленной на чистых культурах молочнокислых кокков. Массовая доля жира в продукте составляет 2 %. Творог столовый вырабатывают традиционным способом, используя кислотную или кислотно-сычужную коагуляцию белков молока, а также га линии Я9-ОПТ. Творог молочно-растительный вырабатывается традиционным способом из нормализованной смеси коровьего молока и водного раствора соевого белка, а также раздельным способом из смеси обезжиренного молока и водного раствора соевого белка с добавлением к полученному нежирному творогу сливок или сливочного масла. Массовая доля жира в готовом продукте составляет 5,5 %. Для приготовления 1000 кг (без учета потерь) водного раствора соевого белка берут 38,6 кг соевого изолированного белка и 978,4 кг воды. Затем составляют смесь по рецептуре. Рецептуры нормализованной смеси для творога молочно-растительного (в кг на 1000 кг продуктов без учета потерь) Норма, кг для творога Компоненты МолочноСоевого растительного Молоко коровье 3,0 %-ной жирности 500,0 – Концентрированный молочный жир – 15,1 Водный раствор соевого белка 500,0 984,9 90 Творог «Бифилайф» относится к группе бифидосодержащих кисломолочных продуктов, выпускаемых под торговой маркой “Бифилайф”: кисломолочный продукт “Бифилайф”, йогурт, ряженка, кефир, творог. Отличительной особенностью этих продуктов является то, что они содержат 5 видов бифидобактерий, являющихся основными представителями нормальной микрофлоры кишечника человека, в то время как в состав лечебно-профилактических продуктов, вырабатываемых в настоящее время входит не более трех видов бифидобактерий. Творог «Бифилайф» вырабатывается из нормализованного гомогенизированного или обезжиренного молока путем сквашивания закваской из бифидобактерий и термофильного молочнокислого стрептококка с последующей обработкой сгустка на линии Я9-ОПТ. Продукт вырабатывают с массовой долей жира 9 %, 5% и нежирный. Нормализованное или обезжиренное молоко подогревают до температуры 652 С, гомогенизируют при давлении 12,52,5 МПа, пастеризуют при температуре 90–92 С с выдержкой 20 с, охлаждают до температуры заквашивания 392 С. В нормализованное молоко с температурой 392 С вносят закваску бифидобактерий и термофильного молочнокислого стрептококка в количестве 3–5 % от массы заквашиваемого молока, перемешивают и оставляют в покое до образования сгустка и достижения pH сгустка 4,70,1, при этом титруемая кислотность составляет 8010 Т. Продолжительность сквашивания 8–12 ч. Полученный сгусток перемешивают в течение 2–5 мин и подогревают в теплообменнике до температуры 48–54 С для творога 9 %-ной жирности, до 46–52 С для творога 5 %-ной жирности и до 42–50 С для нежирного творога. Подогретый сгусток выдерживается в течение 1-1,5 мин и охлаждается до 30–40 С для творога с массовой долей жира 9 и 5 %, а для нежирного творога – до 25–35 С. Затем творог подается на обезвоживание. Полученный творог охлаждают до температуры 82 С и фасуют. Готовый продукт доохлаждают в холодильной камере до температуры 6 С. Резервирование творога. Творог относится к скоропортящимся молочным продуктам. Качество его при хранении быстро ухудшается. В летний период года творог вырабатывается в больших объемах, чем в зимний, поэтому для равномерного снабжения населения часть творога резервируют. Одним из способов сохранения творога на длительное время является замораживание. Замораживание творога – это быстрое охлаждение его до установленных минусовых температур с целью резервирования. Качество резервированного творога зависит от способа и техники замораживания. При медленном замораживании образуются довольно крупные кристаллы льда, которые перемешиваются с частицами казеина. После размораживания творог получается рассыпчатым, даже крупитчатым и первоначальные свойства его полностью не восстанавливаются. При быстром замораживании творога влага замерзает по всей массе в виде мелких кристаллов. После размораживания творог имеет свойственную ему консистенцию и первоначальное качество его полностью восстанавливается. Творог замораживают в фасованном виде и во флягах. Творог, фасованный в блоки и брикеты, замораживают в морозильном аппарате роторного типа РЗ-ФУЗ или АРСА. Творог замораживается при температуре кипения хладагента до среднеконечной температуры от минус 18 °С до минус 25 °С. Продолжительность замораживания блоков составляет 1,5–2,5 ч. Блоки хранят при температуре от минус 18 до минус 25°С и относительной влажности воздуха 95–98 % в течение 8–12 мес. Другим способом сохранения творога при резервировании и обеспечения им труднодоступных регионов страны является получение сухого творога методом «горячей» и «холодной» сушки. Метод «горячей» сушки – это высушивание творожной суспензии, приготовленной из мягкого диетического обезжиренного творога и питьевой воды, на 91 распылительной сушильной установке. Метод «холодной» сушки – это сублимационная сушка замороженного творога. Творог сублимационной сушки «Особый» вырабатывают из творога 9 %-ной жирности кислотно-сычужным способом с последующим высушиванием методом сублимации. Замораживание творога до температуры минус (28 ±3) °С осуществляется в морозильной камере. Сублимационная сушка замороженного творога проводится в сублиматоре при остаточном давлении в нем (65±15) Па и температуре продукта не выше минус (222) С. ТЕХНОЛОГИЯ ТВОРОЖНЫХ ПРОДУКТОВ К творожным продуктам относят творожные изделия и творожные полуфабрикаты Творожные изделия – это белковые кисломолочные продукты, вырабатываемые из творога, приготовленного из пастеризованного молока, с добавлением вкусовых и ароматических наполнителей. Технологический процесс производства творожных изделий состоит из следующих операций: приемки и обработки сырья, подготовки компонентов, приготовления смеси и фасования. Для творожных изделий применяют творог с различной массовой долей жира и нежирный, который обрабатывают на вальцовках, куттере или пропускают через коллоидную мельницу для получения однородной нежной консистенции. В соответствии с рецептурой к творогу добавляют компоненты, перемешивают в месильной машине, охлаждают полученную смесь до температуры не выше 6°С и направляют на фасование. Промышленность вырабатывает творожные изделия в широком ассортименте: творожная масса, сырки, творожные пасты и кремы, торты и др. Особенности технологии отдельных видов творожных изделий приыодятся ниже. Сырки глазированные выпускаются с массовой долей жира 5, 12, 23 и 26 %; в шоколаде с массовой долей жира 5, 12 и 23 %.; с ванилью, с какао, с корицей, с орехами (кокосовая стружка), плодово-ягодные, с цукатами или мармеладом, с курагой, с черносливом и др. Технологический процесс производства глазированных сырков включает следующие технологические операции: приемка и подготовка сырья, приготовление замеса, приготовление глазури, выработка глазированных сырков на поточной линии (без предварительного замораживания) или выработка глазированных сырков с предварительным замораживанием, доохлаждение упакованного продукта. Срок годности глазированных сырков, изготовленных из свежеевыработанного на данном предприятии творога составляет не более 5 суток, а изготовленного из творога, поставляемого с других предприятий – не более 36 часов. Ацидофильная паста вырабатывается с массовой долей жира 8 %, 4% и нежирная, в зависимости от вносимых компонентов – сладкая, плодово-ягодная и с лимоном. В качестве наполнителей для приготовления пасты ацидофильной используется: сахарпесок, плодово-ягодные сиропы, джем, повидло, конфитюр, варенье, подсластители, ароматизаторы и красители. Творожная основа для пасты ацидофильной вырабатывается из коровьего молока путем сквашивания его закваской, приготовленной на чистых культурах ацидофильной палочки.. Срок годности продукта в герметической упаковке – до 3 суток. Паста творожная «Российская» вырабатывается с массовой долей жира 15 % в следующем ассортименте: сладкая, с цикорием, с цукатами, ароматизированная и фруктовая. Технологический процесс производства пасты «Российская» включает следующие технологические операции: приемка и подготовка сырья и материалов, смешивание компонентов и тепловая обработка, фасование. Для тепловой обработки продукта необходимо дополнительное технологическое оборудование: котлы для плавления или аппараты «Штефан». Срок годности готового продукта – 14 суток. 92 Паста творожная «Любительская» вырабатывается с массовой долей жира 10 %, сладкая и соленая. Творожную основу вырабатывают из смеси обезжиренного молока и водного раствора соевого изолированного белка. Для приготовления замеса используют полученную творожную основу, сливки, сахар-песок или подсластители, красители и ароматизаторы. Срок годности пасты «Любительская» – 36 часов. Пасты соевые вырабатывают из творожной основы с различными наполнителями с пищевкусовыми добавками или без них и предназначены для непосредственного употребления в пищу. Для производства творожной основы в качестве сырья используют: – молоко соевое, получаемое путем растворения в воде сухого соевого аналога коровьего молока; для получения 1000 кг соевого молока берут 123,1 кг сухого соевого аналога коровьего молока и 876,9 кг воды; – смесь водного раствора соевого белка с растительным жиром; для получения 1000 кг смеси необходимо 975 кг раствора соевого белка и 32 кг растительного жира. Водный раствор соевого белка приготовляют ( в расчете на 1000 кг ) путем растворения 38,6 кг белка соевого изолированного в 978,4 кг воды. Технология творожной основы для пасты соевой аналогична технологии творога, вырабатываемого из коровьего молока. Бактериальную закваску готовят на соевом молоке. Творожную основу смешивают с наполнителями и пищевыми добавками. В зависимости от используемых наполнителей пасты соевые выпускают следующих видов: пасту соевую десертную (сладкие добавки) и пасту соевую закусочную (овощные добавки). Рецептуры пасты соевой десертной и пасты соевой закусочной приведены в табл. . Массовая доля жира в соевой пасте 11%, пасте соевой десертной – 10%, пасте соевой закусочной – 9%. Массовая доля сахарозы в пасте, вырабатываемой с сахаром, не менее 12 %. Срок годности паст соевых при температуре не более 6 С составляет 3 суток. Рецептуры пасты соевой и закусочной (в кг на 1000 кг продуктов без учета потерь) Компоненты Паста соевая дессертная Паста соевая с массовой долей влаги 75 %, жира 11 % Сахар-песок Ароматизатор фруктовый Плодово-ягодные наполнители Пищевой краситель Паста соевая закусочная Паста соевая с массовой долей влаги 75 %, жира 11 % Ароматизатор овощной Овощной наполнитель Количество 876,0 121,0 1,0 – 3,0 840,0 6,0 – 100,0 – 990,0 10,0 – 920,0 – 80,0 Паста творожная закусочная «Особая» вырабатывается с массовой долей жира 11%, 5% и нежирная. Для получения пасты творожной закусочной «Особая» используется следующее сырье: молоко цельное или сухое обезжиренное, творог, слливки, чеснок, петрушка, укроп, грибы, ароматизаторы. Для получения слегка подплавленой консистенции возможно использование солей-плавителей. Технологический процесс производства пасты «Особая» состоит из следующих технологических операций: приемка и подготовка сырья, приготовление замеса, тепловая 93 обработка, фасование, предварительное охлаждение упакованного продукта, доохлаждение и хранение продукта. Срок годности свежеевыработанной пасты – не более 3 суток; термизированной – не более 14 суток. Пасты творожные фруктовые и ароматизированные с массовой долей жира 4,5% вырабатываются из нежирного творога, простокваши (йогурта) с добавлением сливок, сахара, стабилизаторов, фруктовых наполнителей или ароматизаторов и красителей с последующей термизацией или без нее. С целью получения взбитой консистенции продукт рекомендуется взбивать. Срок годности продукта – до 3 суток, термизированного – не более 14 суток. Паста шоколадная вырабатывается с массовой долей жира 23 % и 25 % двух видов: шоколадная и шоколадно-ореховая. Этот вид пасты изготавливают не на творожной основе, а смешением компонентов с последующей обработкой полученной смеси. Для получения шоколадной пасты используют сливки, сухое молоко, сухой аналог коровьего молока (на соевой основе), маргарин (сливочное масло или растительный жир), сахар-песок, какао-порошок, орехи, ароматизаторы и воду. Технологический процесс производства шоколадной пасты состоит из следующих операций: приемка и подготовка сырья, приготовление смеси, пастеризация, фасование, доохлаждение (структурообразование). Творожные полуфабрикаты – это белковые кисломолочные продукты, вырабатываемые из творога с добавлением наполнителей животного и растительного происхождения и требующие перед употреблением дополнительной тепловой обработки. В зависимости от используемого сырья и наполнителей, а такжеспособа изготовления полуфабрикаты выпускают следующих видов: – тесто для сырников с массовой долей жира от 3 до 15 % и нежирное, сладкое и соленое; – тесто для вареников ленивых с массовой долей жира от 3 до 16 % и нежирное; фруктовое различной жирности; – вареники «Московские» и «Крестьянские» с творогом замороженные с массовой долей жира от 3 до 16 %; «Московские» нежирные и фруктовые различной жирности; «Крестьянские» фруктовые различной жирности; – блинчики «Крестьянские» с творогом; с творогом и рисом; с творогом, рисом и изюмом или мандариновой крупкой; – блинчики с нежирным творогом. Технологический процесс производства творожных полуфабрикатов состоит из следующих технологических операций: приемка и подготовка сырья, приготовление замеса, формование, охлаждение, замораживание. Срок годности полуфабрикатов: охлажденных – 36 часов, замороженных – 1 месяц. ПОРОКИ МОЛОКА И КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ Согласно стандартам молоко и молочные продукты должны иметь чистые запах и вкус, без посторонних привкусов, однородную консистенцию. Отклонения или изменения органолептических и физико-химических показателей молочных продуктов рассматриваются как пороки вкуса, запаха, консистенции. Эти; пороки могут быть разного происхождения: микробиологического (кислый, плесневелый, прогорклый вкус, отстой сыворотки), химического (металлический, окисленный вкус), технологического (пригорелый, водянистый вкус, жидкая и резинистая консистенция) и постороннего (кормовой, рыбный, затхлый. вкус). Кислый и горьковатый вкус обусловлен жизнедеятельностью микроорганизмов, сбраживающих лактозу и образующих молочную кислоту, и протеолитических бактерий, вызывающих гидролиз белков. Микробы, вырабатывающие жирные кислоты и спирты, 94 придают солодовый, фруктовый, затхлый вкус. Плесневелый и дрожжевой вкус обусловлен деятельностью плесневых грибов и дрожжей В результате роста указанных, групп микроорганизмов возникают, пороки не только вкуса, но и консистенции молочных продуктов, а именно излишняя кислотность, отстой сыворотки кисломолочных напитков, слизистая консистенция сметаны. Для предотвращения указанных пороков необходимо соблюдать режимы охлаждения молока и санитарной обработки оборудования, а также санитарно-гигиенические условия производства. Предупредительной мерой является и строгий контроль сырья, заквасок и производства по микробиологическим показателям. Металлический и окисленный вкус молочные продукты приобретают в результате окисления жирных кислот и фосфатидов под действием кислорода и катализаторов (света, меди). В целях предупреждения порока необходимо применять дезодорацию и вакуумную обработку для удаления свободного кислорода, использовать антиоксиданты, не допускать загрязнения молока следами тяжелых металлов. Прогорклый привкус возникает вследствие гидролиза эфирных связей в молочном жире. Для того чтобы предупредить прогоркание молока, необходимо правильно конструировать аппаратуру для доения и хранения молока, не допускать чрезмерного перемешивания, а также замораживания и оттаивания продукта, способствующих появлению свободного жира. Прогорклый, водянистый привкус, отстой жира, осаждение хлопьев, жидкая консистенция кисломолочных напитков и крошливая, резинистая консистенция творога возникают при нарушении технологических режимов. Водянистый привкус свидетельствует о низком содержании сухих веществ, а следовательно, о попадании воды в молоко. Осаждение хлопьев и крупитчатая консистенция вызваны применением молока низкой термостойкости, а отстой жира – нарушением режимов гомогенизации. Крошливая и резинистая консистенция творога возникает при превышении температур нагрева и доз сычужного фермента. Для предупреждения этих пороков следует строго соблюдать технологические режимы производства. Кормовой, рыбный, чесночный, бензиновый и другие посторонние привкусы и запахи появляются в результате абсорбции вкусовых и ароматических веществ, попавших из кормов, при дойке, транспортировании и хранении молока. Меры предупреждения – это скармливание животным доброкачественного корма, строгий подбор сырья, исключение попадания ароматических веществ в молоко. Отстой жира при хранении молока вызван недостаточной эффективностью гомогенизации. Для избежания порока необходимо поддерживать требуемое давление гомогенизации. Мелкие хлопья белка или осадок на дне бутылки, пакета при хранении стерилизованного молока могут образоваться в результате использования сырья с низкой термоустойчивостью. Для предотвращения этого порока следует применять термоустойчивое сырье. Жидкая консистенция кисломолочных напитков с отстоем сыворотки бывает при использовании молока плотностью менее 1027 кг/м3 для всех кисломолочных напитков и менее 1028 кг/м3 – для кефира. Для предупреждения порока необходимо подбирать сырье рекомендуемой плотности, а в весенне-зимний период в связи с уменьшением содержания казеина в молоке, вырабатывать кисломолочные напитки с добавлением сухого молока. Причиной жидкой консистенции может являться недостаточный режим тепловой обработки исходного молока, в результате чего не происходить денатурация сывороточных белков. Для предупреждения порока необходимо применять рекомендуемые режимы пастеризации. 95 Причиной жидкой консистенции может быть отсутствие гомогенизации. Для предупреждения порока необходимо применять гомогенизацию при рекомендуемых технологической инструкцией режимах. Жидкую консистенцию сметаны могут обуславливать следующие причины: использование сырья неудовлетворительного состава – низкое содержание СОМО и белка; попадание воды; неоднократная пастеризация; применение низких температур пастеризации и сквашивания сливок; отсутствие гомогенизации сливок; недостаточное физическое созревание сметаны; недостаточное или избыточное сквашивание сливок; сильное механическое воздействие на сгусток ( при перемешивании, перекачивании и фасовании)Ж фасование сметаны при низких температурах (ниже 16-18 ºС); хранение сметаны при температурах выше рекомендуемых. Крупитчатую консистенцию сметаны вызывают следующие причины: использование сырья после продолжительного хранения (сырье после продолжительного хранения имеет повышенную кислотность, низкую термоустойчивость); проведение гомогенизации перед пастеризацией; пастеризация сливок при излишне высоких температурах; применение высоких температур сквашивания сливок; избыточная кислотность в конце сквашивания; интенсивное и длительное перемешивание сгустка перед и во время фасования; чрезмерная продолжительность фасования. Для предотвращения порока необходимо тщательно контролировать качество сырья, не допускать хранения молока и сливок более 6 ч даже при температуре 0-6 ºС. Сливки гомогенизировать после пастеризации при температурах не ниже 78 ºС, пастеризовать их при нижнем пределе температур, указанных в инструкции; применять закваски, обладающие вязкими свойствами; сливки сквашивать при допустимо низких температурах и заканчивать процесс сквашивания при достижении нижнего допустимого предела кислотности сгустка; применять минимальные механические воздействия на сгусток при перемешивании, перекачивании и фасовании; продолжительность фасования не должна превышать 3 ч. Контрольные вопросы и задания 1. Дайте технологические схемы производства пастеризованного молока и сливок. 2. Какие требования предъявляют к сырью, предназначенному для производства стерилизованного молока? 3. Какова сущность сквашивания и созревания кисломолочных напитков? 4.Какими способами вырабатывают кисломолочные напитки? 5. Дайте технологическую схему производства сметаны 6. В чем заключается процесс созревания сметаны? 7. Дайте схемы технологических процессов производства творога традиционным и раздельным способами. Глава 3. МОРОЖЕНОЕ ХАРКТЕРИСТИКА МОРОЖЕНОГО Мороженое – продукт, полученный взбиванием и замораживанием пастеризованной смеси коровьего молока, сливок, сахара, стабилизатора и наполнителей. Благодаря содержанию молочного жира и белков, углеводов, минеральных веществ и витаминов оно обладает высокой пищевой ценностью и легко усваивается организмом. Мороженое делят на основные и любительские виды. К основным видам относят молочное, сливочное, плодово-ягодное, ароматическое мороженое и пломбир. Основные показатели физико-химических свойств некоторых видов мороженого приведены в табл. Сырьем для мороженого служат молоко цельное и обезжиренное, сгущенное молоко с сахаром и другие сгущенные молочные продукты, сухое молоко, сливки различной жирности, сливки сгущенные с сахаром и сухие, сливочное масло, сухие смеси для мороженого, сгущенная и сухая пахта, сыворотка осветленная и сброженная сгущенная, а также куриные яйца либо яичный порошок, вкусовые вещества (орехи, чай, кофе, какао-порошок, шоколад, органические кислоты, пряности и др.), сахаристые продукты (свекловичный и тростниковый сахар, инвертный сахар и патока, мед), 96 ароматические вещества (ароматические масла, эссенции, ваниль и ванилин), естественные красители (краситель из выжимок темных сортов винограда, сок клюквы, смородины, свеклы и др.). В производстве плодово-ягодного мороженого и некоторых видов любительского используются плоды, ягоды, овощные и бахчевые культуры в свежем и консервированном виде. Из консервированных плодов и ягод используют замороженные плоды и ягоды, быстрозамороженные полуфабрикаты (пульпа и пюре), повидло, джем, варенье, цукаты, сиропы, соки и экстракты, а также сухие плоды и ягоды. Физико-химические показатели некоторых видов мороженого Массовая доля, % Мороженое сухих жира сахарозы веществ Основные виды Молочное без наполнителей, с орехами, цукатами, изюмом, кофейное, 3,5 15,5 29,0 с цикорием крем-брюле, ореховое 3,5 15,5 33,0 Сливочное без наполнителей, с орехами, 10,0 14,0 34,0 цукатами, изюмом, кофейное, с цикорием крем-брюле, ореховое 10,0 14,0 38,0 с плодами и ягодами 8,0 15,0 33,0 Пломбир без наполнителей, с орехами, 15,0 15,0 40,0 цукатами, изюмом, кофейный, с цикорием крем-брюле, ореховый 15,0 15,0 44,0 с плодами и ягодами 12,0 16,0 38,0 Плодово-ягодное – 27,0 30 Ароматическое – 25,0 25,0 Любительские виды “Снежинка” молочное 2,0 16,0 30,0 “Морозко” без наполнителей, с 8,0 14,0 32,0 орехами, цукатами, изюмом, кофейное, с цикорием “Снегурочка” молочное 2,0 16,0 30,0 “Снегурочка” 8,0 13,0 34,0 Кофейное 9,0 16,0 34,0 “Свежесть” ацидофильное – 17,0 25,0 Кислотн ость,Т, не более 22 22 22 22 50 22 22 50 50–70 70 24 22 24 28 24 100 При производстве мороженого для больных сахарным диабетом вместо сахара используются сорбит и ксилит, являющиеся многоатомными спиртами. Они обладают сладким вкусом и безвредны для больных. В состав мороженого всех видов входят стабилизаторы, представляющие собой гидрофильные коллоиды полисахаридной или белковой природы, которые легко связывают воду. Благодаря этому увеличивается вязкость и улучшается взбиваемость (насыщение воздухом) смесей мороженого. 97 Наиболее широко используют агар, агароид, альгинат натрия, крахмал пищевой и желирующий модифицированный, метилцеллюлозу, пектин, пшеничную муку, желатин и казеинат натрия. Агар, агароид и альгинат натрия выпускаются в виде сухих порошков белого цвета без запаха и вкуса. Обычно их применяют в количестве 0,3–0,7 %. Доза желирующего модифицированного крахмала 1 % для сливочного мороженого и пломбира, для молочного и плодово-ягодного – 1,5 %. Он является более доступным и дешевым стабилизатором, чем агар и агароид. Метилцеллюлоза представляет собой волокнистую массу белого цвета. Ее используют в количестве 0,2 % для плодово-ягодного и ароматического видов мороженого и 0,3 % – для молочных. Пектины яблочный и свекольный проявляют наилучшие желирующие свойства при pH 3,1–3,5. Поэтому их используют главным образом в производстве плодово-ягодного мороженого. Крахмал и пшеничную муку высшего сорта используют в количестве 2–3 %. Желатин получают из коллагена. В смесь мороженого обычно добавляют 0,5–0,9 % пищевого желатина. Казеинат натрия используют в количестве до 1 %. ТЕХНОЛОГИЯ МОРОЖЕНОГО Технологический процесс производства мороженого состоит из следующих операций: приемки и подготовки сырья, дозирования и смешения отдельных видов сырья, пастеризации, фильтрации смеси до и после пастеризации, гомогенизации, охлаждения и созревания, фризерования, фасования и закаливания. В процессе приемки молоко цельное и обезжиренное, сливки взвешиваются, оценивается их качество, и далее они хранятся в охлаждаемых резервуарах при температуре не выше 6 °С. Все сыпучие продукты подвергаются просеиванию на просеивателях центробежного типа, а сгущенные молочные консервы, сахарный сироп и фруктовые соки фильтруют или процеживают. Сливочное масло сначала размораживают и освобождают от тары, а затем разрезают на куски и подвергают плавлению. Подготовленное сырье дозируется дозаторами или отвешивается в соответствии с рецептурой и смешивается в заготовительной емкости. Смешение компонентов лучше проводить с подогревом до температуры 35–45 °С. Сухие молочные продукты предварительно смешивают с сахарным песком в соотношении 1 : 2 и растворяют в небольшом количестве молока до получения однородной массы. Стабилизаторы вносят в смесь до пастеризации, в процессе пастеризации или после охлаждения пастеризованной смеси. Желатин и агар вводят в смесь в виде 10 %-го водного раствора, метилцеллюлозу – в виде 1 %-го раствора, а другие стабилизаторы используют в сухом виде. Мука может использоваться в виде клейстера, для чего ее смешивают с холодной водой в соотношении 1 : 2, образовавшееся тесто заваривают 3–5-кратным количеством кипятка и нагревают до потери запаха и приобретения характерной стекловидности. Пектин заливают холодной водой в соотношении 1 : 20 и нагревают до полного растворения при постоянном перемешивании, а затем кипятят в течение 1–2 мин. Приготовленный раствор фильтруется и вводится в смесь до пастеризации. Пюре из плодов получают в варочных котлах, а также в протирочной машине. Для приготовления смесей наиболее целесообразно использовать поточные линии (рис. ), которые объединяют указанные виды оборудования с автоматическими дозаторами в технологическую линию. Жидкие компоненты дозируются насосамидозаторами, а сыпучие – специальными весовыми бункерами. Применение поточных линий позволяет значительно механизировать и автоматизировать процесс приготовления смесей для мороженого. Полученную смесь фильтруют для удаления нерастворившихся частиц и примесей. После фильтрации смесь поступает на пастеризацию в пластинчатых 98 пастеризационных установках смесь пастеризуется при температуре 80–85 °С с выдержкой 50–60 с, а в трубчатых – при аналогичной температуре или при температуре 92–95 °С без выдержки. Для улучшения структуры мороженого и уменьшения отстаивания жира при фризеровании проводится гомогенизация жиросодержащих смесей при температуре, близкой к температуре пастеризации. При одноступенчатой гомогенизации применяют давление от 12,5 до 15 МПа для молочной смеси, от 10 до 12,5 МПа для сливочной смеси и от 7 до 9 МПа для пломбира. Пастеризованная и гомогенизированная смесь охлаждается до 4–6°С и хранится не более 24 ч. Хранение или созревание является обязательной стадией для смесей мороженого приготовленных с использованием желатина как стабилизатора. Такие смеси выдерживают при температуре не выше 6°С в течение 4–12 ч, чтобы повысить их вязкость. Смеси, приготовленные с другими стабилизаторами, хранить необязательно. Созревшая смесь подвергается фризерованию. При этом преследуются две цели: насыщение смеси воздухом и ее замораживание. Степень насыщения смеси воздухом оценивается по взбитости, которая представляет собой отношение объема воздуха в мороженом к первоначальному объему смеси, выраженное в процентах. Минимальная взбитость должна быть не ниже 50 % (молочное мороженое), 60 % (сливочное мороженое и пломбир), 35–40 % (плодовоягодное мороженое). Взбитость повышается при увеличении содержания СОМО, количества стабилизатора и дисперсности жира, а также при уменьшении содержания жира и сахара. Смеси, приготовленные с использованием сухих молочных продуктов, взбиваются лучше, чем с применением жидкого молока. Взбитость мороженого зависит также от конструктивных особенностей фризеров. В хорошо взбитом мороженом средний размер воздушных пузырьков не должен превышать 60–70 мкм. При взбитости 100 % в 1 г мороженого содержится около 8,3 млн. воздушных пузырьков с общей поверхностью 0,1 м2. Начальная температура замораживания смеси мороженого составляет от –2 до –3,5 °С Температура смеси при выходе из фризера обычно устанавливается от –5 до –7 °С. Количество вымороженной воды при –5; –11 и –30 °С составляет соответственно 50, 72 и 85 %. Вымороженная вода образует кристаллы, средний размер которых в мороженом составляет 50–100 мкм. Получение более крупных кристаллов нежелательно, так как они ощущаются на вкус и ухудшают структуру продукта. Главными условиями получения мелких кристаллов являются хорошее перемешивание смеси в процессе замораживания и высокая скорость охлаждения. Мороженое, вышедшее из фризера, по консистенции и внешнему виду напоминает крем. После фризерования мороженое фасуется и замораживается (закаливается) до –15 –18 °С. Закаливание следует осуществлять интенсивно, чтобы не допустить увеличения размеров кристаллов льда более чем до 60–80 мкм. Мороженое фасуется в брикеты на вафлях; в вафельные стаканчики, трубочки и рожки; бумажные стаканчики, брикеты на палочке, в полиэтиленовую пленку и др. Готовое мороженое хранится в холодильных камерах при температуре воздуха –20 –23 °С. Допустимые колебания температуры не должны превышать ±2 °С. Резкие колебания температуры мороженого приводят к укрупнению в нем кристаллов льда, в результате чего ухудшается его качество. Допустимая продолжительность хранения 1–1,5 мес (молочное мороженое), 1,5–2 мес (сливочное) и 2–3 мес (пломбир). Длительность хранения снижается для мороженого с повышенным содержанием влаги, мелкофасованного и при наличии наполнителя. Ниже приведено описание особенностей технологии производства отдельных видов мороженого. Мягкое мороженое. C целью расширения ассортимента вырабатывают мягкое 99 мороженое, обладающее кремообразной консистенцией, невысокой взбитостью (40–60%) и температурой от минус 5 до минус 7°С. Это мороженое не закаливают и отпускают потребителю сразу из фризера. Для приготовления мягкого мороженого используют восстановленные смеси, приготавливаемые из сухих смесей для мороженого. Мороженое молочное, сливочное и пломбир. Их выпускают обычно без наполнителей и добавок. Для расширения ассортимента мороженого используют шоколадную глазурь, различные вкусовые наполнители или добавки. Наполнители (кофейный отвар, какаопорошок, ореховый пралине, сироп, крем-брюле) образуют со смесью мороженым однородную массу, их вводят в смесь мороженого при пастеризации или после охлаждения (шоколадный сироп). Добавки (ягоды, орехи, шоколад, а также шоколадный, ореховый, клубничный и другие гарниры) обычно вносятся в мороженое после фризерования с помощью фруктопитателя. Эскимо готовят из сливочной или молочной смесей без наполнителей и с наполнителями, глазированным и неглазированным. Глазурь (шоколадная, сливочнокремовая, ароматическая и шоколадно-ореховая) должна составлять 20 % массы эскимо. Плодово-ягодное мороженое. Технологический процесс производства этого мороженого отличается от производства основных видов мороженого подготовкой сырья. Гомогенизацию смеси не проводят. Ароматическое мороженое. При производстве растворы пищевой кислоты, ароматических и красящих веществ предварительно пастеризуются и вносятся в охлажденную сахарную основу перед фризерованием. Мороженое любительских видов. Оно отличается массовой долей жира, имеющей промежуточное значение между массовой долей молочного мороженого и пломбира. Выпускают также обезжиренные виды и шербет с массовой долей жира 1 %. Торты, кексы и пирожные из мороженого готовят на сливочной или пломбирной основе с оформлением кремом или другими десертными добавками. Пороки мороженого можно разделить на следующие группы. Пороки вкуса и запаха мороженого на молочной основе могут быть приобретены от молочных продуктов и ароматических ингредиентов. Пороки консистенции обусловлены спецификой технологии. Неоднородная и песчаная консистенция вызвана наличием крупных воздушных пузырьков, кристаллов льда и лактозы. Плохая эластичность мороженого получается при высоком содержании в нем воздуха и недостатке стабилизатора и сухих веществ. Твердая или влажная консистенция возникает из-за недостаточного количества воздуха и избытка сухих веществ. Крошливая консистенция мороженого связана с нарушением процессов приготовления стабилизаторов и созревания смеси. Пороки цвета мороженого (интенсивная, неоднородная) связаны с нарушением дозы красящих веществ и недостаточным перемешиванием смеси. Для устранения пороков консистенции, цвета и вкуса мороженого следует строго соблюдать технологические режимы и санитарно-гигиеническое состояние производства. Контрольные вопросы и задания: 1. Дайте схему технологических процессов производства мороженого. 2. Назовите виды сырья, используемые в технологии мороженого. 3. В чем заключается сущность процесса фризерования? Раздел.6 КОНСЕРВОВ ТЕХНОЛОГИЯ МОЛОЧНЫХ Глава 1. ОБЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ МОЛОЧНЫХ КОНСЕРВОВ СУЩНОСТЬ И СПОСОБЫ КОНСЕРВИРОВАНИЯ МОЛОКА Молочные консервы – это продукты, выработанные из натурального молока с 100 применением сгущения с последующей стерилизацией или добавлением сахара и сушки. Они обладают высокой энергетической ценностью за счет концентрации составных частей молока, а также высокой транспортабельностью и стойкостью при хранении. Консервирование – это обработка продуктов особыми способами в целях предохранения их от порчи. Главной причиной изменения качества продуктов при хранении является действие микроорганизмов. Поэтому в основе всех способов консервирования лежат приемы, направленные либо на уничтожение самих микроорганизмов, либо на подавление их жизнедеятельности. В результате консервирования продукт приобретает способность храниться длительное время. Из всех известных принципов консервирования для производства молочных консервов используются два: абиоз и анабиоз. Абиоз. Консервирование по принципу абиоза основано на полном уничтожении находящихся в продукте микроорганизмов (стерилизация). При производстве молочных консервов используется тепловая стерилизация, которая осуществляется под действием высоких температур, в результате чего погибают не только вегетативные, но и споровые формы микроорганизмов. Полученное таким образом молоко выдерживает длительное хранение. Анабиоз. Консервирование по принципу анабиоза заключается в подавлении микробиологических процессов химическими или физическими средствами. В производстве молочных консервов используют только физические средства: повышение осмотического давления (осмоанабиоз) и высушивание (ксероанабиоз). Консервирование повышением осмотического давления основано на нарушении естественного обмена веществ между живой клеткой и средой. Поступление питательных веществ в микробную клетку и удаление из нее продуктов обмена происходит за счет разности концентраций питательного раствора и вещества клетки. Когда концентрация веществ, растворенных во внешней среде, больше концентрации веществ внутри клетки, осмотический перенос раствора направлен из клетки наружу. При этом протоплазма клетки обезвоживается, что сопровождается плазмолизом и отделением ее от оболочки; создаются условия, неблагоприятные для жизнедеятельности микробной клетки. Осмотическое давление в молоке составляет 0,74 МПа. Микроорганизмы, внутриклеточное давление которых составляет 0,4–0,6 МПа, попадая в молоко, ввиду незначительной разницы в давлениях при достаточном количестве влаги и питательных веществ хорошо в нем развиваются, что вызывает порчу продукта. Повысить осмотическое давление в молоке можно путем увеличения содержания сухого молочного остатка сгущением молока и растворением в нем сахара. В сгущенном молоке осмотическое давление достигает 18 МПа. Такое резкое по сравнению с исходным повышение осмотического давления создает условия, неблагоприятные для жизнедеятельности микроорганизмов. Однако некоторые микроорганизмы, попадающие в продукт, легко адаптируются к повышенному осмотическому давлению, поэтому молоко необходимо предохранять от попадания в него вторичной микрофлоры. Консервирование высушиванием основано на удалении из продукта влаги и создании физиологической сухости, обусловливающей увеличение разности между осмотическим давлением в бактериальной клетке и окружающей средой. Необходимыми условиями нормальной жизнедеятельности микроорганизмов являются достаточное содержание влаги во внешней среде и высокое содержание воды в клетках (80–85 %). Вода обеспечивает нормальное равновесие между микробной клеткой и средой, участвуя в обмене веществ. По принципу диффузии и осмоса в микробную клетку постоянно поступают растворимые питательные вещества из окружающей среды и вместе с водой из нее удаляются продукты обмена. 101 Для нормального протекания процессов, связанных с жизнедеятельностью микроорганизмов, необходимо, чтобы массовая доля воды в продукте составляла около 25–30 %. Поэтому, если количество влаги в продукте будет ниже минимума, требующегося для жизнедеятельности микроорганизмов, стойкость продукта при хранении повысится. Массовая доля влаги в сухом молоке составляет 3–4%, при этом сильно повышается концентрация растворенных в воде веществ и создаются условия, приводящие микроорганизмы в анабиотическое состояние. Чтобы воспрепятствовать развитию остаточной микрофлоры, высушенный продукт нужно предохранять от поглощения влаги. Продукт следует хранить в герметически укупоренной таре при относительно низких температурах (не выше 10°С), тормозящих протекание биохимических реакций. Классификация выпускаемых молочной промышленностью консервов в зависимости от способов консервирования приведена в табл. . Кроме перечисленных способов, на которых основано промышленное консервирование для уничтожения микроорганизмов и инактивации ферментов, самостоятельно или в комплексе с другими способами консервирования применяют облучение ультрафиолетовыми лучами, ионизирующие излучения, антибиотики и др. Например, в дополнение к тепловой стерилизации при консервировании молока допускается использовать антибиотик низин, который, активно воздействуя на бактерии, позволяет уменьшить продолжительность собственно стерилизации без снижения ее эффективности. Обобщая сведения о способах консервирования, следует отметить, что молоко и молочные продукты можно сохранить в течение длительного срока, воздействуя на них всевозможными факторами. Однако любая обработка не должна сопровождаться необратимыми изменениями составных частей сухого вещества молока. Классификация молочных консервов в зависимости от способов консервирования Принцип Способ Молочные консервы консервирования консервирования Молоко сгущенное стерилизованное Молоко концентрированное стерилизованное Тепловая Молоко нежирное стерилизованное Абиоз стерилизация Молоко сгущенное стерилизованное с кофе Молоко сгущенное стерилизованное с какао Сливки стерилизованные Анабиоз: Молоко цельное сгущенноес сахаром Молоко нежирное сгущенное с сахаром Сливки сгущенные с сахаром осмоанабиоз Сгущение Пахта сгущенная с сахаром Консервы со сгущенным молоком, сахаром и наполнителями (кофе, какао) Молоко коровье цельное сухое Молоко сухое «Домашнее» Молоко коровье обезжиренное сухое ксероанабиоз Сушка Сливки сухие Продукты сухие кисломолочные Пахта сухая ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К СЫРЬЮ К сырью, предназначенному для производства молочных консервов, предъявляют повышенные требования, так как пороки сырого молока в результате концентрирования 102 сухих веществ усиливаются. Для консервирования пригодно натуральное молоко, соответствующее требованиям ГОСТ 13264—88. Оно должно быть термоустойчивым, иметь кислотность 16–18°Т (для концентрированного молока), не выше 19°Т (для стерилизованных консервов) и 20°Т (для других видов молочных консервов), а также иметь невысокую микробиологическую обсемененность. При подборе молока для консервов необходимо учитывать его химический состав и свойства. Массовая доля воды в молоке должна составлять 87,5 %, жира – 4,0 %, СОМО – 8,75 %. Причем отношение жира к СОМО должно быть в пределах от 0,4 до 0,69. Кроме того, следует учитывать содержание сывороточных белков, которые понижают термостойкость. По этой причине считается непригодным для выработки консервов молозиво и стародойное молоко. Более пригодно молоко с меньшими размерами жировых шариков и мицелл казеина, так как в таком молоке замедляется отстаивание белково-жирового слоя при хранении. Таким образом, пригодность сырья устанавливают по результатам физико-химических и бактериологических анализов, а также органолептической проверки. ОБЩИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА МОЛОЧНЫХ КОНСЕРВОВ Производство молочных консервов характеризуется рядом общих приемов подготовки и обработки сырья: приемка, очистка, охлаждение и резервирование, нормализация, тепловая обработка, гомогенизация, сгущение. Приемка, очистка, охлаждение молока, осуществляемые аналогично выполнению этих операций при производстве молочных продуктов, были рассмотрены ранее. Для обеспечения бесперебойной работы оборудования (вакуум-выпарных установок) и подбора термостойкого молока возникает необходимость в охлаждении и резервировании молока. Режимы охлаждения выбирают в зависимости от продолжительности резервирования. Наиболее оптимальные условия – это охлаждение до 4–8 °С и хранение не более 12 ч. Нормализация исходной смеси осуществляется для получения в молочных консервах необходимого соотношения между составными частями сухого вещества. При этом соотношения массовых долей любых двух составных частей сухого вещества в нормализованной смеси и готовом продукте должны быть одинаковыми. Порядок расчета приведен в главе «Расчеты по нормализации сырья». Пастеризация. Нормализованную смесь перед сгущением пастеризуют при температуре (90±2) °C или (107±2) °С без выдержки. Сразу после пастеризации рекомендуется охладить молоко до 70–75 °С для предотвращения денатурации сывороточных белков и других нежелательных физико-химических изменений. Сгущение. После охлаждения молоко направляют на сгущение, т. е. концентрирование сухих веществ молока или его смеси е компонентами путем выпаривания влаги в вакуум-выпарных установках при давлении ниже атмосферного. Применение вакуума позволяет снизить температуру кипения молока и в наибольшей степени сохранить его свойства. Вакуум-выпарные установки могут быть непрерывного и периодического действия. По способу заполнения выпариваемой жидкости различают циркуляционные (объемные) установки с циркуляцией определенного объема жидкости и пленочные, в которых выпаривание происходит из пленки толщиной 2–10 мм. При такой толщине пленки интенсифицируется теплообмен и сокращается продолжительность теплового воздействия. В целях экономии тепловой энергии на сгущение установки конструируют многокорпусными. В периодически действующую вакуум-выпарную установку поступает определенный объем молока или смеси, и сгущение продолжается до достижения требуемой концентрации сухих веществ. Продукт быстро выгружают и направляют на охлаждение в вакуум-охладитель. После выгрузки продукта в вакуум-выпарные установки 103 поступает новая партия подготовленной смеси и процесс сгущения повторяется. При непрерывно-поточном способе по сравнению с периодическим проводится непрерывное выпаривание. Смесь, частично сгущаясь в первом корпусе, последовательно проходит остальные корпуса, где выпаривается до конечной концентрации сухих веществ, поступает в емкость для продукта и на охлаждение. При непрерывно-поточном способе сгущения по сравнению с периодическим снижаются затраты времени в 1,36 раза на обработку 1 г молока, расход пара в 1,55 раза и воды в 1,46 раза. Кроме того, непрерывно-поточный способ позволяет автоматизировать технологический процесс. При выпаривании основными параметрами процесса являются температура, продолжительность воздействия и кратность концентрирования. Температура выпаривания в зависимости от числа корпусов установки и содержания сухих веществ в смеси колеблется от 45 до 82 С. Продолжительность теплового воздействия зависит от вида вакуум-выпарных установок. В однокорпусной циркуляционной установке она колеблется от 1 (при сгущении от 11 до 25% сухих веществ) до 10 ч (при сгущении от 6,0 до 60%). В пленочной вакуум-выпарной установке продолжительность выпаривания колеблется от 3 до 15 мин. При сгущении состав молочных консервов может определяться в соответствии с кратностью концентрирования или сгущения. Кратность концентрирования показывает, во сколько раз увеличиваются массовые доли сухого остатка и его составных частей или во сколько раз уменьшается масса сгущенного продукта по сравнению с массой исходною сырья. Кратность концентрирования рассчитывают из следующих отношений: n mсм : mпр Cпр : Ссм Жпр : Жсм СОМОпр : СОМОсм ... , где n – кратность концентрирования (сгущения); mсм, mпр – масса исходной смеси и продукта, Спр, Жцр, СОМОпр – массовая доля сухих веществ, жира, сухого обезжиренного молочною остатка в продукте и соответственно в исходной смеси (Ссм, Жсм, СОМОсм). Глава 2. СГУЩЕННЫЕ МОЛОЧНЫЕ КОНСЕРВЫ СТЕРИЛИЗОВАННОЕ И КОНЦЕНТРИРОВАННОЕ МОЛОКО В зависимости от содержания сухих веществ вырабатываются два вида консервов без сахара: сгущенное стерилизованное молоко и концентрированное стерилизованное молоко с повышенным содержанием сухих веществ. Массовая доля сухих веществ в сгущенном стерилизованном цельном молоке должна быть не менее 25,5 %, в том числе массовая доля жира – не менее 7,8 %, а в концентрированном стерилизованном молоке массовая доля сухих веществ – не менее 27,5 %, в том числе жира – не менее 8,6 %. Технологический процесс производства сгущенного стерилизованного молока и концентрированного стерилизованного молока состоит из следующих операций: приемка и подготовка молока, нормализация, тепловая обработка и сгущение, гомогенизация и охлаждение, нормализация, внесение солей-стабилизаторов, фасование, стерилизация, хранение. Особенностью технологического процесса производства сгущенных стерилизованных молочных консервов является стерилизация продукта, поэтому для выработки стерилизованных консервов пригодно молоко не ниже I сорта, кислотностью не выше 19 ºТ и термоустойчивостью по алкогольной пробе не ниже IV группы (для сгущенного стерилизованного молока) и 18 ºТ с термоустойчивостью не ниже III группы (для концентрированного стерилизованного молока). Схема технологической линии производства сгущенного стерилизованного молока приведена на рис. 104 Подобранное по качеству и очищенное молоко нормализуют по массовой доле жира и СОМО. Нормализованную молочную смесь перед пастеризацией обязательно проверяют на термоустойчивость, так как при производстве стерилизованных консервов молоко подвергается воздействию высоких температур и при низкой термоустойчивости может происходить свертывание, загустевание и образование хлопьев в готовом продукте. Термоустойчивость молока в значительной степени зависит от его химического состава и особенно равновесия солевого состава. Повышение термоустойчивости молока достигается внесением солейстабилизаторов. Их добавляют в пастеризованную смесь или в сгущенное молоко. Повышению термоустойчивости способствует и режим пастеризации перед сгущением, обеспечивающий наиболее полную денатурацию сывороточных белков. В зависимости от применяемого оборудования молоко пастеризуют при следующих режимах. нагревают в потоке при температуре (88±2) °С, затем при температуре (125±5) °С с выдержкой 30 с с последующим снижением температуры до (86±2) °С путем самоиспарения в вакуумной камере или последовательно нагревают в четырех подогревателях вакуум-выпарной установки до температуры (88±5) °С, затем в высокотемпературном подогревателе – до температуры (120±5) °С с последующим снижением температуры до 105 °С в вакуумной камере. В пленочных многокорпусных вакуум-выпарных установках непрерывного действия молоко сгущают в стандартном режиме: температура испарения молока не должна превышать в первом корпусе 78 °С, во втором корпусе – 66 °С, в третьем – 56 °С. Окончание процесса сгущения контролируют по достижению стандартной плотности и массовой доли сухих веществ в продукте. В зависимости от типа применяемой вакуум-выпарной установки молоко сгущается до массовой доли сухих веществ 25–28%. Сгущение молока заканчивают по достижении плотности 1061–1063 кг/м3 (при 20 ºС) при производстве сгущенного стерилизованного молока и 1066–1068 кг/м3 при производстве концентрированного молока. Сгущенное молоко гомогенизируют на двухступенчатых гомогенизаторах при температуре (74±2) °С и общем давлении (18±1,0) МПа. Целесообразность применения двухступенчатого гомогенизатора обусловлена необходимостью постепенного повышения давления, так как гомогенизация при высоком давлении снижает термоустойчивость сгущенного молока. После гомогенизации сгущенное молоко охлаждают до температуры (4±2) °С. После гомогенизации в охлажденное сгущенное молоко вносят солистабилизаторы для восстановления нарушенного при пастеризации и сгущении баланса солей. Для повышения термоустойчивости молока применяют смеси солей, состоящие из цитратов и гидрофосфатов калия и натрия, взятых в соотношении, аналогичном соотношению этих солей в натуральном молоке. Смесь подготавливают следующим образом. Гидрофосфат натрия (Na2HPO4·12H2O) и гидрофосфат калия (К2HPO4), а также цитрат натрия (Na3C6H5O7·5,5H2O) и цитрат калия (K3C6H5O7·H2O) берут в соотношении 1:3. Полученные фосфатные и цитратные смеси солей смешивают в соотношении 1:1. Количество соли-стабилизатора определяют на основании пробной стерилизации уже сгущенного молока. Пробную стерилизацию проводят в шести банках. В каждую банку отвешивают по 0,3 кг сгущенного молока. В банки №2–6 вносят 25 %-ный раствор солей-стабилизаторов (0,05–0,4 % сухой соли от массы продукта). В банку №1 соль не вносят. Степень разведения сгущенного молока выравнивают дистиллированной водой. Закатанные банки стерилизуют. После стерилизации оценивают сгущенное молоко в банках по органолептическим показателям и определяют вязкость. Массовая доля солистабилизатора, при которой продукт получил лучшую оценку и имел вязкость 8-18 МПа 105 для сгущенного и 15–20МПа для концентрированного молока, считается оптимальной для данного молока. При стабильном качестве сырья и готового продукта пробную стерилизацию проводят один раз в месяц. Интенсивность взаимодействия белковых и минеральных веществ молока после внесения солей-стабилизаторов зависит от момента внесения солей, а также от продолжительности их взаимодействия с казеинаткальцийфосфатным комплексом. Продукт имеет минимальную вязкость после выдерживания сгущенного молока с сольюстабилизатором перед стерилизацией в течение 6–7 ч.Последующее выдерживание сгущенного стерилизованного молока снова приводит к повышению вязкости. Это проявляется при добавлении различных солей-стабилизаторов и их смесей независимо от вида и количества вносимой соли. При внесении солей-стабилизаторов пастеризованное молоко общая продолжительность взаимодействия молока с солями (пастеризация, сгущение, гомогенизация, охлаждение) составляет 6 ч. Вязкость продукта в этом случае идентична вязкости, полученной при выдерживании сгущенного молока с солями-стабилизаторами в течение 6–7 ч до стерилизации. Стерилизация сгущенных консервов может осуществляться двумя способами: в потоке перед розливом и в таре после розлива. Стерилизация сгущенного молока в потоке не получила промышленного применения. Для выработки сгущенных стерилизованных молочных консервов в нашей стране широко применяется способ стерилизации в таре. Режим стерилизации устанавливают в соответствии с формулой стерилизации, представляющей собой следующую условную запись теплового режима аппарата, в котором осуществляется стерилизация. T1 T2 T3 , t где Т1, Т2, Т3 – продолжительность соответственно подогревания, стерилизации, охлаждения, мин; t – температура стерилизации, ºС. Формула стерилизации устанавливается заранее для конкретного аппарата и конкретных условий. Надежность выбранной для производства формулы стерилизации проверяют микробиологическими анализами. Режим должен обеспечить эффект, выраженный величиной от 4,0 до 5,1 условных единиц (условных минут). При этом нижнее значение условных единиц допускается для обсемененности не более 1 споры в 1 см3 продукта перед стерилизацией. С повышением обсемененности, но не более 10 спор в 1 см3 продукта, требуемый эффект стерилизации должен быть увеличен. Сгущенное или концентрированное молоко, выдержавшее пробную стерилизацию, разливают в предварительно вымытые и пропаренные металлические банки. Наполненные и упакованные банки проверяют на герметичность и направляют на стерилизацию. Для стерилизации продукта в таре используют стерилизаторы непрерывного действия гидростатического или роторного типа, а также стерилизаторы периодического действия. В стерилизаторах гидростатического типа банки со сгущенным или концентрированным молоком стерилизуют при температуре 116–117°С с выдержкой 15–17 мин. В аппаратах периодического действия стерилизация осуществляется при температуре 116–118 °С с выдержкой 14–17 мин. Температура охлаждения стерилизованных консервов должна быть в пределах 20–40 °С. Готовые продукты хранят при температуре от 0 до 10 °С и относительной влажности воздуха не выше 85 % в течение не более 12 мес со дня выработки. При производстве стерилизованных консервов в зимнее и весеннее время года продукты часто загустевают и портятся из-за низкой термоустойчивости молока даже при добавлении солей-стабилизаторов. Для предотвращения порчи молочных консервов тепловая обработка их проводится при более низких температурах и выдержке вследствие 106 добавления антибиотика низина. Известно, что низин, являясь безвредным для человека и животных, вызывает гибель вегетативных и споровых форм бактерий. Снижение температуры стерилизации до 112–115 °С (вместо 118 °С) и выдержки до 12 мин при использовании низина положительно влияет на качество готового продукта В сгущенном стерилизованном молоке с низином на 30% снижается вязкость и кислотность продукта, отсутствует привкус карамелизации. Низин добавляют в виде водного раствора или раствора в сгущенном продукте при тщательном перемешивании на любом участке технологического процесса от сгущения до фасования. Таким образом, применение низина позволяет вырабатывать высококачественные консервы и увеличивать их объем за счет переработки менее термоустойчивого молока. СГУЩЕННОЕ МОЛОКО С САХАРОМ Продукт вырабатывают из пастеризованного коровьего молока, с применением сгущения и добавления сахара для подавления роста микрофлоры. По органолептическим показателям готовый продукт имеет чистый и сладкий вкус, без посторонних привкусов и запахов, однородную консистенцию, без наличия кристаллов сахара, ощущаемых на вкус. По химическому составу в сгущенном цельном молоке с сахаром массовая доля влаги составляет не более 26,5%, сахарозы – не менее 43,5, общая массовая доля сухих веществ – 28,5, в том числе жира – не менее 8,5%. Технологический процесс производства сгущенного молока с сахаром осуществляется в следующей последовательности: приемка, подготовка и резервирование сырья, нормализация, гомогенизация и пастеризация, приготовление и введение сахарного сиропа, сгущение, охлаждение, фасование и хранение. Схема технологической линии производства сгущенного молока с сахаром приведена на рис. . Кроме технологических операций, общих для производства всех видов консервов, при выработке сгущенного молока с сахаром важными приемами являются внесение сахара, приготовление сахарного сиропа и кристаллизация лактозы при охлаждении сгущенного молока. На этих приемах остановимся более подробно. Приготовление сахарного сиропа. Качество сахара, являющегося консервантом и составляющего более половины сухих веществ в сгущенном молоке, в значительной степени влияет на качество готового продукта. Поэтому к качеству сахара предъявляют повышенные требования в отношении растворимости, содержания посторонних примесей и влаги, которая способствует развитию микрофлоры в сахаре. Сахар можно добавлять к молоку в сухом виде или в виде водного раствора (сиропа). При внесении сахара в твердом виде и растворении его в молоке значительно упрощается технология, снижаются затраты (на оборудование, тепло, энергию) и продолжительность сгущения. В то же время при растворении сахара в молоке возможно загрязнение пастеризованного молока микроорганизмами, находящимися в сахаре. Вязкость сгущенного молока, выработанного при растворении сахара в молоке, резко увеличивается в процессе хранения. Способ внесения сахара в твердом виде более предпочтителен при производстве сгущенного обезжиренного молока. При выработке сгущенных консервов, предназначенных для резервирования, несмотря на дополнительные затраты, сахар вносят в виде сиропа. Для приготовления сахарного сиропа рассчитывают необходимые массы сахара и питьевой воды. Концентрацию растворов сахара выбирают с учетом интенсивности выпаривания, а также влияния на свойства молока и готового продукта при хранении. Наиболее оптимальной массовой долей сухих веществ сахарного сиропа, при которой ингибируется развитие бактерий, является 64–65 % сахара. Предварительно очищенный с помощью сит сахар растворяют в горячей воде (70– 80 °С), затем сироп нагревают до кипения без выдержки для обеспечения его стерильности. При температурах выше 100 °С в сиропе возможна инверсия сахарозы, продуктом гидролиза которой является инвертный сахар. Во избежание инверсии 107 выдержка сахарного сиропа от начала кипения до начала смешивания его с молоком не должна быть более 20 мин. Перед смешиванием с молоком сахарный сироп фильтруют на фильтрах или центрифугах. Сгущение молочно-сахарной смеси заканчивают при достижении массовой доли влаги 29–31 % с учетом дополнительного выпаривания влаги в вакуум-охладителе. Кристаллизация лактозы. В сгущенном молоке с сахаром массовая доля лактозы составляет 11,4 % или 0,44 кг на 1 кг воды. Растворимость лактозы в чистой воде составляет: при 60 С – 03,587 кг/кг воды, при 40 С – 0,326 кг/кг воды, при 20 С –0,192 кг/кг воды. Сахароза, присутствующая в сгущенных молочных консервах в соотношении с лактозой 4:1, снижает растворимость лактозы практически в 1,5 раза. Следовательно уже при 40–60 С, а тем более при 20 С, лактоза находится в пересыщенном состоянии и способна кристаллизоваться. Однако, вследствие медленного перехода - в -форму не удается в достаточной мере снять перенасыщение и добиться полной кристаллизации лактозы в процессе охлаждения. Это приводит к росту кристаллов во время длительного хранения продукта при низких температурах. Интенсивность кристаллообразования можно усилить за счет внесения наряду с мелкокристаллической лактозой поверхностно-активных веществ. Их действие обусловлено тем, что они снижают поверхностную энергию и интенсифицируют процесс зарождения кристаллов лактозы. Охлаждение сгущенного молока с сахаром сопровождается увеличением вязкости продукта в 2–3 раза и кристаллизацией лактозы. Кристаллизация объясняется тем, что при понижении температуры растворимость лактозы снижается и получаются перенасыщенные растворы, в которых образуются центры кристаллизации. Для массового зарождения кристаллов лактозы продукт быстро охлаждают, интенсивно перемешивают и вносят затравочный материал. Охлаждать сгущенное молоко с сахаром следует таким образом, чтобы получить кристаллы размером не более 10 мкм. Такие кристаллы при органолептической оценке не ощущаются и продукт имеет однородную консистенцию. Массовой кристаллизации лактозы в продукте способствует внесение затравки из мелкокристаллической лактозы с кристаллами размером не более 3–4 мкм Затравку вносят в количестве 0,02 % массы продукта при температуре интенсивной кристаллизации (31–37 С). При этой температуре наступает перенасыщение лактозы при минимальном увеличении вязкости молока. Усилению процесса кристаллообразования способствует дополнительное введение льняного или подсолнечного масла в количестве 0,001–0,01 %. Масло вводят при подаче молочной смеси на сгущение или перед поступлением продукта на охлаждение. Наибольшая эффективность достигается при внесении затравочных паст, приготовленных из подсолнечного масла и мелкокристаллической лактозы в соотношении 1:1. Растительное масло перед приготовлением нагревают до 90 С в течение 30 мин. Затравочную пасту вносят при температуре интенсивной кристаллизации лактозы. Следует отметить, что пальмовое, кокосовое, стеариновое и другие масла с температурой плавления 27–41 С в результате фазовых превращений, происходящих в них, могут вызвать неконтролируемые процессы кристаллизации лактозы на стадии охлаждения. Сгущенное молоко с сахаром охлаждают до температуры 20 °С и направляют на упаковывание в потребительскую или транспортную тару. Готовый продукт хранят при температуре от 0 до 10 °С и относительной влажности не более 85% в течение 12 мес. Для расширения ассортимента сгущенных продуктов с сахаром вырабатывают продукты с вкусовыми и ароматическими наполнителями. При производстве сгущенного молока с сахаром в качестве наполнителей используют кофе, какао, цикорий. Особенность производства кофе со сгущенным молоком и сахаром заключается в экстрагировании 108 сухих веществ, содержащихся в кофе. Разработаны новые виды сгущенных молочных продуктов с сахаром с заменой молочного белка и жира на растительные. Так, сгущенное молоко с сахаром «Отборное» вырабатывают с использованием растительных жиров. В рецептуру продуктов вводятся различные наполнители, лактулоза, пищевые добавки, в том числе биологически активные. С целью предотвращения при хранении консервов от порчи, вызываемой деятельностью нежелательной микрофлоры и окислителей, применяют консерванты и антиокислители (сорбиновую и аскорбиновую кислоты). Сгущенное молоко «Сластена». Отличительной особенностью технологии этого продукта является проведение ферментативного гидролиза молочного сахара. При гидролизе лактозы образуются две молекулы простых сахаров – глюкозы и галактозы. Они создают большее осмотическое давление, то есть увеличивают консервирующее действие по сравнению с лактозой. Они увеличивают сладость продукта, так как сладость лактозы по отношению к сладости сахарозы составляет 16 %, глюкозы – 75 %. Эти обстоятельства позволяют уменьшить концентрацию сахарозы в продукте без снижения консервирующего эффекта и сладости. Требуемый консервирующий эффект достигается при массовой доле сахарозы в продукте 32 % (против 43,5 %) и воды 33 % (против 26,5 %). Предусмотрена термизация молока перед внесением фермента. Степень гидролиза лактозы составляет 8510 %. Продукты гидролиза лактозы – глюкоза и галактоза обладают большей растворимостью по сравнению с лактозой, после сгущения они не образуют пересыщенных растворов и не кристаллизуются при охлаждении продукта, что исключает из технологического процесса операцию кристаллизации. Способ внесения сахара – бессиропный, предусмотрена выработка продукта с ароматическими добавками. Продукт рекомендуется людям, страдающим лактазной недостаточностью. Глава 3. СУХИЕ МОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ СУХОЕ ЦЕЛЬНОЕ МОЛОКО Технологический процесс производства сухого цельного молока включает стадии от приемки до сгущения молока, которые являются общими для производства молочных консервов. Они были уже рассмотрены, поэтому остановимся на них очень коротко, а более подробно – на особенностях процессов гомогенизации и сушки молока. При производстве сухого молока нормализованное по жиру и сухому веществу молоко пастеризуют при температуре не менее 90 °С. Для сгущения нормализованного молока используют многокорпусные вакуум-выпарные установки, работающие по принципу падающей пленки, или циркуляционные установки. Технические параметры сгущения поддерживают в пределах, указанных в инструкции по эксплуатации применяемых вакуум-выпарных установок. Необходимость гомогенизации сгущенного молока обусловлена тем, что при механической, тепловой обработке и сгущении происходит дестабилизация жировой фракции молока (выделение свободного жира), способствующая окислению жира и порче продукта при хранении. Поэтому для повышения стабильности и снижения содержания свободного жира молоко гомогенизируют. Гомогенизация осуществляется при температуре 50–60 °С и давлении 10–15 МПа для одноступенчатого гомогенизатора; для двухступенчатого гомогенизатора при давлении 11,5–12,5 МПа на первой ступени и 2,5– 3,0 МПа на второй ступени. После гомогенизации сгущенное молоко поступает в промежуточную емкость и затем на сушку. В сухом цельном молоке массовая доля жира составляет 20–25 % и влаги не более 109 4–7 %. Исходя из состава сухого молока можно заключить, что оно не является абсолютно сухим, в нем содержится так называемая неудаляемая влага. По мере высушивания оставшаяся в продукте влага все прочнее удерживается в нем вследствие увеличения сил сцепления и возрастания сопротивления движению воды. Поэтому продукт можно высушить только до равновесной влажности, соответствующей относительной влажности и температуре сушильною агента. В зависимости от метода удаления влаги применяют разные способы сушки: пленочный (контактный), распылительный (воздушный) и сублимационный. При пленочном способе сушка осуществляется в вальцовых сушилках. Сгущенное молоко наносят распылением или тонким слоем на вращающиеся вальцы, поверхность которых нагревается паром до температуры 105–130 °С. В результате контакта высушиваемого продукта с горячей поверхностью вальцов молоко высушивается в виде тонкой пленки. Эта пленка снимается специальными ножами и поступает к элеватору мельницы для размельчения. Процесс сушки на вальцовых сушилках не должен превышать 2 с, так как высокая температура поверхности нагрева вызывает существенные изменения в высушиваемом молоке. В результате контакта с нагретой поверхностью значительная часть жира оказывается не защищенной оболочкой. В связи с этим и вследствие низкой растворимости готового продукта пленочный способ применяют при производстве сухого обезжиренного молока и сыворотки. При сублимационной сушке удаление влаги происходит из замороженных продуктов с содержанием сухих веществ до 40 %. Процесс сублимационной сушки осуществляется при температуре замороженного продукта минус 25 °С и остаточном давлении в сублиматоре 0,0133–0,133 кПа. Продукты, полученные при сублимационной сушке, легко восстанавливаются, сохраняют вкус, химический состав и структуру. Сублимационной сушкой получают сухие кисломолочные продукты, закваски, смеси для мороженого. При распылительном способе сушка осуществляется в результате контакта распыляемого сгущенного продукта с горячим воздухом. Сгущенное молоко распыляется в сушильной камере с помощью дисковых и форсуночных распылителей. В дисковых распылителях сгущенное молоко распыляется под действием центробежной силы вращающегося диска, из сопла которого молоко выходит со скоростью 150–160 м/с и раздробляется на мельчайшие капли из-за сопротивления воздуха. В форсуночные распылители сгущенное молоко подается под высоким давлением (до 24,5 МПа). При сушке на распылительных сушилках сгущенное молоко распыляется в верхней части сушилки, куда подается горячий воздух. Горячий воздух, смешиваясь с мельчайшими каплями молока, отдает им часть тепла, под действием которого влага испаряется, и частицы молока быстро высушиваются. Высокая скорость сушки (испарения) обусловлена большой поверхностью соприкосновения мелкодисперсного молока с горячим воздухом. При быстром испарении влаги воздух охлаждается до 75–95 °С, поэтому тепловое воздействие на продукт незначительно и растворимость его высокая. Высушенное молоко в виде порошка оседает на дно сушильной башни. Распылительные сушилки в зависимости от движения воздуха и частиц молока разделяют на три вида: прямоточные, в которых движение воздуха и молока параллельно; противоточные, в которых движение частиц молока и воздуха противоположно; смешанные – со смешанным движением воздуха и частиц молока. Наиболее рациональными и прогрессивными являются высокопроизводительные прямоточные распылительные сушилки, в которых степень растворимости сухого молока достигает 96–98 %. Схема технологического процесса производства сухого цельного молока представлена на рис. . Подготовленное молоко очищают на центробежном молокоочистителе, затем нормализуют и пастеризуют при режимах, описанных выше. После пастеризации молоко 110 поступает на сгущение в трехступенчатую вакуум-выпарную установку, работающую по принципу падающей пленки. Сгущенное до массовой доли сухих веществ 43–52% молоко гомогенизируют, направляют в промежуточную емкость, снабженную мешалкой и нагревательной рубашкой. Из промежуточной емкости сгущенное молоко насосом подают в сушильную камеру. При этом оно должно иметь температуру не менее 40 °С. В соответствии с техническими характеристиками распылительных сушилок необходимо соблюдать следующие режимы сушки: температура воздуха, поступающего в сушильную установку прямоточного типа, должна быть 165–180 °С, а на выходе из сушильной башни — 65–85 °С; для сушильных установок со смешанным движением воздуха и продукта температура воздуха, поступающего в сушильную башню, должна быть 140–170 °С, а на выходе из башни — 65–80 °С. По выходе из сушильной башни сухое цельное молоко просеивают на встряхивающем сите и направляют на охлаждение. СУХОЕ БЫСТРОРАСТВОРИМОЕ МОЛОКО Быстрорастворимое молоко – это сухой порошок, состоящий из агломерированных частиц, со вкусом и запахом, свойственными пастеризованному молоку; с массовой долей жира – не менее 25 и 15 %, влаги – не более 4%, соево-фосфатидных добавок – не более 0,5 %. Особенности производства быстрорастворимого молока заключаются в двухступенчатой сушке, рециркуляции мелких частиц, участвующих в формировании агломератов, и внесении соево-фосфатидных добавок. При производстве быстрорастворимого молока на первой ступени сушки получают обычное сухое молоко, которое затем увлажняют. При увлажнении сухого продукта происходят укрупнение частиц молока, т. е. его агломерация, и переход лактозы из аморфного состояния в кристаллическое. На второй ступени проводится досушка увлажненного продукта до стандартной влаги. Высушенные на второй ступени частицы молока благодаря агломерированию приобретают пористую структуру. При растворении молока с пористой структурой вода проникает внутрь частицы и способствует ее растворению. Быстрое проникновение воды достигается также повышением смачиваемости за счет внесения соево-фосфатидных добавок. Схема технологической линии производства быстрорастворимого молока аналогична производству сухого молока от приемки до сушки, однако включает следующие дополнительные стадии: агломерацию частиц сухого молока, возврат циклонной фракции, досушку, приготовление соево-фосфатидных добавок и внесение их в сухое молоко, которые представлены на рис. . Сушка сгущенного молока осуществляется до массовой доли влаги в сухом молоке на выходе из башни (3,75±2,25) %. Полученное сухое молоко подают в агломерационную камеру, где оно дополнительно увлажняется пахтой или обезжиренным молоком до массовой доли влаги до 7–9% и агломерируется в псевдоожиженном слое. При этом в агломерационную камеру возвращается циклонная фракция на повторное увлажнение и агломерацию. Влажный порошок из агломерационной камеры направляется в первую секцию инстантайзера, где в псевдоожиженном слое происходит досушивание продукта до массовой доли влаги (4,25 ±0,25)% при температуре воздуха (105±15)°С. Смесь соево-фосфатидных добавок с топленым маслом, приготовленную согласно рецептуре, расплавляют при температуре (65±5)°С и перемешивают. Затем смесь подают в форсунки и направляют на сухое молоко. После внесения добавок продукт досушивают до стандартной влаги во второй секции инстантайзера при температуре воздуха (75±5)°С. Затем готовый продукт охлаждают до 25 °С в третьей секции инстантайзера. Охлаждение сухого молока может проводиться либо воздухом в системе пневмотранспорта, либо в псевдоожиженном состоянии продукта. Охлажденный сухой продукт из промежуточного бункера для хранения транспортируется на фасование. Сухие молочные продукты упаковывают в герметическую потребительскую и 111 транспортную тару. К потребительской таре относятся металлические банки со сплошной или съемной крышкой и массой нетто 250, 500 и 1000 г; комбинированные банки со съемной крышкой, имеющие массу нетто 250, 400 и 500 г с внутренним герметично заделанным пакетом из алюминиевой фольги, бумаги и других материалов; клееные пачки с целлофановыми вкладышами массой нетто 250 г. Быстрорастворимое сухое молоко упаковывают в обычных условиях или в среде азота с предварительным вакуумированием. В качестве транспортной тары применяют бумажные непропитанные четырех- и пятислойные мешки; картонные набивные барабаны; фанерно-штампованные бочки с мешками-вкладышами из полиэтилена массой нетто 20–30 кг. Сухое цельное молоко в потребительской таре (кроме клееных пачек с целлофановыми вкладышами) и транспортной таре с полиэтиленовыми вкладышами хранят при температуре от 0 до 10 °С и относительной влажности воздуха не более 85 % не более 8 мес со дня выработки. Сухое молоко в клееных пачках с целлофановыми вкладышами и фанерно-штампованных бочках с вкладышами из целлофана, пергамента хранят при температуре от 0 до 20 °С и относительной влажности воздуха не более 75 % в течение не более 3 мес со дня выработки. Сухое быстрорастворимое молоко 15 и 25 %-ной жирности хранят при температуре от 1 до 10 °С, относительной влажности не более 85 % и не более 6 мес со дня выработки. Для расширения ассортимента сухих молочных продуктов производят продукты с пониженным и повышенным содержанием жира («Смоленское» молоко, сухие сливки), сухие кисломолочные продукты и смеси для мороженого. Сухие кисломолочные продукты вырабатывают из нормализованного сгущенного молока, заквашенного чистыми культурами молочнокислых бактерий, путем высушивания в распылительных сушильных установках. Производство сухих кисломолочных продуктов аналогично производству сухого цельного молока с введением дополнительной операции – заквашивания сгущенного молока. Сухие смеси для мороженого получают путем высушивания на распылительных установках пастеризованных смесей, приготовленных из цельного, обезжиренного молока, сливок, сахара, стабилизатора и наполнителей, или смешиванием сухой молочной основы с сахарной пудрой. Особенности производства сухих смесей для мороженого заключаются в проведении дополнительных операций по подготовке компонентов и составлению смеси. ПОРОКИ МОЛОЧНЫХ КОНСЕРВОВ В зависимости от характера физико-химических изменений составных частей молока в процессе изготовления и хранения в продуктах могут появляться те или иные пороки. Загустевание относится к основным порокам сгущенного молока с сахаром. Оно появляется во время хранения продукта. В результате самопроизвольного загустевания продукт приобретает излишне вязкую консистенцию и становится нестандартным (продукт, хранившийся от 2 до 12 мес, должен иметь вязкость не более 15 Пас). Реже порок наблюдается при хранении сгущенного стерилизованного молока. Основные причины порока – изменение физико-химических свойств белков и нарушение устойчивости коллоидной системы молока. Механизм загустевания сгущенного молока заключается в следующем. Мицеллы казеина под воздействием высоких температур и нарушенного солевого равновесия теряют стабильность, взаимодействуют друг с другом и коагулируют (образуя структурную сетку). Процесс агрегирования казеиновых мицелл усиливают денатурированные сывороточные белки, которые выполняют роль сшивающих мостиков между частицами. В сгущенном стерилизованном молоке роль сшивающих мостиков могут выполнять также карбонильные соединения. Возникновение порока зависит от времени года, рационов кормления, периода лактации, болезней животных. Как правило, сгущенное молоко с сахаром загустевает весной и в начале лета. Появлению порока способствуют повышенное содержание белков, 112 изменение солевого состава, высокая кислотность молока и нарушение технологических режимов производства молочных консервов (тепловой обработки, гомогенизации и т. п.). Порок можно предупредить, применяя высокотемпературную пастеризацию (выше 100 °С), внося соли-стабилизаторы и т. д. Комковатая и хлопьевидная консистенция сгущенного молока с сахаром характеризуется наличием мелких хлопьев и комочков казеина, образующихся при частичной коагуляции белка. Появляется в продукте, выработанном из молока с повышенной кислотностью (например, из молока с примесью молозива и т. д.). Мучнистая и песчанистая консистенция сгущенных молочных консервов вызывается нарушением процесса кристаллизации лактозы в сгущенном молоке с сахаром. Допускаемые размеры кристаллизации лактозы в продукте составляют не более 15 мкм. Медленное нерегулируемое охлаждение продукта может привести к образованию кристаллов размером 16–20 мкм или более и, как следствие, появлению порока. Необходимо строго соблюдать режимы охлаждения сгущенного молока с сахаром. Пониженная растворимость сухих молочных продуктов наблюдается при сильной денатурации сывороточных белков в процессе сушки. Порок также возникает при хранении продукта с увеличенным содержанием свободного жира, который переходит на поверхность сухих частиц и снижает смачиваемость. Выделению свободного жира способствует повышенное содержание влаги в продукте (более 7 %). Влага вызывает кристаллизацию лактозы с одновременной дестабилизацией жира. Повышенная влажность сухих молочных продуктов, а также хранение в негерметической упаковке приводят к уменьшению растворимости за счет денатурации белков и образования плохо растворимых меланоидинов. Белки денатурируют при наличии в продуктах свободной влаги (связанная влага не изменяет коллоидных свойств белка). В связи с этим содержание влаги в сухом молоке не должно превышать 4–5 %. Потемнение молочных консервов возникает при образовании большого количества меланоидинов в результате реакции между аминогруппами белков и альдегидной группой лактозы и глюкозы. Порок образуется в результате длительного хранения сгущенного молока с сахаром при высокой температуре (35–40 °С) и сухих молочных продуктов в негерметической таре (в условиях повышенной влажности). В сгущенном молоке с сахаром изменяется цвет, появляется сильный привкус карамели, повышается кислотность (до 53–67 °Т), возрастает вязкость. Образование меланоидинов в сухом молоке сопровождается потемнением продукта, появлением неприятных специфических привкуса и запаха и понижением растворимости. Реакции меланоидинообразования в сгущенном молоке с сахаром способствует инвертный сахар. Поэтому необходимо принимать меры к устранению причин, вызывающих инверсию сахарозы. Предохранение продукта от потемнения достигается путем снижения количества сахарозы, увеличения содержания СОМО, внесения в сгущенное молоко аскорбиновой кислоты и других добавок. Для предупреждения потемнения сухого молока необходимо соблюдать требования по содержанию влаги (3–4 %) и герметичности упаковки. Потемнение сгущенного стерилизованного молока возникает в результате длительного воздействия высоких температур при стерилизации. Пороку способствуют увеличение содержания сухих веществ, повышенная кислотность сырья, некоторые соли-стабилизаторы, наличие меди и железа. Прогорклый вкус обусловлен гидролизом жира под действием оставшейся после пастеризации липазы. Встречается в сухих молочных продуктах распылительной сушки и в сгущенном молоке с сахаром низкой вязкости. В сгущенном молоке с сахаром фермент действует на отстоявшийся слой жира. Для предупреждения порока молоко следует пастеризовать при температуре выше 95 С и вырабатывать сгущенное молоко с сахаром вязкостью не ниже 3,0 Пас. Вязкость продукта можно повысить, увеличивая содержание СОМО или гомогенизируя молоко при давлении 2–2,5 МПа после сгущения или перед стерилизацией (при выработке сгущенного стерилизованного молока). 113 Салистый и другие (рыбный, металлический и др.) привкусы возникают при хранении сухих молочных продуктов. При порче в первую очередь окисляется свободный жир, находящийся на поверхности частиц сухих продуктов. Появлению салистого и других привкусов способствует наличие в сухом молоке 9–16 % и более дестабилизированного жира. Порок возникает в результате окисления ненасыщенных жирных кислот под действием кислорода воздуха. Окисление ускоряют воздействие света, наличие солей меди и железа, повышение температуры хранения и влажности воздуха. Для предохранения сухого молока необходимо устранить причины, способствующие повышению в продукте количества свободного жира. Устойчивость сухого молока к окислению увеличивается при добавлении антиокислителей жира: аскорбиновой кислоты, кверцетина и додецилгаллата. Контрольные вопросы и задания. 1. Назовите способы консервирования молочных продуктов. В чем сущность консервирования? 2 Перечислите виды молочных консервов и общие приемы обработки молока при их производстве 3. Каковы особенности технологии стерилизованного молока? 4 Каковы особенности производства сгущенного молока с сахаром? 5. Дайте технологическую схему производства сухого цельного молока. 6. Каковы особенности технологии быстрорастворимого сухого молока? 7. Каковы причины загустевания сгущенного молока с сахаром и меры его предупреждения? 8. Почему может меняться цвет молочных консервов? 9. Можно ли избежать салистого вкуса сухого молока? Раздел 7. ТЕХНОЛОГИЯ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ ПРОДУКТОВ Глава 1. ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ И ПРОДУКТОВ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ ОСОБЕННОСТИ ПРОДУКТОВ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ Молочные продукты детского питания – это продукты, обеспечивающие потребности детского организма в основных пищевых ингредиентах в зависимости от возраста ребенка. Ингредиенты детского питания должны обладать энергетической и биологической ценностью, т. е. обеспечивать организм пищевыми компонентами (белок, жир, углеводы, минеральные вещества и защитными факторами (лизоцим, бифидофлора и др.). Ассортимент молочных продуктов детского питания ориентирован в основном на возрастные группы: первая – продукты для здоровых детей от рождения до одного года; вторая – для здоровых детей от одного года до трех лет и дошкольного возраста; третья – для лечебного питания детей с различной патологией. Молочные детские продукты выпускают сухими и жидкими, неадаптированными и адаптированными (приспособленными к детскому организму). К частично адаптированным сухим молочным смесям, предназначенным для питания детей первого года жизни, относятся смеси «Малютка», «Малыш», «Новолакт» и др. Преимущества сухих молочных продуктов заключаются в возможности их длительного хранения, в обеспечении отдаленных и труднодоступных районов. Однако биологическая ценность сухих продуктов по сравнению с жидкими снижается в результате дополнительной тепловой обработки при восстановлении; продукта. Поэтому в последние годы развернуто промышленное производство жидких стерилизованных молочных продуктов, в том числе и кисломолочных. К жидким стерилизованным и кисломолочным продуктам относятся: стерилизованная смесь «Малютка», ацидофильная смесь «Малютка», кисломолочный продукт «Биолакт», детский кефир и др. Кроме того, разработаны новые виды адаптированных жидких детских продуктов, к которым относятся стерилизованный продукт «Молочко», продукт «Кисломолочный», АГУ – обогащенные необходимыми 114 добавками и биологически-активными компонентами. В рационах питания соотношение белков, жиров и углеводов должно составлять: для детей грудного возраста 1:2:5, младшего дошкольного 1:1:3, школьного 1:1:4. Эти соотношения отличаются от имеющихся в коровьем молоке. Поэтому состав молока коровьего при использовании его для детского и диетического питания должен подвергаться количественной и качественной корректировке. Продукты для детей грудного возраста по составу и свойствам должны быть максимально приближены к женскому молоку. При производстве этих продуктов основным сырьем является коровье молоко и молочные продукты, которые содержат пищевые вещества, необходимые для нормального развития детей. Однако состав коровьего молока в количественном и качественном отношении значительно отличается от женского молока. В коровьем молоке количество белков почти в три раза больше, чем в женском. Качественный состав белков коровьего молока, выражающийся в соотношении казеина и сывороточных белков, также отличается от женского молока. В женском молоке содержится 40 % казеина и 60 % сывороточных белков, а в коровьем – 80 и 20 % соответственно. Качественный состав белков влияет на процесс коагуляции. Белки женского молока образуют в желудке ребенка хлопьевидный, нежный и легкоусвояемый сгусток, в то время как белки коровьего молока дают плотный и грубый сгусток, что обусловлено высоким содержанием казеина. Коррекцию белкового состава коровьего молока с целью его приближения к свойствам белков женского молока можно осуществить путем введения сывороточных и растительных белков, крахмала, цитратов калия и натрия, а также ионообменной обработкой молока. В продукты детского питания для коррекции белкового состава в качестве источника сывороточных белков добавляют деминерализованную сыворотку и концентраты сывороточных белков. Сывороточные белки имеют более полноценный аминокислотный состав и, кроме того, легче перевариваются и усваиваются организмом ребенка. Важное значение при разработке и производстве молочных детских продуктов имеет корректировка жирового состава. Содержание жира в коровьем и женском молоке примерно одинаковое. Однако жир женского молока усваивается значительно лучше, что обусловлено составом жирных кислот. Жир женского молока отличается высоким содержанием незаменимых полиненасыщенных кислот, например линолевой и линоленовой, которые в организме не синтезируются. Для обогащения продуктов детского питания незаменимыми жирными кислотами до уровня, характерного для женского молока, в коровьем молоке молочный жир на 25 % заменяют растительным. Необходимость корректировки углеводного состава коровьего молока вызвана тем, что в нем содержится в 1,5 раза меньше лактозы, чем в женском молоке. Причем качественный состав углеводов женского молока отличается высоким содержанием дисахарида (лактулозы), активизирующего развитие бифидобактерий, подавляющих размножение нежелательной микрофлоры (патогенных стафилококков, кишечной палочки). Углеводный состав в детских продуктах регулируют, добавляя сахарозу, глюкозу, декстрин мальтозу, рафинированный молочный сахар, лактулозу, которая также стимулирует развитие защитной бифидофлоры. Большое внимание при разработке детских продуктов уделяют корректировке минерального состава. В коровьем молоке общее содержание минеральных веществ в 3 раза превышает содержание их в женском молоке. Для того чтобы снизить количество минеральных солей, можно применять ионообменную и электродиализную обработку. Кроме того, для корректировки минерального состава при производстве молочных детских продуктов в смесь вводят цитраты калия и натрия, сульфаты меди, железа и др. Макроэлементы и витамины молока также играют значительную роль в питании 115 детей. Дефицит железа, проявляющийся в раннем возрасте, восполняется в продуктах за счет добавления глицерофосфата или сахарата железа. Для регулирования витаминного состава в детские продукты добавляют препараты жиро- и водорастворимых витаминов группы А, Е, С, РР, В6 и др., а также растительные жиры. Большим преимуществом женского молока является наличие защитных факторов, способствующих высокой сопротивляемости организма заболеваниям. В целях повышения биологической ценности продуктов детского питания предусматривается обогащение их биологически активными веществами. В женском молоке содержится производная цистеина – таурин (H2N–CH2–CH2– SO2H). Таурин образует соединения с желчными кислотами, которые стабилизируют эмульсию липидов пищи и способствуют их всасыванию в кишечнике. Кроме того, таурин является фактором роста, поэтому продукты детского питания обогащают таурином. СЫРЬЕ, ПРИМЕНЯЕМОЕ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОДУКТОВ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ Для производства молочных продуктов детского питания используются как молочные, так и немолочные виды сырья. Основным сырьем является молоко коровье, к качеству которого предъявляются высокие требования. По органолептическим показателям молоко должно представлять собой однородную жидкость без осадка и хлопьев, с чистыми вкусом и запахом, без посторонних, не свойственных свежему натуральному молоку привкусов и запахов, цветом от белого до светло-желтого. В молоке нормируются массовые доли СОМО, жира и общего белка, плотность, кислотность, термоустойчивость и степень чистоты. Температура поступающего молока не должна быть выше 5 °С. Бактериальная обсемененность по редуктазной пробе должна быть не ниже I класса, содержание соматических клеток в 1 см3 молока – не более 500 тыс. Массовая доля тяжелых металлов не должна превышать нормы, утвержденные Минздравом. Не подлежит приемке молоко с добавлением нейтрализующих и ингибирующих веществ, с запахом химикатов и нефтепродуктов, с выраженным хлевным, силосным, кормовым, прогорклым вкусом, с выраженным запахом и привкусом лука, чеснока, полыни. В производстве молочных продуктов детского питания для корректировки соотношения между сывороточными белками и казеином применяют сывороточные белковые концентраты: сыворотку деминерализованную сухую, полученную методом электродиализа (СД-ЭД), концентрат сывороточных белков, полученный методом ультрафильтрации (КСБ-УФ), концентрат сывороточный белковый, полученный методами ультрафильтрации и электродиализа (КСБ-УФ/ЭД), белок сывороточный, вырабатываемый концентрированием сывороточных белков методом диафильтрации (РСБ). Для корректировки сухого вещества молока используют: растительное масло (кукурузное, подсолнечное), сахар молочный рафинированный, сахар-песок рафинированный, экстракт солодовый, кукурузный сироп, глюкозо-фруктозный сироп, муку для детского и диетического питания, толокно овсяное, крахмал кукурузный, белковые компоненты, минеральные компоненты, гидролизат казеина. Получение стойких эмульсий жира в продуктах обеспечивается введением в них стабилизаторов и эмульгаторов (лецитин, пищевые фосфатиды, моноглицериды и др.). Биологическая ценность достигается прибавлением витаминов A, D2, E, С, РР, витаминов группы В и др. По способам производства молочные продукты детского питания подразделяются на следующие виды: сухие, жидкие стерилизованные и кисломолочные продукты. 116 Глава 2. ТЕХНОЛОГИЯ СУХИХ ПРОДУКТОВ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ Сухие молочные детские продукты – это многокомпонентные смеси, вырабатываемые на основе коровьего молока с добавлением различных компонентов, с применением сгущения и сушки. Детские сухие молочные продукты производят по нескольким схемам. Одним из основных отличий этих схем являются внесение различных наполнителей. Вносить наполнители можно, добавляя к жидкой молочной основе или смешивая сухую молочную основу с сухими наполнителями. Технологический процесс производства сухих молочных смесей включает следующие операции: приемка, подготовка сырья, сепарирование молока, смешивание обезжиренного молока с белково-углеводными компонентами (белково-углеводная смесь), смешивание обезжиренного молока с жирами и жирорастворимыми витаминами (молочно-жировая эмульсия), гомогенизацию, пастеризацию и охлаждение молочножировой эмульсии, смешивание белково-углеводной смеси с молочно-жировой эмульсией, нормализацию молочной основы, нагревание ее и сгущение, сушку и охлаждение, смешивание молочной основы с сухими пищевыми компонентами, фасование и упаковывание. Сгущение смеси осуществляется в вакуум-выпарной установке, а сушка – в распылительной сушильной установке при режимах эксплуатации данных видов оборудования. По другой технологической схеме производства сухих смесей проводят все операции первой схемы, за исключением процесса смешивания сухой основы с сухими компонентами. К сухим детским молочным продуктам относятся: сухие молочные смеси – «Малютка» и «Малыш», сухая молочная смесь «Детолакт», сухой молочный продукт «Лактовит–1», «Вита»; каши сухие молочные «Малышка–соя», «Нижегородская», «Молочно-овощная», «Рябинка», «Крестьянcкие»; сухие молочные смеси для лечебного питания: «Энпиты», «Низколактозное молоко», каши сухие для диетического питания. СУХИЕ МОЛОЧНЫЕ СМЕСИ Сухие молочные смеси «Малютка» и «Малыш». В сухих молочных смесях «Малютка» и «Малыш» массовая доля влаги составляет не более 4 %, жира – не менее 25 %, белков не более 15 % («Малютка» и «Малыш» с рисовой мукой) и не более 16 % («Малыш» с гречневой мукой и толокном), углеводов не более 52 % («Малютка» и «Малыш» с рисовой мукой) и не более 51 % («Малыш» с гречневой мукой и толокном), минеральных веществ не более 4 %, меди не более 0,0005 %, олова не более 0,0025 %, глицерофосфата железа не более 0,022 %, содержание свинца не допускается. Индекс растворимости для смеси «Малютка» составляет не более 0,2 см3 сырого осадка. Смеси должны иметь чистый, свойственный свежей молочной смеси вкус, без посторонних привкусов и запахов, белый с кремовым оттенком или кремовый цвет и консистенцию в виде мелкого сухого порошка. Общее количество бактерий в 1 г продукта не должно быть более 25 тыс., не допускается содержание бактерий группы кишечной палочки в 1 г сухих смесей. Схема технологических процессов производства «Малыша» и «Малютки» представлена на рис. . Технологический процесс производства «Малыша» и «Малютки» включает получение сухой молочной основы, приемку, хранение, подготовку и обработку компонентов, дозирование и смешивание компонентов с сухой молочной основой, фасование и упаковывание продуктов. Молоко, оцененное по качеству, для учета массы насосом подается в 117 тензометрические весы, далее охлаждается на пластинчатом охладителе и резервируется в емкости. Для смеси «Малютка» в молоко вносят цитраты калия и натрия. Охлажденное молоко из емкости подается на пластинчатую пастеризационно-охладительную установку, где подогревается до температуры 35–40°С и направляется для очистки в сепаратормолокоочиститель. Затем проводится нормализация молока. Если нормализация производится по схеме: mсм=mсл + mоб, то компоненты смешиваются в процессе выпаривания. Требуемое для нормализации обезжиренное молоко mоб подвергается тепловой обработке при температуре 102–105°С в пароконтактном пастеризаторе и направляется в вакуум-выпарной аппарат. В последней ступени вакуум-выпарного аппарата сгущенное обезжиренное молоко смешивается в потоке с пастеризованными (85–90°С) сливками. По корпусам вакуум-выпарного аппарата температуры испарения изменяются от 69 °С в первом корпусе до 43 °С в последнем. Сгущение производится до массовой доли сухих веществ 42–43 %. Сгущенная молочная смесь через емкость (для компонентов) направляется в смеситель, где смешивается с растительным маслом и витаминами («Малютка» – с солодовым экстрактом), подаваемыми из емкостей, предназначенных для этих компонентов. Обогащенная смесь (СМО = 48 –50%) гомогенизируется при температуре 60–65 °С и давлении 20–21 МПа (I ступень) и 6–7 МПа (II ступень) на гомогенизаторе и через промежуточную емкость подается в распылительную сушилку. Сушка производится при температуре входящего воздуха 165–180°С и выходящего 90–95°С. При таком режиме не допускается перегрев частиц продукта. Из сушильной камеры частицы молочного порошка подаются в вибрационную конвективную сушилку (инстантайзер), в первой секции которого производится агломерирование частиц, во второй – досушивание до конечной влажности и в третьей – охлаждение до температуры не выше 20 °С. Из вибрационной конвективной сушилки продукт направляется на вибросито, где очищается от комков и загрязнений и пневмотранспортом подается в бункер для промежуточного хранения. На этом завершается приготовление сухой молочной основы. Затем сухая молочная основа смешивается с сахарной пудрой, витаминами (для смеси «Малютка») и мукой (для смеси «Малыш») в сухом виде в специальных смесителях. Сахар-песок предварительно размельчается на дробилке. Мучные компоненты растворяют, очищают и сушат на вальцовых сушилках. Для лучшего перемешивания компонентов в дозирующем устройстве установлены ворошители, предупреждающие слеживание продукта и повышающие его сыпучесть. Такая подготовка и обработка компонентов обеспечивает получение однородного продукта. Готовые смеси фасуют массой 0,5 кг в картонные коробки с внутренними пакетами из комбинированного полимерного материала. В камере вакуумирования после удаления воздуха из пачек в них нагнетается азот, сваривается верхний шов внутреннего пакета, и заклеивается верхний клапан картонной пачки с помощью эмульсии. Сухая молочная смесь «Детолакт». В сухой молочной смеси «Детолакт» массовые доли (в %): жира 27–28, белка не менее 13,7 и влаги не более 2. Индекс растворимость не более 0,3 см3 сырого осадка pH в восстановленном виде 6,65–6,85. Технологический процесс производства сухой молочной смеси “Детолакт” осуществляется в следующей последовательности. Молоко подогревают и сепарируют. Основным молочным сырьем является обезжиренное молоко, пастеризованное при температуре 74 °С с выдержкой 16–17 с и охлажденное до 4–6 °С. В емкости для резервирования в обезжиренное молоко вносят растворы цитратов калия и натрия. Кислотность обезжиренного молока не должна превышать 19 °Т. Для получения молочнобелково-углеводной смеси часть обезжиренного молока (60 %) в потоке подогревается до температуры 74 °С и направляется в емкость, куда к нему прибавляются следующие компоненты: рафинированная лактоза, СД-ЭД, КСБ-УФ/ЭД, солодовый экстракт, кукурузный сироп, кукурузная патока, стабилизаторы, сахар рафинированный. Каждый из 118 перечисленных компонентов предварительно подготавливается и обрабатывается. Полученная молочно-белково-углеводная смесь тщательно перемешивается, охлаждается до 4°С и направляется в емкость для общей смеси. Для получения молочно-жировой смеси оставшееся обезжиренное молоко (40 %) подогревается в потоке до 65 °С и направляется в отдельную емкость, где смешивается с витаминами A, D2, E, свиным салом, растительным маслом, эмульгаторами. Подготовленная молочно-жировая смесь в потоке подогревается до 74 °С и направляется в гомогенизатор. В целях получения стойкой жировой эмульсии давление в гомогенизаторе должно быть: 17–16 МПа (I ступень); 8–6 МПа (II ступень). После гомогенизации смесь направляется в емкость для общей смеси, где и смешивается с отдельно приготовленной молочно-белково-углеводной смесью. В течение одного часа все компоненты общей смеси перемешиваются. Далее вносят минеральные соли. Общая смесь в потоке подогревается до температуры 110 °С и сгущается в вакуумвыпарном аппарате до 47–49 % сухих веществ. Водорастворимые витамины вносят в сгущенную смесь перед сушкой. Это обеспечивает более полную сохранность их в продукте. Далее сгущенная смесь в потоке подогревается до температуры 90 °С и направляется на сушку. Для получения продукта с более высокими показателями растворимости применяется следующий режим сушки: температура входящего воздуха 160–175 °С, выходящего 90–100 °С. При пневмо-транспортировании сухого продукта он охлаждается до 25 °С и подается в бункер, откуда производится фасование так же, как и смесей “Малютка” и “«Малыш”. Продукт отличается высокой стойкостью. Сухой молочный продукт «Лактовит-1» по составу приближен к женскому молоку. Вырабатывается из высококачественного коровьего молока, сливок, сывороточного белкового концентрата, молочного сахара, кукурузной патоки, растительных масел с добавлением минеральных веществ, витаминов и таурина. Белковый ингредиент представлен сывороточными белками и казеином в соотношении 60:40. Жирнокислотный состав оптимизирован по соотношению жирных кислот: линолевой и линоленовой. Для стабилизации жира с целью увеличения сроков хранения введен антиокислитель. Срок хранения составляет 15 мес. Сухой молочный продукт с плодово-ягодными добавками «Вита» предназначен для детей от 3-х лет и старше, проживающих на территориях, пострадавших от радиационного воздействия. Продукт вырабатывают со следующими плодовоягодными добавками: яблоком, клубникой, облепихой, клюквой, апельсином, лимоном, малиной, персиком, сливой и др. Плодово-ягодные добавки обогащают продукт природными биологически активными веществами, витаминами, органическими кислотами, минеральными веществами и пектином. Массовая доля жира в продукте – 15 %, влаги – 3 %. Продукт «Вита» вырабатывается из нормализованного молока, концентрированных соков, сиропов, пюре, фруктово-ягодных порошков распылительной и сублимационной сушки, витаминов А и С. Технологический процесс может осуществляться в двух вариантах: I вариант – внесение фруктово-ягодных компонентов в сгущенную молочную основу с последующей гомогенизацией и сушкой; II вариант – получение сухой молочной основы с витаминами и смешение ее с сухими порошками плодов и ягод, с добавлением сахарозы или других углеводов. Продукт упаковывают в картонные пачки с внутренним пакетом из комбинированного материала массой 250 и 500 г. Хранят готовый продукт при температуре от 0 до 10 С и относительной влажности воздуха 75 % не более 8 мес. СУХИЕ МОЛОЧНЫЕ КАШИ Сухие молочные каши для детского питания «Малышка» и «Крупинка». Сухие молочные каши для детского питания «Малышка» (с рисовой,, гречневой мукой или толокном) и «Крупинка» (с манной крупой) содержат массовые доли (в °/о): влаги не 119 более 5,5 («Малышка») и не более 8,0 («Крупинка»), жира не менее 17 («Малышка») и не менее 14 («Крупинка»), сахарозы не более 15 («Малышка»), поваренной соли не более 1,0 («Крупинка»). Отсутствие сахара в каше «Крупинка» позволяет применять ее при заболевании детей сахарным диабетом. Нормируются массовые доли витаминов и сульфата железа. Кислотность не должна превышать 16 и 17 °Т («Малышка») и 19 °Т («Крупинка»), Нормируются массовые доли солей тяжелых металлов. Общее количество микроорганизмов не должно превышать 50 тыс. в 1 г продукта. Технологический процесс состоит из общих технологических операций для получения сухой молочной основы, приемки и подготовки сухих компонентов, дозирования и смешивания их с сухой молочной основой. В молоко, оцененное по качеству, учтенное по массе и охлажденное до температуры 8 °С, вносят раствор сульфата железа. После перемешивания молоко подогревается до температуры 35–45°С, очищается на сепараторе-молокоочистителе и нормализуется с таким расчетом, чтобы сухая молочная основа соответствовала следующему составу: массовая доля жира не менее 40,2 % (в том числе растительного не менее 9,9 % и молочного не менее 30,3 %), СОМО не менее 57,3 %, влаги не более 2,5 %. Перед сгущением нормализованная смесь подвергается очистке и тепловой обработке при температуре 90–105 °С. Если нормализацию проводить по схеме mсм=mсл + mоб, то тепловая обработка сливок производится при температуре 85–90 °С, а обезжиренного молока – при температуре 90–105 °С. Сгущение нормализованной смеси производится в вакуум-выпарном аппарате до массовой доли сухих веществ 40–45 %, после чего сгущенная смесь подается в баки-смесители, где она смешивается с растительным жиром, жирорастворимыми витаминами A, D2, Е и водорастворимыми витаминами С, РР, B1, B6. В баки-смесители витамины подаются через дозирующее устройство. Из баковсмесителей все компоненты после перемешивания и подогревания до температуры 45–50 °С направляются на гомогенизацию, которая производится при 50 °С и давлении: 3,9–5,9 МПа (I ступень) и 2,0–3,9 МПа (II ступень). После гомогенизации смесь направляется на сушку (температура входящего воздуха 180–165 °С и выходящего 85–95 °С). При одностадийной сушке продукт охлаждается в вибрационной конвективной сушилке воздухом, поступающим в первую секцию с температурой 35– 40 °С, во вторую – с температурой 30–40 °С и в третью – с температурой 10–14 °С. Продукт охлаждается до 20 °С и пневмотранспортом подается в бункер для промежуточного хранения. Технология каши “Крупинка” имеет особенности. Поваренная соль вместе с сульфатом железа вносится в охлажденное после приемки молоко, режим гомогенизации: 1l,5–12,5 МПа. Одновременно с получением сухой молочной основы подготавливаются к смешиванию с ней сухие компоненты (мука, толокно, сахарная пудра). Смешивание происходит в бункере-смесителе, куда компоненты поступают в следующей последовательности: мука, толокно или манная крупа, сухая молочная основа и сахарная пудра. После перемешивания смесь направляется в бункер для промежуточного хранения перед фасованием. Смеси фасуют в картонные пачки так же, как смеси «Малютка» и «Малыш». «Малышка Истринская». Это продукт быстрого приготовления, не требующий варки. каши вырабатываются с использованием экструзионной муки быстрого приготовления (рисовой, гречневой или их смеси) двух видов: молочная и безмолочная. Молочные каши вырабатывают из нормализованного молока, растительного масла, экструзионной муки (крупы) с добавлением сахарной пудры, витаминов и минеральных солей. Безмолочные каши вырабатываются из экструзионной муки с добавлением низкосахарной патоки, витаминов и минеральных солей. Продукт предназначен в качестве прикорма детям с 4-6 месяцев. «Малышка–соя». Это продукт быстрого приготовления без варки. Каша представляет собой мелкий сухой порошок, вырабатывается на основе соевого белка, экструзионной муки быстрого приготовления, растительного масла, низкосахарной 120 патоки, минеральных солей и витаминов. СУХИЕ МОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ ДЛЯ ЛЕЧЕБНОГО ПИТАНИЯ К сухим молочным продуктам для лечебного питания относятся сухие молочные смеси «Энпиты» и сухие низколактозные молочные смеси, а также сухие молочные диетические каши. Эти продукты предназначены для лечебного и диетического питания детей и взрослых. «Энпиты». Продукты представляют собой молочные смеси различной биологической ценности: белковые («Энпит белковый»), жировые («Энпит жировой»), обезжиренные («Энпит обезжиренный»), противоанемические («Энпит противоанемический»). Основным компонентом продуктов (кроме «Энпита жирового») является молочно-белковый концентрат – казецит для детского и диетического питания. Он обладает повышенной биологической ценностью, обусловленной содержанием молочного белка (80 %), наличием анионов лимонной кислоты, являющихся физиологически активной добавкой и благоприятствующей всасыванию солей кальция в организме ребенка. Кроме того, казецит содержит важнейшие минеральные элементы – калий, натрий, фосфор, кальций, а также лактозу (до 2 %). В зависимости от вида продукта казецит смешивают с сухой молочной основой, сухим обезжиренным молоком, витаминами B1, В2, В6, РР, С и глицерофосфатом железа — «Энпит белковый», с теми же компонентами, за исключением сухой молочной основы – «Энпит обезжиренный», с теми же компонентами, за исключением сухого обезжиренного молока и сахара – «Энпит жировой» и с добавлением сухой крови, кукурузного крахмала и глюкозы – «Энпит противоанемический». Продукты различаются по содержанию сухих веществ, в том числе отдельных составных частей. В зависимости от вида продукта массовые доли (в %): влаги от 3,5 до 7,5, жира от 6,5 до 39 (в смеси «Энпит обезжиренный» не более 1,0), сахарозы не менее 3,5 и 4,5 («Энпит белковый» и «Энпит обезжиренный») и глюкозы не менее 38 («Энпит противоанемический»). Технологический процесс состоит из последовательного выполнения следующих операций: производство сухой молочной основы и казецита, приемка и подготовка сухих компонентов, дозирование и смешивание компонентов, фасование и упаковывание продуктов. Сухая молочная основа вырабатывается по технологической схеме сухой молочной основы смеси «Малыш». Тепловая обработка нормализованной смеси при температуре 105–115 °С обеспечивает высокую эффективность воздействия на микрофлору и ферменты. Сгущается смесь до 40–45 % сухих веществ при температурах, предусмотренных в паспорте на вакуум-выпарной аппарат. Из вакуум-выпарного аппарата смесь через счетчик подается в смесители, куда прибавляют растительное масло и витамины. Смесь всех компонентов подогревается до температуры 45–50 °С, перемешивается и направляется на гомогенизацию 3,9–5,9 МПа (I ступень), 2,0–3,9 МПа (II ступень), а после гомогенизации – на сушку в распылительную сушилку (температура входящего воздуха 177–173 °С и выходящего 92– 88 °С). Сухой порошок поступает в вибрационную конвективную сушилку для охлаждения. Приемка и подготовка сухих компонентов включают освобождение сахара-песка, сухой молочной основы, казецита, сухого обезжиренного молока, сухой крови, крахмала кукурузного, глюкозы от примесей и комков просеиванием через соответствующие каждому компоненту сита. С помощью магнитных уловителей компоненты освобождаются от частичек металла. Сахар подвергается ультрафиолетовому облучению и дроблению до частиц размером не более 0,1 мм. Подготовленные компоненты с помощью шнековых транспортеров направляются в дозирующе-взвешивающее устройство, где производится их дозирование с последующим поступлением в бункерсмеситель в последовательности: сухая молочная основа, сухое обезжиренное молоко, казецит, сахарная пудра, концентраты витаминов и глицерофосфат железа. Смесь всех 121 компонентов перемешивается и подается на фасование. Сухие низколактозные молочные смеси. К сухим низколактозным молочным смесям относятся низколактозное молоко, а также низколактозные смеси с солодовым экстрактом, с мукой (рисовой, гречневой) или толокном. Низколактозные продукты предназначены для того, чтобы ограничить до минимального предела поступление с пищей молочного сахара. Такая необходимость возникает у детей, не переносящих любые виды молочной пищи. Низколактозное молоко, низколактозные смеси с солодовым экстрактом, мукой или толокном также представляют собой порошок, получаемый сушкой на прямоточных распылительных сушилках смеси 20%-ного раствора казецита, сахарозы, коровьего топленого и кукурузного масла, жирорастворимых витаминов A, D, Е с последующим добавлением сахарной пудры (для низколактозных смесей дополнительно муки или толокна), водорастворимых витаминов В1, В2 В6, С, РР и глицерофосфата железа Продукты характеризуются небольшими различиями в показателях массовых долей жира, сахарозы, лактозы. В низколактозном молоке массовые доли (в %) составных частей должны быть следующими: влаги не более 4, жира не менее 25,5, сахарозы не менее 43,6, лактозы не более 0,6. Продукт должен обладать высокой растворимостью. Технологический процесс заключается в смешивании специально приготовленной сухой молочной основы с необходимыми для того или иного продукта сухими компонентами. Для получения сухой низколактозной молочной основы молоко, оцененное по качеству и учтенное по массе, охлаждается до температуры 6–10 °С и направляется в емкости для промежуточного хранения. В целях более эффективной очистки молоко подогревается до 35–40 °С, подается на сепаратор-молокоочиститель и далее на сепаратор-сливкоотделитель. Сливки охлаждаются и используются для производства других молочных продуктов. Обезжиренное молоко после подогревания до 76–78 °С и выдержки в течение 30 с охлаждается до 6–8 °С и резервируется. Такое молоко является сырьем для получения казецита. Компоненты молочной смеси рассчитывают на основе принятых показателей состава продукта. Для сохранения подготавливаемых компонентов в текучем состоянии готовят 20 %-ный раствор казецита и 30 %-ный водный раствор сахара. Из компонентов, предназначенных для выработки продукта, при температуре не ниже 65 °С приготавливают концентрированную смесь, состоящую из белково-жировой основы и раствора сахара. В белково-жировую основу входят: белки (казецит), жировые компоненты (топленое и кукурузное масло) и жирорастворимые витамина A, D2, E. Полученная концентрированная смесь перемешивается 10–15 мин и направляется на гомогенизацию 4–8 МПа (I ступень), 2—4 МПа (II ступень). После гомогенизации насосом через промежуточный бак концентрированная смесь подается в распылительную сушилку. В целях получения высоко- и быстрорастворимого продукта на первой стадии сушка проводится при температурах входящего воздуха 173–177 °С и выходящего 73–77 °С. На второй стадии сушки в первой секции вибрационной конвективной сушилки достигается требуемая влажность порошка (не более 2,5 %). Во второй и третьей секциях порошок охлаждается до температуры 20 °С и поступает на вибросито. Полученная сухая низколактозная молочная основа хранится до использования в бункерах. Подготовка остальных компонентов заключается в получении сахарной пудры, предварительном, в целях равномерного распределения, смешивании витаминов B1, B2, B6, PP, С и глицерофосфата железа с небольшим количеством сахарной пудры. Подготовленные компоненты из бункеров для промежуточного хранения шнековыми транспортерами подаются в автоматическое взвешивающее устройство, где производится их дозирование. Из взвешивающего устройства компоненты поступают в бункер-смеситель в такой последовательности: сухая низколактозная молочная основа, сахарная пудра, концентрат витаминов и глицерофосфат железа. Все компоненты в течение 5 мин перемешиваются. Не более чем через 48 ч продукт фасуют в среде азота с 122 предварительным вакуумированием в картонные пачки с внутренним вкладышем из многослойной пленки целлофан – полиэтилен – фольга – полиэтилен. Сухая низколактозная молочная смесь с мукой и толокном вырабатывается по технологии низколактозного молока. Дополнительной операцией является подготовка муки, которая производится, как и при производстве смеси «Малыш». При смешивании сухих компонентов в первую очередь подаются мука, толокно и далее, как для низколактозного молока. Каши сухие для диетического питания вырабатывают с использованием казецита, сухого цельного и сухого обезжиренного молока, овощных и ягодных криопорошков, различных видов муки (гречневой, рисовой, толокна). Кроме этого, дополнительно может вводиться витамин B2. каши для диетического питания имеют повышенную массовую долю жира. Вырабатываются они по технологии каш сухих молочных для детского питания. «Нижегородская», «Молочно-овощная», «Рябинка» вырабатывается из высококачественного сухого цельного молока, овощных и ягодных криопорошков с добавлением сахара и различных видов муки (гречневой, рисовой, толокна). Каши рекомендуются для питания детей старше 1 года с недостаточностью функций желудочнокишечного тракта и проживающим в экологически неблагоприятных регионах. «Крестьянские» вырабатываются из сухого цельного молока и муки для детского и диетического питания. Подобранное соотношение растительного и молочного белков в продукте позволяет полностью удовлетворить потребности детского организма в незаменимых аминокислотах, витаминах и минеральных веществах. Одновременное использование трех видов муки придает продукту улучшенные органолептические показатели и положительно влияет на процесс усвоения организмом. Сухие каши “Крестьянские” рекомендуются для питания детей дошкольного и школьного возраста, а также для диетического питания взрослых. Глава 3. ТЕХНОЛОГИЯ ЖИДКИХ СТЕРИЛИЗОВАННЫХ И КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ ЖИДКИЕ СТЕРИЛИЗОВАННЫЕ СМЕСИ Жидкие стерилизованные смеси для детского питания, вырабатываемые на основе цельного или обезжиренного молока с добавлением различных компонентов (сливок, кукурузного масла, концентратов сывороточных белков, углеводов, витаминов, минеральных солей), гомогенизированные и стерилизованные предназначены для непосредственного употребления. К жидким стерилизованным продуктам относятся смеси «Малютка», АГУ-1, АГУ2, «Молочко», детское витаминизированное молоко и др. Технологический процесс производства жидких стерилизованных смесей, например смеси «Малютка», проводят в следующей последовательности: приемка и подготовка сырья, сепарирование, введение цитратов натрия и калия, подготовка компонентов, составление смесей, нагревание и очистка смеси, деаэрация, гомогенизация, стерилизация и охлаждение, асептическое хранение и фасование. Технологические операции от приемки сырья до составления смесей являются общими при производстве детских жидких и сухих молочных продуктов. Особенностью технологии стерилизованных продуктов является процесс стерилизации, который осуществляется одноступенчатым (в потоке) или двухступенчатым (в потоке и в таре) способами. Молоко и компоненты принимают в соответствии с требованиями действующих стандартов. К молоку, предназначенному для производства детских молочных продуктов, предъявляют повышенные требования к степени чистоты, кислотности, бактериальной обсемененности. В процессе подготовки компонентов при необходимости проводят их 123 очистку (фильтрацию) и тепловую обработку. В подготовленный сахарный сироп вносят водорастворимые витамины и глицерофосфат железа. Для повышения термоустойчивости молока и усвояемости продукта к сырому или пастеризованному молоку добавляют цитраты натрия и калия в виде водного раствора (1 : 1). Смесь нормализованного молока с кукурузным маслом и жирорастворимыми витаминами сепарируют на центробежном сепараторе и получают молочно-растительные сливки, которые гомогенизируют при давлении 11 МПа. Молочно-растительные сливки, обезжиренное молоко и раствор водорастворимых компонентов смешивают, охлаждают до 2 – 6 °С и направляют в емкость для промежуточного хранения. Для удаления дестабилизированных белков и механических загрязнений подготовленную смесь очищают и затем деаэрируют (удаляют кислород). Гомогенизацию смеси осуществляют при температуре 75 – 85 °С и давлении 20 МПа, затем стерилизуют при 136 °С с выдержкой 5 с и охлаждают до (6±2) °С. Охлажденная смесь поступает в асептическую емкость для хранения, из которой ее подают в автомат асептического розлива и упаковывания в бумажные пакеты вместимостью 200 cм3. При двухступенчатом способе стерилизации продукт после стерилизации в потоке разливают в бутылки, укупоривают, стерилизуют в специальных стерилизаторах при температуре 110 °С в течение 15 мин и охлаждают. Стерилизованные молочные смеси АГУ-1 и АГУ-2 предназначения для питания младенцев от рождения до 5 месяцев (АГУ-1) и от 5 месяцев до 2 лет (АГУ-2) при искусственном и смешанном вскармливании. Состав молочной смеси АГУ-1 максимально приближен к составу грудного молока. Соотношение казеина и сывороточных белков в продукте составляет 40:60, содержание таурина 4,5 мг %, что соответствует его содержанию в женском молоке. АГУ1 содержит жирные кислоты (линолевую и линоленовую), основные минеральные вещества и 17 витаминов. массовая доля жира в продукте 3,5 %, белка – 1,6 %, углеводов 7,2 %, кислотность – 18 Т. Состав молочной смеси АГУ-2 соответствует потребностям организма ребенка в возрасте 5 месяцев и старше. Соотношение казеина и сывороточных белков в смеси 60:40. Продукт содержит линолевую и линоленовую жирные кислоты, комплекс минеральных веществ: железо, медь, марганец, калий, натрий, кальций, фосфор, магний, цинк. Массовая доля жира в продукте 3,5 %, белка – 2%, углеводов – 8 %, кислотность -12 Т. Продукты вырабатываются из высококачественного молочного сырья, сывороточного белка, кокосового, пальмового. соевого и кукурузного масла, витаминов, минеральных веществ, аминокислот, таурина. «Молочко» предназначено для детей от рождения до 1 года. продукт приближен по основным ингредиентам и незаменимым факторам к женскому молоку. Соотношение казеина и сывороточных белков 50:50, скорректировано содержание ненасыщенных жирных кислот, углеводный и витаминный состав. Продукт вырабатывается из смеси натурального или восстановленного молока, сливок, растительного масла, концентрата сывороточных белков, патоки или солодового экстракта, молочного сахара, минеральных веществ, витаминов, подвергнутой гомогенизации и стерилизации. Срок хранения 45 суток. Детское витаминизированное молоко (разработано ОАО «Завод детских молочных продуктов», Москва) предназначено для детей в возрасте от 8 месяцев до 2 лет. Продукт вырабатывается из натурального молока и обогащен витаминами С и А. КИСЛОМОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ Кисломолочные жидкие продукты для детского питания — это продукты, вырабатываемые из коровьего молока, подвергнутого тепловой обработке, или из смеси его с компонентами путем сквашивания чистыми культурами молочнокислых заквасок. Они предназначены для смешанного или искусственного вскармливания здоровых и 124 больных детей разных возрастных групп. Кисломолочные продукты благотворно влияют на усвоение пищевых веществ и стимулируют секреторную деятельность желудка благодаря специальному подбору микрофлоры, входящей в их состав. Одним из важных преимуществ кисломолочных продуктов по сравнению со сладкими смесями является их низкая сенсибилизирующая способность, т. е. снижение чувствительности к пищевым аллергическим реакциям. Технологический процесс производства жидких кисломолочных смесей отличается от производства стерилизованных смесей дополнительными технологическими операциями заквашивания и сквашивания смеси специально подобранными заквасками. При производстве кисломолочных смесей закваски вносят в охлажденную до температуры заквашивания смесь и сквашивают до образования сгустка кислотностью 40–50 °Т. После сквашивания смесь в той же емкости охлаждают до температуры 6 °С и фасуют. В асептических условиях фасование может осуществляться на фасовочном автомате в бумажные пакеты или на фасовочно-укупорочной машине в предварительно простерилизованные бутылки вместимостью 200 cм3. К кисломолочным продуктам детского питания относятся: ацидофильные смеси «Малютка» и «Малыш», детский кефир «Бифи», смеси кисломолочные АГУ-1 и АГУ-2, «Кисломолочный», детский творог, детский творог «Агуша» и др. Ацидофильные смеси «Малютка» и «Малыш». Ацидофильная смесь “Малютка” предназначена для питания детей при искусственном и смешанном вскармливании с первых дней жизни до 1 года, смесь “Малыш” (с гречневой, рисовой и овсяной мукой) – для питания детей с двухмесячного возраста до 1 года. Сырьем для них являются молоко коровье и сливки, сквашенные закваской, приготовленной на чистых культурах ацидофильной палочки, сахар, кукурузное масло, глицерофосфат или сахарат железа, витамины, солодовый экстракт (для смеси «Малютка») и мука (для смеси «Малыш»). В состав продуктов входят: сухие вещества (13 %); жир (3,5 %), в том числе растительный (0,9 %); углеводы (7,3 %), в том числе лактоза (2,5 %) и сахароза (3,1 %); декстринмальтоза в смеси «Малютка» (1,7 %) и мука в смеси «Малыш» (1,7 %). Витаминный и минеральный составы в обеих смесях нормируются одинаково. Технологический процесс осуществляется следующим образом: пригодное, очищенное и охлажденное до 4–6°С молоко нормализуют до массовой доли жира 4,4–4,5 % (в готовом продукте не менее 3,5 %). В подогретое до 60 °С нормализованное молоко в соответствии с рецептурой вносят кукурузное масло и жирорастворимые витамины, смесь сепарируют. Полученные молочно-растительные сливки гомогенизируют в двухступенчатом гомогенизаторе при давлении 10 МПа (I ступень) и 4 МПа (II ступень), нагревают до 90 °С в течение 10 мин, после чего охлаждают до 6 °С и хранят. Обезжиренное молоко, подвергнутое тепловой обработке при 90 °С с выдержкой 2–3 мин или при температуре 135 °С с выдержкой 5 с, направляется в емкость, где в него вносят подготовленные растворы компонентов, а после выдержки 10 мин при температуре 90 °С и охлаждения до 37–40°С прибавляют закваску (1–3 %) чистых культур ацидофильной палочки. В образовавшийся сгусток (через 3–4 ч при 37–40 °С) кислотностью 40–50 °Т после охлаждения его до 15–20 °С вносят молочно-растительные сливки с жирорастворимыми витаминами и глицерофосфатом железа. Смесь тщательно перемешивают, охлаждают до 6 °С и направляют на фасование в стеклянные бутылки или пакеты из комбинированного материала вместимостью 200 cм3. Готовые продукты хранят при температуре 6 °С не более 48 ч. Кефир детский. Продукт предназначен для искусственного или смешанного вскармливания детей с 6-месячного возраста. Он обладает низкой кислотностью (80–100 °Т), приятным вкусом, диетическими и лечебными свойствами, легкой переваримостью. В зависимости от состава кефир выпускают различных видов – кефир детский, кефир детский обогащенный, кефир детский витаминизированный. Кефир детский содержит жира 3,2 %, сухих веществ 11,0 %; кефир детский обогащенный и витаминизированный 125 содержит жира 3,5 % (в том числе растительного 0,3 %), сухих веществ 11,3 %. В основе технологии продукта лежит схема технологических процессов получения традиционного кефира резервуарным способом. Сырьем для кефира служат молоко цельное, молоко обезжиренное, сливки. Молоко цельное, оцененное по качеству и учтенное по массе, очищают на сепараторах-молокоочистителях и охлаждают до 2–6 °С. Молоко нормализуют до массовой доли жира не менее 3,2 % (для кефира детского) и не менее 3,5 % (для кефира детского обогащенного и витаминизированного). Нормализованное молоко подогревают до 80±2 °С и выдерживают при этой температуре в выдерживателе 18–20 с, затем направляют в сепаратор-молокоочиститель для удаления дестабилизированных белков и механических примесей и в емкость-деаэратор. В производстве кефира детского обогащенного перед гомогенизацией вводят в молоко растительное масло и витамин Е. При приготовлении кефира детского витаминизированного в молоко добавляют водорастворимые витамины С, РР, В1, В6. Гомогенизацию проводят при температуре 75±2 °С и давлении 12–14 МПа на первой ступени и 4–6 МПа на второй. Гомогенизированное нормализованное молоко стерилизуют при 135 °С в течение 3–5 с, охлаждают до 25±2 °С и заквашивают грибковой кефирной закваской (1–3 %) в асептических условиях. После перемешивания смесь оставляют в покое на 8–12 ч до достижения pH 4,5–4,7 (75 °Т), далее охлаждают до 14–16 °С (при этом периодически перемешивают) и оставляют в покое на 10–12 ч для созревания. Сквашивание и созревание продолжается не более 24 ч. Созревший продукт охлаждают до 2–6 °С и упаковывают в пакеты из комбинированных материалов вместимостью 200 см3. Продолжительность хранения при температуре 6 °С не более 6 сут, в том числе на предприятии-изготовителе – не более 24 ч. Детский кефир содержит в своем составе бифидобактерии, предназначен для питания ребенка от 6 месяцев до 2 лет и является средством профилактики дисбактериоза. Кисломолочные смеси предназначены для питания ребенка от рождения до 5 месяцев (АГУ-1) и от 5 месяцев до 2 лет (АГУ-2) при искусственном и смешанном вскармливании. Состав молочной смеси для кисломолочных АГУ-1 и АГУ-2 соответствует составу молочной смеси для стерилизованных АГУ-1 и АГУ-2. в состав заквасок входят молочнокислые микроорганизмы и бифидобактерии. В качестве заквасок используют лиофилизированные DVS-культуры прямого внесения, обладающих высокой антагонистической активностью в отношении патогенной и условно-патогенной микрофлоры. Содержание клеток бифидобактерий: 106 в 1 см3 продукта. Массовая доля жира в продукте АГУ-1 составляет 3,7 %, белка – 1,6 %, углеводов – 7,2 %, кислотность – 50 Т, в продукте АГУ-2 массовая доля жира 3,7 %, белка – 2 %, углеводов – 8 %, кислотность – 50 Т. Технологический процесс производства продуктов состоит из следующих операций: приемка, подготовка сырья и материалов, приготовление нормализованной смеси, очистка, тепловая обработка, гомогенизация, охлаждение, заквашивание и сквашивание, охлаждение, фасование в асептических условиях, маркирование и хранение. Продукт массой 200 г в упаковке типа «Тетра-Брик» хранится при температуре 42 С не более 5 суток. «Кисломолочный» предназначен для детей от рождения до 1 года. При производстве продукта «Кисломолочный» используют такую же смесь, как и для продукта “Молочко”, в которую дополнительно вносят таурин и лизоцим. Смесь сквашивают специально подобранными культурами молочнокислых и бифидобактерий. Срок хранения готового продукта – 10 суток. Творог детский. Продукт предназначается для питания детей с 6-месячного возраста. От обычного творога он отличается пониженной кислотностью (70 °Т) и более высокими санитарно-гигиеническими показателями. Для продукта используют термостойкое молоко коровье не ниже первого сорта. Пригодное для творога молоко 126 очищают на сепараторе-молокоочистителе и охлаждают до 4–6 °С. В процессе производства молоко подогревают до 35–40 °С и сепарируют до получения сливок с массовой долей жира 40 %. Сливки направляют в промежуточную емкость, где подвергают тепловой обработке при температуре 90 °С с выдержкой 10 мин, охлаждению до 6 °С и хранят до использования не более 12 ч. Обезжиренное молоко подогревают до 87–90 °С и направляют в емкость, где выдерживают при температуре 90 °С в течение 10 мин. После этого молоко охлаждают до температуры заквашивания (22–26 °С), вносят закваску (специально подобранные чистые культуры мезофилльных молочнокислых стрептококков) в количестве 5–10 % общей массы. Далее для коагуляции белков при перемешивании в течение 10–15 мин и нагревании при температуре 80 °С вносят 40 %ный водный раствор хлорида кальция, сычужный фермент (или пепсин) и оставляют в покое до образования плотного сгустка (pH 4,5–4,7, кислотность 90–100 °Т). Сгусток перемешивают, подогревают до 50–55 °С, а затем охлаждают до 28–30 °С и направляют через сетчатый фильтр в сепаратор для получения обезжиренного творога влажностью не более 83 %, который охлаждают до 8 °С и подают в смеситель для смешивания со сливками. Готовый творог упаковывают массой нетто 50 и 100 г в стаканчики из комбинированного материала, в пленку из полиэтилена или стеклотару и хранят при температуре 6 °С не более 30 ч. Детский творог, вырабатываемый с использованием ультрафильтрации, предназначен для питания детей с 6 месяцев до 2 лет. Творог вырабатывается из молока, подвергнутого ультрафильтрации. Возможна ультрафильтрация сгустка. Ассортимент творога включает 6 наименований, в том числе 4 вида фруктового творога, вырабатываемого с добавлением натуральных компонентов, содержащих фрукты: яблоко – морковь, абрикос – морковь, яблоко – банан, черная смородина. Так, творог детский с наполнителями (массовая доля жира 8,5 %) вырабатывается из нормализованного гомогенизированного молока, подвергнутого высокотемпературной тепловой обработке, сквашенного закваской, приготовленной на чистых культурах молочнокислых кокков с последующим отделением сыворотки путем ультрафильтрации сгустка и добавлением фруктового, ягодного, овощного наполнителей или их смесей. Кислотность готовых продуктов – не выше 150 Т. Срок хранения при температуре 2–6 С не более 10 сут, в том числе на предприятии-изготовителе не более 24 ч. Творог детский предназначен для детей в возрасте с шести месяцев при искусственном и смешанном вскармливании. Контрольные вопросы и задания. 1. Дайте технологическую схему производства сухих молочных смесей для детского питания «Малютка» и «Малыш». 2. Каковы особенности состава и свойств лечебных молочных продуктов для детского питания? Раздел 8 . ТЕХНОЛОГИЯ СЫРА Глава 1. ОБЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ СЫРА ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРОВ И СЫРЬЯ ДЛЯ СЫРОДЕЛИЯ Состав и свойства сыра. Сыр представляет собой пищевой продукт, вырабатываемый из молока путем коагуляции белков, обработки полученного белкового сгустка и последующего созревания сырной массы. При созревании все составные части сырной массы подвергаются глубоким изменениям, в результате которых накапливаются вкусовые и ароматические вещества, приобретаются свойственные данному виду сыра консистенция и рисунок. Среди продуктов питания сыр занимает одно из первых мест по пищевой и энергетической ценности. Пищевая ценность сыра определяется высоким содержанием в нем белка, молочного жира, а также минеральных солей и витаминов в хорошо сбалансированных соотношениях и легкоперевариваемой форме. В 100 г полножирного 127 сыра содержится 28–30 г белка, 32–33 г жира, около 1 г кальция, 0,8 г фосфора. В сыре содержится большое количество свободных аминокислот, в том числе все незаменимые, свободные жирные кислоты, в том числе ненасыщенные. Для обогащения сыров полиненасыщенными жирными кислотами часть молочного жира при выработке сыра заменяют на растительный. Энергетическая ценность 100 г швейцарского сыра составляет 1657 кДж, российского – 1552 кДж, голландского брускового – 1510 кДж, рокфора – 1519 кДж, брынзы – 1085 кДж. С пищевыми продуктами животного происхождения человек получает в среднем не менее 30% суточной потребности в белке и жире, 60 – в кальции, 50 % – в фосфоре и железе. Этому количеству пищевых веществ эквивалентны 140–150 г полножирного зрелого сыра. При замене сыра другой пищей потребовалось бы соответственно 250–300 г мяса или 300–350 г рыбы. Для профилактики и лечения желудочно-кишечных дисбактериозов вырабатывают сыры, содержащие бифидобактерии. Важной особенностью сыра, как пищевого продукта, является его способность к длительному хранению. Так, выработанные по традиционной технологии сыры швейцарский, советский, голландский, рассольные брынза и другие могут храниться при минусовых температурах в течение нескольких месяцев. Общая схема технологического процесса производства сыра состоит из следующих стадий и технологических операций. Подготовка молока к выработке сыра: контроль качества и сортировка молока резервирование молока созревание молока нормализация тепловая обработка вакуумная обработка ультрафильтрация молока Подготовка молока к свертыванию: внесение в молоко хлорида кальция внесение в молоко нитрата калия или натрия применение бактериальных заквасок и концентратов Получение и обработка сгустка: свертывание молока обработка сгустка и сырного зерна Формование сыра: самопрессование и прессование сыра посолка сыра Созревание сыра. Схема типовой технологической линии производства сыра приведена на рис. . Длительность и режимы технологических операций различны для различных видов сыра. Как показано на рис. , подготовка молока к выработке сыра может осуществляться различными способами в зависимости от имеющегося сырья и оборудования. При обработке зрелого и части незрелого молока смесь молока направляют насосом через уравнительный бак в секцию рекуперации пастеризацинно-охладительной установки. Подогретое молоко подают на сепаратор-нормализатор для очистки и нормализации. Затем после тепловой обработки в секции пастеризации и охлаждения в секции рекуперации до температуры свертывания молоко через счётчик направляют в аппарат выработки сырного зерна (рис. , вариант А). Свежее незрелое молоко направляют на созревание в сыром виде. В этом случае молоко подают насосом на подогреватель, затем на сепаратор-молокоочиститель и охладитель. Охлажденное молоко подают в емкость на созревание. После созревания 128 молоко направляют через уравнительный бак насосом в секцию рекуперации пастеризационно-охладительной установки, далее на сепаратор-нормализатор. Нормализованное молоко поступает в секцию пастеризации и рекуперации пастеризационно-охладительной установки. Пастеризованное и охлажденное до температуры свертывания молоко через счетчик подают в аппарат выработки сырного зерна (рис. , вариант Б). Свежее незрелое молоко с повышенной бактериальной обсемененностью направляют на созревшие после термизации. В этом случае молоко насосом перекачивают в уравнительный бак пастеризационно-охладительной установки, а затем в секцию рекуперации. Из секции рекуперации пастеризационно-охладительной установки молоко направляют на сепаратор-нормализатор. Очищенное и нормализованное молоко возвращают в пастеризационно-охладительную установку, где его термизируют и охлаждают до температуры созревания. При заполнении емкости в молоко вносят бактериальную закваску. Созревшее молоко направляют в пастеризационноохладительную установку. Пастеризованное и охлажденное до температуры свертывания молоко через счетчик подают в аппарат выработки сырного зерна (рис. , вариант В). Если в производстве сыра применяют ультрафильтрацию, в схему подготовки молока к выработке сыра включается ультрафильтрационная установка (рис. , вариант Г). Молоко насосом направляют на подогреватель, затем на сепаратор-нормализатор. Очищенное и нормализованное молоко подают через промежуточную емкость на ультрафильтрационную установку. Молочный концентрат поступает в секцию пастеризации, а затем в секцию охлаждения пастеризационно-охладительной установки. Молочный концентрат, охлажденный до температуры свертывания, направляют в аппарат выработки сырного зерна, а охлажденный до (6±2)°С – на промежуточное хранение. Требования к качеству молока в сыроделии. Сыроделие предъявляет особые требования к качеству молока. Молоко должно иметь чистые вкус и запах, быть без посторонних, не свойственных свежему молоку привкусов и запахов. По внешнему виду и консистенции оно должно представлять собой однородную жидкость без осадка и хлопьев, цветом от белого до слабо-желтого. Сыропригодному молоку свойственны определенные физико-химические и гигиенические показатели. Так, плотность молока должна быть не менее 1027 кг/м3, титруемая кислотность – 16-18 °Т, массовая доля жира – не менее 3,2 %, белка – не менее 3,0%. Температура поступающего на завод молока должна быть не выше 10 °С. Высокие требования предъявляют к молоку по гигиеническим показателям: степени чистоты, бактериальной обсемененности, наличию ингибирующих веществ, количеству спор мезофильных анаэробных лактатсбраживающих маслянокислых бактерий; определяется класс молока по сычужно-бродильной пробе, количеству соматических клеток. На выработку сыра направляют молоко с оценкой по степени чистоты по эталону не ниже I группы; бактериальной обсемененностью по пробе на редуктазу – не ниже I класса, т. е. в 1см3 молока должно содержаться не более 500 тыс. клеток бактерий. Молоко с наличием веществ, ингибирующих рост молочнокислых микроорганизмов (остатков моющих и дезинфицирующих средств, консервантов, антибиотиков и других лекарственных средств, химических средств защиты животных и растений) не допускается перерабатывать на сыр. Молоко не должно содержать значительного количества газообразующей микрофлоры (маслянокислых бактерий, кишечной палочки): кишечная палочка вызывает раннее вспучивание сыров, маслянокислые бактерии – позднее вспучивание. Маслянокислые бактерии образуют споры, которые не погибают при пастеризации. Развиваясь в сыре, эти микроорганизмы вызывают образование неприятной по вкусу масляной кислоты и водорода, который приводит к появлению многочисленных глазков, трещин и вспучиванию сыра. Молоко контролируют на наличие спор мезофильных 129 анаэробных лактатсбраживающих маслянокислых бактерий, количество которых допускается не более 10 спор, а для сыров с высокой температурой обработки сырного зерна – не более 2 в 1 см3 молока. Допускается использовать для выработки некоторых сыров молоко, содержащее в 1 см3 до 25 спор, при условии, что выработка сыра проводится с использованием специальных заквасок и бактериальных препаратов, обладающих антагонистическим действием в отношении возбудителей маслянокислого брожения (например, «БК-Биоантибут», «БК-Углич-5А» и др.). Одним из важнейших свойств является способность молока свертываться под действием сычужного фермента. Часто свертывание молока происходит медленно, для ускорения его требуются увеличенные дозы сычужного фермента, в таком молоке, называемом сычужно-вялым, плохо развиваются микроорганизмы. Для характеристики молока по его способности свертываться сычужным ферментом и определения наличия в молоке бактерий группы кишечной палочки проводят сычужно-бродильную пробу, основанную на контроле качества сгустка. По результатам сычужно-бродильной пробы молоко делят на III класса. Для производства сыра пригодно молоко I и II класса. Многие заболевания коров приводят к изменению состава и свойств молока, поэтому по существующим санитарным и ветеринарным правилам сдача молока от больных коров на заводы категорически запрещается. Однако не исключается поступление на заводы молока от коров с трудно распознаваемой субклинической формой мастита. Примесь маститного молока в сборном в количестве более 6 % приводит к резкому снижению качества сыра: получается дряблый сгусток, биохимические и микробиологические процессы при созревании протекают замедленно и сыры получаются с пороками вкуса, консистенции, рисунка. Кроме того, маститное молоко может содержать недопустимое количество патогенных стафилококков, что приведет к отравлениям токсинами, выделяемыми этими микроорганизмами. В сыроделии предусматривается контроль молока на мастит по содержанию соматических клеток. В молоке, предназначенном для производства сыра, количество соматических клеток не должно превышать 500 тыс. в 1 см3 молока. Не пригодно на сыр молоко, получаемое в хозяйствах, неблагополучных по бруцеллезу, туберкулезу, ящуру, сальмонеллезу. Приемка молока заключается в определении массы молока, его качества и проведении сортировки. После перемешивания молока определяют органолептические показатели: запах, цвет, консистенцию и измеряют температуру. Отбирают пробу молока. Оценку вкуса проводят только после кипячения пробы. Ежедневно в пробах молока от каждой партии определяют кислотность, группу чистоты, массовую долю жира, плотность, количество соматических клеток. В пробах молока от каждого поставщика определяют класс молока по сычужно-бродильной пробе, бактериальную обсемененность no pедуктазной про6e, наличие в молоке веществ, ингибирующих рост молочнокислых микроорганизмов, количество спор мезофильных анаэробных лактатсбраживающих маслянокислых бактерий. При подозрении на фальсификацию молоко проверяют на натуральность. При этом дополнительно определяют массовую долю СОМО, а при необходимости – точку замерзания, присутствие аммиака, соды, пероксида водорода. На основании результатов органолептической оценки, физико-химических и гигиенических показателей устанавливают сыропригодность молока. ПОДГОТОВКА МОЛОКА К ВЫРАБОТКЕ СЫРА Резервирование и созревание молока. Механизация и автоматизация производства сыра могут быть осуществлены только при использовании одинакового по составу и свойствам сырья. Однако состав и свойства партий молока, поступающих на завод, неодинаковы. С целью получения однородного сырья на сутки работы завода молоко резервируют. Резервирование молока заключается в его хранении при температуре от 2 до 6 °С 130 не более 24 ч после дойки, очистки и охлаждения. Сыр нельзя вырабатывать из парного молока и охлажденного непосредственно после дойки до (4±2)°С. После дойки молоко находится в бактерицидной фазе, в таком молоке микрофлора не развивается. Для получения сыра высокого качества необходимо, чтобы свежее молоко созрело. На созревание оставляют до 30 % перерабатываемого молока. Созревание молока заключается в выдержке его при температуре (10± 2) °С в течение (12±2) ч с добавлением (0,1-0,3 %) или без добавления закваски молочнокислых бактерий. Во время созревания изменяются состав и свойства молока. Особенно изменения касаются солей кальция, большая часть которых присутствует в молоке в виде фосфатов, которые обладают различной растворимостью: Ca3(PO4)2 CaHPO4 Ca(H2PO4)2 Увеличение растворимости Наибольшей растворимостью обладает дигидрофосфат кальция, меньшей – гидрофосфат кальция, плохо растворим фосфат кальция. Растворимость солей кальция увеличивается с понижением температуры и повышением кислотности молока. При охлаждении молока коллоидный гидрофосфат кальция переходит в истинно растворимый: (СаНРО4)n коллоидный раствор nСаНРО4 истинный раствор Увеличение ионов водорода в молоке способствует переходу коллоидного гидрофосфата кальция в истинно растворимый дигидрофосфат (СаНРО4)n + nH+ коллоидный раствор nСа(Н2 РО4) истинный раствор Созревание происходит при низкой температуре и длительной выдержке, при этом повышается растворимость солей кальция: при этом коллоидный фосфат кальция переходит в истинно растворимый. Во время созревания молока развиваются молочнокислые бактерии, которые сбраживают молочный сахар с образованием молочной кислоты. Образующаяся молочная кислота содействует переходу гидрофосфатов кальция в более растворимые дигидрофосфаты. Созревание молока сопровождается повышением титруемой кислотности на (1–2) оТ и понижением рН на (0,09±0,05) ед. При снижении рН происходит частичная деминерализация мицелл казеина с образованием растворимых солей кальция в водной фазе молока. Увеличение количества свободных ионов кальция при одновременном снижении рН молока приводит к укрупнению мицелл казеина. При созревании молока происходит ферментативный распад белков (протеолиз), в результате чего в молоке увеличивается содержание различных азотистых соединений. Созревание сопровождается снижением окислительно-восстановитель-ного потенциала молока. Все эти изменения состава и свойств молока при созревании положительно влияют на свертывание молока, развитие микробиологических и биохимических процессов в сыре и его качество. Значительно улучшается свертываемость молока сычужным ферментом, активнее развивается микрофлора закваски, что обеспечивает нормальную обработку сгустка. При этом ускоряется выделение сыворотки из зерна и энергичнее нарастает 131 кислотность. Ускоряются процессы выработки и созревания сыра. На созревание в сыром виде направляют молоко не ниже I класса по редуктазной и сычужно-бродильной пробам без добавления или с добавлением бактериальной закваски в количестве от 0,005 до 0,01 %. Предельная кислотность молока после созревания не должна превышать 20 °Т. Молоко с повышенной бактериальной обсеменностью (второй класс по пробе на редуктазу) направляют на созревание после термизации – нагревания до температуры 652 ºС с выдержкой от 20 до 25 с с добавлением бактериальной закваски от 0,05 до 0,3 % от массы молока. При созревании такое молоко перед выработкой сыра обязательно пастеризуют. При созревании пастеризованного молока обязательно используют бактериальную закваску. С этой целью молоко пастеризуют при температуре 72–74 ºС, охлаждают до 20– 22 ºС, вносят 0,1–0,3 % бактериальной закваски и оставляют при указанной температуре для повышения кислотности на 1–2 ºС. Если зрелое молоко, приготовленное таким способом, не используют немедленно, то его охлаждают до 8–10 ºС и хранят. Зрелое молоко, приготовленное из пастеризованного, не требует дополнительной тепловой обработки. При составлении смеси для выработки сыра соотношение зрелого и свежего молока устанавливают в зависимости от вида сыра и желаемой интенсивности развития микробиологических процессов. Контроль интенсивности микробиологических процессов проводят по титруемой кислотности молока перед свертыванием и нарастанию кислотности сыворотки при обработке зерна. Так, кислотность молока перед свертыванием для сыров типа голландского должна быть 17–19 о Т, для сыров типа швейцарского – 17–20 оТ, для мягких сыров – 23–25 оТ, для рассольных сыров – 20–21 оТ, сыров типа чеддера и российского – 21–22 оТ, для брынзы – 22–23 оТ. Нормализация молока. Для получения стандартного по составу сыры молоко нормализуют. В нормализованном молоке необходимо получить такое соотношение массовых долей жира и белка, чтобы обеспечить стандартное соотношение этих частей в готовом продукте. Регулирование соотношения в сырье проводят путем увеличения или уменьшения массовой доли жира в исходном молоке, для этого необходимо рассчитать массовую долю жира в нормализованном молоке по формуле Жн.м = Кр Бм, где Жнм. – требуемая массовая доля жира в нормализованном молоке, %; КР – расчетный коэффициент; Бм – массовая доля белка в исходном молоке, %. Расчетный коэффициент определяют опытным путем. Для этого проводят несколько выработок сыра, устанавливая ориентировочную жирность нормализованного молока при помощи таблицы, имеющейся в технологической инструкции по производству сыра. В исходном молоке определяют массовую долю белка, а в сыре после прессования – массовую долю жира в сухом веществе. Последняя должна быть на 1 или 1,5 % выше стандартной (с учетом того, что в результате посолки величина массовой доли жира в сухом веществе сыра уменьшается). Нормализацию молока проводят в потоке с использованием сепараторанормализатора или путем смешения цельного молока с рассчитанной массой сливок или обезжиренного молока. Тепловая, вакуумная и ультрафильтрационная обработка молока. Для получения высококачественного готового продукта важнейшее значение имеют отсутствие в молоке посторонней микрофлоры и газообразной фазы, что обеспечивается тепловой и вакуумной обработкой молока, а также величина массовой доли белка в молоке, что можно обеспечить путем ультрафильтрации части перерабатываемого молока. Тепловую обработку молока проводят для уничтожения технически вредной для 132 сыроделия и патогенной микрофлоры, вирусов и бактериофагов. В результате тепловой обработки изменяются нативные свойства молока. Происходит частичная денатурация казеина, растворимые гидро- и дигидрофосфаты кальция переходят в нерастворимую форму – фосфат кальция. При тепловой обработке денатурируют сывороточные белки, при этом β-лактоглобулин образует комплекс с x-казеином, в результате чего уменьшается атакуемость казеина сычужным ферментом, вследствие чего ухудшается свертывающая способность молока под действием сычужного фермента. Денатурированные сывороточные белки при свертывании молока захватываются казеиновым сгустком, вследствие чего задерживается обезвоживание, т.к. сывороточные белки обладают высокими гидратными свойствами, чем казеин, и ухудшается качество сгустка. С целью выявления зависимости продолжительности свертывания молока от температуры пастеризации был проведен эксперимент. Молоко пастеризовали при различных температурах, охлаждали до 32 ºС и вносили сычужный фермент. Были получены следующие данные: Температура пастеризации молока, ºС 65 72 80 85 Продолжительность свертывания, мин 57 60 120 142 Продолжительность свертывания значительно увеличивается с повышением температуры пастеризации. Поэтому в сыроделии приняты не очень высокие температуры пастеризации от 70 до 72 ºС с выдержкой от 20 до 25 с. В случае повышенной бактериальной обсемененности молока допускается повышение температуры пастеризации до 76 ºС с той же выдержкой. Молоко пастеризуют непосредственно перед переработкой на сыр. Поскольку режимы пастеризации, применяемые в сыроделии, таковы, что споровые формы микроорганизмов и часть термофильной микрофлоры не уничтожаются, то целесообразно сочетать обработку молока на сепараторебактериоотделителе с последующей пастеризацией. Обработка молока на сепараторебактериоотделителе позволяет очистить молоко от вегетативных клеток спорообразующих бактерий, термофильных микроорганизмов и спор маслянокислых бактерий. Такая очистка молока с последующей пастеризацией при температуре от 70 до 72 ºС снижает содержание общего количества бактерий на 99,9 % первоначального количества бактерий в молоке. Для пастеризации молока используют пластинчатые пастеризационноохладительные установки, в которых молоко нагревают до температуры пастеризации, выдерживают и охлаждают до температуры свертывания. Вакуумная обработка. Присутствие газа в молоке влияет на процесс производства сыра. Кроме того, некоторые газы и летучие соединения, находящиеся в молоке, могут обусловливать посторонние привкусы и запахи молока, а затем и готового продукта. Уменьшение объема газовой фазы в исходном молоке способствует сокращению продолжительности свертывания молока и обработки сырного зерна, что дает возможность сократить расход и качество готового продукта. Удалить из молока мелкодисперсную газовую фазу и летучие соединения можно в процессе вакуумной обработки молока, которую сочетают с пастеризацией, используя для этого дезодораторы. Разрежение в дезодораторе зависит от температуры поступающего молока: Температура молока, оС 40-45 70-72 74-78 Вакуум, кПа 92-90 68-62 60-30 После вакуумной обработки следует избегать повторного попадания воздуха в молоко. Ультрафильтрационная обработка. В производстве твердых сыров ультрафильтрацию применяют для концентрирования сухих веществ молока с целью достижения оптимальной для каждого вида сыра массовой доли белка в молочном концентрате. Ультрафильтрация осуществляется при температуре (50±5)ºС после 133 нормализации молока по жиру перед его пастеризацией. При этом созревание молока не проводят. Массовая доля сухих веществ в концентрате, полученном при ультрафильтрационной обработке молока, должна быть (14±2) % в зависимости от вида сыра, кислотность концентрата – не более 23 оТ. Повышение кислотности обусловлено увеличением массовой доли белка при ультрафильтрации. Использование ультрафильтрации в сыроделии повышает выход сыра за счет лучшего использования белков молока, сокращает расход молокосвертывающего препарата и бактериальной закваски, повышает качество сыра. УФ-концентраты стимулируют развитие молочнокислых бактерий, что является фактором, интенсифицирующим процесс созревания. В сырах, выработанных с применением ультрафильтрации, содержится большее количество водорастворимых азотсодержащих соединений и свободных аминокислот. ПОДГОТОВКА МОЛОКА К СВЕРТЫВАНИЮ Внесение в молоко хлорида кальция, нитрата калия или натрия. Добавление в пастеризованное молоко хлорида кальция является обязательной операцией, так как пастеризованное молоко медленно свертывается под действием молокосвертывающих ферментов и не образует плотного сгустка, плохо отделяется сыворотка из сырного зерна. При пастеризации часть солей кальция переходит из растворимого состояния в нерастворимое. Хлорид кальция в известной мере восстанавливает исходный солевой состав молока, нарушенный во время пастеризации, и улучшает сычужную свертываемость молока. Исследованиями была показана следующая зависимость продолжительности сычужного свертывания пастеризованного молока от количества добавленного хлорида кальция. Доза хлорида кальция, г на 100 кг молока Продолжительность свертывания молока, мин 0 12 44 18 25 24 21 16 Количество хлорида кальция, необходимого для нормального свертывания молока, можно найти из уравнения (по И.И. Климовскому): С = (Тн – Тж) / КТж, где С – необходимая масса хлорида кальция, г/100 л молока; Тн – продолжительность свертывания молока без хлорида кальция, с; Тж – желаемая продолжительность свертывания молока, с; К– коэффициент солевого эффекта. Для разных образцов молока коэффициент солевого эффекта колеблется в пределах от 2,310-2 до 9,610-2 и устанавливается экспериментально. Хлорид кальция вносят в пастеризованное молоко в количестве от 10 до 40 г безводной соли на 100 кг молока. Оптимальную дозу хлорида кальция устанавливают в зависимости от свойств молока с учетом показаний прибора для сычужной пробы и характера сычужного свертывания молока в предыдущих выработках сыра. При производстве сыра из молочного концентрата доза внесения хлорида кальция увеличивается на (6±2) %. Хлорид кальция вносят в молоко в виде раствора, массовая доля безводной соли в котором составляет 40 %. Хлорид кальция растворяют в воде температурой (85±5) ºС из расчета 1,5 дм3 воды на 1 кг соли. Чтобы предупредить вспучивание сыра при использовании подозри-тельного на наличие гозообразующей микрофлоры (бактерий группы кишечных палочек и маслянокислых бактерий) молока, допускается использовать химически чистый нитрат калия или натрия. В молоке нитраты распадаются на нитриты и кислород. Газообразующие бактерии используют кислород при дыхании, при этом они меньше разлагают молочного сахара, что снижает выделение газов (углекислого газа и водорода). 134 Кроме того, образующиеся нитриты подавляют развитие газообразующей микрофлоры. Молочнокислые бактерии менее чувствительны к нитритам, чем газообразующие. В сырах нитриты распадаются до аммиака, т.е. становятся безвредными для здоровья человека. В сыроделии нитраты применяют в виде раствора в минимальных дозах (20±10) г соли на 100 кг молока. Следует отметить, что использование нитратов не является радикальной мерой, гарантирующей постоянный положительный результат. Применение заквасок и бактериальных концентратов. Бактериальные закваски и бактериальные концентраты представляют собой концентрат клеток бактерий, участвующих в свертывании молока и созревания сыра. Формирование вкуса, запаха и консистенции сыров происходит в результате микробиологических и биохимических процессов. Во время выработки и созревания сыра микроорганизмы развиваются в сыре и воздействуют на сырную массу. В производстве сыров используют различные микроорганизмы: молочнокислые бактерии, пропионовокислые бактерии, сырную слизь, плесени. Ведущая роль принадлежит молочнокислым бактериям, они преобразуют основные составные части молока (лактозу, белки, жир) в соединения, обуславливающие вкусовые и ароматические свойства сыра, его пищевую и биологическую ценность; активизируют действие молокосвертывающих ферментов и интенсифицируют синерезис сычужного сгустка; принимают участие в формировании рисунка сыра и его консистенции; создают неблагоприятные условия для развития посторонней микрофлоры путем быстрого сбраживания лактозы, повышения активной кислотности и снижения окислительновосстановительного потенциала сырной массы; подавляют развитие технически вредных и патогенных микроорганизмов за счет образования соединений, обладающих антибактериальным действием. Молочнокислые бактерии, используемые в сыроделии, можно разделить по их свойствам на следующие группы: - мезофильные гомоферментативные молочнокислые кокки Lc. lactis и Lc. cremoris, сбраживающие лактозу преимущественно до молочной кислоты; - мезофильные гетероферментативные молочнокислые кокки Lc. lactis subsp. diacetilactis, Leuc.cremoris, Leuc.lactis и молочнокислые палочки L. plantarum и L. casei, сбраживающие цитраты в присутствии углеводов с образованием углекислого газа, уксусной кислоты, ацетоина, диацетила; - термофильные гомоферментативные молочнокислые кокки Sс. thermophilus и молочнокислые палочки L. lactis, L. helveticus, L. bulgaricus. При выработке сыров с низкой температурой второго нагревания используют закваски, состоящие из различных комбинаций штаммов кислотообразующих и ароматобразующих мезофильных молочнокислых бактерий (БЗ-СМС, БК-Углич-6, БКУглич-С). В дополнение к основной микрофлоре закваски при выработке сыров с низкой температурой второго нагревания для активизации процессов газо- и ароматобразования используют мезофильные молочнокислые бактерии Leuc. cremoris (БК-Углич-Л). В сыродельной промышленности применяют закваски, обладающие антагонистическим действием по отношению к бактериям групп кишечной палочки, а также против возбудителей маслянокислого брожения. К ним относятся молочнокислые стрептококки и мезофильные молочнокислые палочки L. plantarum, обладающие специфическим, обусловленным не только об-разованием молочной кислоты, но и антагонистическим действием на маслянокислые бактерии (БК - Биоантибут) и на болезнетворную микрофлору, например, на бактерии группы кишечной палочки (БК – Углич – 5а). Кроме того, созданы специальные закваски, в состав которых входят только микроорганизмы, подавляющие развитие маслянокислых бактерий (антагонистическая 135 БЗ-САП и БК-Углич-П). Эти закваски применяют совместно с основной заквасочной микрофлорой, используемой при производстве сыров с низкой температурой второго нагревания (БЗ – СМС, БК – Углич – 6, БК – Углич – С и т.д.). все антагонистические закваски следует применять в период наибольшего обсеменения молока (март – апрель, октябрь - ноябрь) спорами анаэробных бактерий. В производстве некоторых сыров (сусанинский, адыгейский) для активизации молочнокислого процесса используют БЗ, приготовленные на термофильных молочнокислых палочках L. bulgaricus (БЗ – СТМб) или L. helveticus. В закваску для сыра чеддер входят мезофильные молочнокислые стрептококки Lc. lactis и Lc. cremoris (БЗ - СМч) и молочнокислые палочки L. casei (БЗ - СМП), L. bulgaricum, L. plantarum. В производстве сыров с высокой температурной обработкой сырного зерна используют мезофильные молочнокислые стрептококки и палочки в виде заквасок (БЗ – СТС и БЗ - СТП) или универсального сухого концентрата (БК – ТМБ – У), в состав которого входят микроорганизмы, подобранные с учетом протеолитической, липолитической активности и других ценных свойств для сыроделия. Обогатить микрофлору этих сыров можно с помощью мезофильных молочнокислых бактерий (БЗ – СМС, БК – Углич – 6, БК – Углич – С). Кроме того, в формировании вкуса, запаха и рисунка сыров с высокой температурой обработки сырного зерна, помимо молочнокислых бактерий, участвуют также пропионовокислые бактерии, сбраживающие часть лактатов с образованием пропионовой и уксусной кислот, а также углекислого газа. Поэтому при производстве сыров с высокой температурой обработки сырного зерна из пастеризованного молока наряду с молочнокислыми бактериями используют и пропионовокислые бактерии (БК - ПКБ) или бактериальный концентрат, содержащий пропионовокислые бактерии (БК – КСК). Культуры молочнокислых бактерий в БК – КСК подобраны по биологической совместимости с пропионовокислыми бактериями, протеолитической и липолитической активностью. Для сыров с повышенным уровнем молочнокислого брожения разработана бактериальная закваска на основе термофильных молочнокислых палочек, обладающих высокой кислотообразующей способностью и протеолитическими свойствами, а также антагонистической активностью к бактериям группы кишечной палочки (БЗ - ТМП). Бактериальные закваски и концентраты до использования хранят при температуре не выше 5 С срок хранения – от 3 до 4 месяцев. С целью предупреждения накопления на заводе специфических бактериофагов и поражения ими заквасочной микрофлоры проводят постоянную, через каждые (3±1) дня, смену партий бактериальных заквасок и концентратов при приготовлении производственной закваски. Основные этапы приготовления производственной закваски приведены на рис. . Бактериальный концентрат можно применять для непосредственного приготовления производственной закваски. Кроме того, бактериальный концентрат можно сначала активизировать, а затем использовать либо непосредственно в производстве сыра или для приготовления производственной закваски. Из сухих и жидких бактериальных заквасок приготавливают лабораторную закваску, которую используют для получения производственной закваски. Производственные бактериальные закваски или активизированный бакконцентрат вносят в молоко перед свертыванием. Перед внесением закваски в молоко ее необходимо тщательно размешать во избежание попадания в молоко комочков сгустка. Доза вносимой закваски составляет от 0,5 до 3 % объема перерабатываемого молока. Конкретную дозу закваски выбирают в зависимости от вида сыра, скорости нарастания кислотности и обсушки зерна в аппарате выработки сырного зерна, зрелости и физико-химических свойств молока. Некоторые сыры (латвийский, пикантный и др.) с низкой температурой второго нагревания (обработки сырного зерна) созревают с участием сырной слизи, образующейся 136 на поверхности сыра. В микрофлору сырной слизи входят дрожжи, микрококки и неспоровые палочки Brevib. linens двух разновидностей – красная и желтая. Микрофлора сырной слизи выделяет протеолитические и липолитические ферменты, образует большое количество щелочных продуктов распада белка, что приводит к снижению кислотности в поверхностных слоях сыра и гидролизу казеина и жира с образованием специфических вкусовых и ароматических веществ, придающих сыру специфические острые, слегка аммиачные вкус и запах. Обсеменение сыров микрофлорой сырной слизи выполняют разбрызгиванием водой взвеси бактерий на поверхность сыра пульверизатором. Налет бактерий с твердой питательной среды смывают стерильной или кипяченой водой (10 см3) в чистую колбу, разбавляют водой до 0,5 дм3, после чего разбрызгивают на поверхность сыра. Бактериями сырной слизи обсеменяют после посолки по мере их поступления в помещение для обсушки. В том случае, когда в помещении для обсушки и в камерах созревания наблюдается достаточное развитие слизи на сырах и без обсеменения, его прекращают. Возобновляют обсеменение при ослаблении развития слизи. В созревании отдельных видов мягких сыров наряду с молочнокислыми бактериями принимают участие плесени. В созревании сыров русский камамбер, смоленский участвуют белые плесени Penic. candidum и Penic. album, специально культивируемые на поверхности сыров. Плесень, развивающаяся на поверхности с рН от 4,7 до 4,9, потребляет молочную кислоту и нейтрализует продуктами своей жизнедеятельности поверхностный слой сыра, что способствует распаду белков сырной массы. Поэтому эти сыры созревают постепенно от корки к центру сыра. С развитием белой плесени появляется специфический грибной (шампиньонный) привкус сыра. В производстве сыра рокфор используют зелено-голубую плесень Penic. roqueforti, развивающуюся внутри сырной массы. Споры плесени вносят в молоко или сырную массу при ее формировании. Сыры на 8–10-й день после посолки прокалывают, чтобы кислород воздуха поступал внутрь пористой массы сыра для развития плесени. Плесень, развиваясь внутри сыра, выделяет фермент липазу, которая расщепляет молочный жир на ряд жирных кислот (масляную, капроновую, каприловую и др.), придающих сыру специфические острые, пикантные, слегка перечные вкус и аромат. Выращивают указанные виды плесеней на подкисленном сером хлебе, в дальнейшем его, высушивая и размалывая в порошок. Во ВНИИМС разработана технология лиофилизированных бактериальных концентратов, пригодных для непосредственного внесения в молоко при выработке сыра. Это исключает необходимость приготовления производственных заквасок на заводах. ПОЛУЧЕНИЕ И ОБРАБОТКА СГУСТКА Свертывание молока. Для свертывания молока в сыроделии применяют молокосвертывающие ферменты животного происхождения: сычужный фермент и пепсин, а также ферментные препараты на их основе. Сычужный фермент получают из желудков (сычугов) молочных телят, ягнят и козлят. Он представляет собой смесь ферментов химозина (реннина) и пепсина. Количественное соотношение химозина и пепсина в сычужном ферменте зависит от возраста и индивидуальных особенностей животного. В сычугах телят 1–2 месячного возраста преобладает реннин (70 %), в дальнейшем соотношение ферментов меняется и в желудках взрослых животных содержится преимущественно пепсин. Промышленный препарат сычужного фермента содержит 30–40 % пепсина. Его используют в виде порошка, состоящего из смеси сычужного ферменты и хлорида натрия в таких пропорциях, что молокосвертывающая активность сычужного порошка составляет 100000 усл. ед. Молокосвертывающую активность определяют по количеству частей молока, свертываемых одной частью порошка при температуре 35 С в течение 40 мин. 137 Важным условием для действия сычужного фермента являются кислотность и температура молока. Оптимальная кислотность молока для действия сычужного фермента соответствует рН 6,0–6,3. При значении рН выше 6,5 фермент теряет активность. Следует отметить, что при созревании молока кислотность его повышается. При этом величина рН приближается к значению, оптимальному для действия сычужного фермента. Поэтому зрелое молоко свертывается быстрее, чем свежее (рН–6,68). Температура молока. Зависимость между температурой молока и продолжительностью свертывания при добавлении одинакового количества сычужного фермента (по Флейшману) приведена ниже: Температура, оС Продолжительность свертывания, мин Прочность сгустка, ед. 20 25 30 40 41 42 50 32,7 14,0 8,5 6,1 6,0 6,1 12,0 1 2 3 5 Оптимальная температура действия сычужного фермента – 40–41 С. Однако в сыроделии эту температуру не применяют, потому что она выше оптимальной температуры развития лактококков (28–35 оС). Кроме того, при температуре 40–41 С быстро образуется и уплотняется сгусток, прочность которого в пять раз больше, чем сгустка, полученного при 20 ºС, вследствие чего затрудняется его механическая обработка. В сыроделии обычно применяют температуру свертывания молока в пределах от 28 до 36 ºС. Для твердых сычужных сыров температура свертывания – 32–36 ºС, для мягких температуру свертывания снижают от 28–30 ºС с целью увеличения продолжительности свертывания и получения более мягкого сгустка. Для одного и того же вида сыра свертывание проводят при более высоких температурах, если молоко имеет низкую кислотность, недостаточную зрелость и высокую жирность и, наоборот, температуру свертывания понижают при повышении кислотности, высокой степени зрелости и пониженной жирности молока. Кроме того, для сыров с большей массовой долей влаги целесообразно свертывать молоко при низких температурах, а для сыров с меньшей массовой долей влаги – при высоких. Для молока с повышенной способностью к свертыванию сычужным ферментом температуру свертывания снижают в пределах, допустимых для данного вида сыра. И наоборот, использование молока с пониженной свертывающей способностью требует повышения температуры, что в свою очередь позволяет регулировать структурномеханические свойства сгустка. В первом случае происходит некоторое снижение, а во втором – повышение прочностных свойств сгустка. Для повышения активности растворы сычужного фермента лучше готовить не на воде, а на кислой сыворотке (45–60 Т). ее можно приготовить из пастеризованной при 85–90 С и охлажденной до 35–40 С сыворотки, заквашивая чистыми культурами молочнокислых бактерий. Раствор готовят за 3–4 часа до применения. Раствор сычужного порошка на воде готовят за 20 – 30 мин. До внесения его в молоко. Готовый раствор не следует хранить более 1 ч, так как активность фермента постепенно снижается. Пепсин получают из желудков взрослых животных: крупнорогатого скота, овец, коз, свиней и птицы (цыплят и кур). Свертывающая способность препаратов пепсина такая же, как и сычужного порошка. Активность пепсина усиливается в более кислой среде. Рабочие растворы пепсина для свертывания молока готовят на кислой (60–70 Т) пастеризованной сыворотке. Существенным недостатком свиного пепсина является падение его активности в процессе длительного хранения (более 2 – 3 мес.), что вызывает перерасход пепсина, а также появление горечи в сырах. Говяжий пепсин более стоек в хранении. 138 В сыродельной промышленности применяют также ферментные препараты, являющиеся смесью различных молокосвертывающих ферментов – СГ–50, СГ–25,, КС– 50, КГ–50, КГ–30. Эти ферментные препараты, носят название, отражающие их видовой и количественный состав, при этом буква «С» обозначает сычужный фермент, «Г» говяжий пепсин и «К» - куриный. Цифры указывают массовую долю (%) фермента, обозначенного первой буквой. СГ–50 представляет собой смесь сычужного фермента и говяжьего пепсина в соотношении (50:50), т.е. 1:1; ферментный препарат СГ–25 – смесь сычужного фермента и говяжьего пепсина в соотношении 1:3; КС–50 – смесь куриного пепсина и сычужного фермента (1:1); КГ–50 – смесь куриного и говяжьего пепсина (1:1); КГ–30 – смесь куриного и говяжьего пепсина (3:7). Кроме того, выпускается трехкомпонентный препарат «Алтазим». Продолжительность свертывания молока сычужным ферментом устанавливается в зависимости от вида сыра и составляет от 25 до 80 мин. Для твердых сыров, вырабатываемых из молока низкой зрелости, продолжительность свертывания 25–35 мин, для сыров пониженной жирности – 30–40 мин. Для мягких сыров, вырабатываемых из молока высокой степени зрелости, с целью активизации молочнокислого брожения время свертывания увеличивают до 60–90 мин. Для обеспечения установленного времени свертывания, а также для определения зрелости молока и его готовности к свертыванию сычужным ферментом проводят сычужную пробу с помощью прибора ВНИИМС, принцип действия которого основан на законе сычужного свертывания, который для данной пробы молока и препарата сычужного фермента может быть выражен следующим уравнением: Х1Т1=К или Х1Т1/m1=К, где Х1 – масса сычужного фермента, вносимая в 1 кг молока, г; Т1 – продолжительность свертывания, мин; К – величина, постоянная для данной пробы молока и препарата сычужного фермента; m1 – масса молока, вносимая в прибор, кг (1 кг). Прибор представляет собой емкость в форме усеченного конуса вместимостью 1 дм3 с калиброванным отверстием в дне и со шкалой, нанесенной на внутренней стенке емкости. Деления шкалы показывают одновременно время свертывания молока в приборе, выраженное в минутах, и массу фермента (г), которую следует внести в 100 кг молока для свертывания его в заданное время. Массу фермента, который нужно внести в прибор, расчитывают по уравнению Х1Т1/m1= Х2Т2/m2, где Х2 – масса фермента для свертывания 100 кг молока, г; Т1 – заданное время свертывания 100 кг молока, мин; m2 – масса молока, равная 100 кг. Принимая время свертывания 100 кг молока 25 мин и учитывая, что Т1 численно равно Х2, рассчитывают количество фермента, которое нужно внести в прибор Х1 = 251/100 = 0,25 г. Следовательно в прибор надо внести 0,25 г фермента. Вносят фермент в виде 2,5%ного раствора в объеме 10 см3. Прибор заполняют молоком, подготовленным к свертыванию, и устраивают его на борту аппарата выработки сырного зерна так, чтобы молоко стекало в аппарат. Когда уровень молока в приборе достигает нулевого деления, в него быстро вносят 10 см 3 подготовленного раствора ферментного препарата, молоко тщательно перемешивают в течение 4±1 с шпателем и быстро останавливают его движение. После того как молоко в приборе свернется, оно перестает вытекать. Деление, которое соответствует уровню свернувшегося молока, показывает число граммов фермента, необходимое для свертывания 100 кг молока в течение 25 мин. 139 Нормальному сыропригодному молоку соответствует показание 2,5 ед., менее сыропригодному – большее количество единиц. Если прибор показывает более 3 делений, молоко считается малопригодным для переработки на сыр, а если молоко не свернется до 5-го деления, то из него нельзя вырабатывать сыр. Исходя из показаний прибора, пересчитывают количество фермента на все молоко в аппарате выработки сырного зерна. Образование сгустка. Молокосвертывающий препарат вносят в молоко в виде раствора, приготовленного за (25±5) мин. до использования. Потребное количество ферментного препарата растворяют в пастеризованной при температуре 85С и охлажденной до (34±2) С воде из расчета 2,5 г на (150±50) смз воды. Для равномерного распределения ферментного препарата по всему объему молоко после внесения препарата перемешивают в течение (6±1) мин, а затем оставляют в покое до образования сгустка. В первые 5–15 мин после внесения молокосвертывающего препарата изменений молока, видимых невооруженным глазом, не происходит. Затем вязкость молока быстро повышается, что свидетельствует об изменении состояния белка, белковые частицы начинают укрупняться, образуя мелкие хлопья. Затем появляется очень нежный сгусток, в дальнейшем происходит его упрочнение. В процессе свертывания молока происходит коагуляция казеина, образуется сгусток (гель), при этом сывороточные белки не коагулируют и переходят в сыворотку. Коагуляция казеина происходит в две стадии: первая стадия (ферментативная) – превращение казеина в параказеин – химический процесс; вторая стадия – коагуляция параказеина – коллоидно-химический процесс. Теоретическая сущность процесса коагуляции. В настоящее время существует две теории сычужной коагуляции казеина: фосфоамидазная (проф. П.Ф. Дьяченко) и гидролитическая. П.Ф. Дьяченко считает, что на первой стадии происходит разрыв одной из двух связей остатков фосфорной кислоты с казеином, а именно фосфоамидной связи. При этом в параказеине освобождаются щелочные гуанидиновые группы аргинина и гидроксильные группы фосфорной кислоты. На второй стадии гидроксильные группы фосфорной кислоты связывают ионы кальция и создают «кальциевые мостики» между мицеллами параказеина, образуется сгусток. Сторонники гидролитической теории считают, что на первой стадии, под действием молокосвертывающего фермента происходит разрыв пептидной цепи хказеина. В результате от мицеллы казеина отцепляется растворимый пептид, содержащий в своем составе углеводы (гликомакропептид). Гликомакропептиды имеют высокий отрицательный заряд. При их отщеплении от х-казеина уменьшается электрический заряд на поверхности мицелл казеина (параказеин), частично уменьшается гидратная оболочка, в результате снижается устойчивость мицелл. На второй стадии дестабилизированные мицеллы параказеина объединяются друг с другом за счет сил гидрофобного взаимодействия неполярных групп (пара-х-казеина), а также за счет электростатических связей положительно заряженных участков пара-х-казеина и отрицательно заряженных участков аs- и - казеинов. Существующие концепции не дают цельного представления о сычужной коагуляции, не связанны между собой и обладают рядом существенных недостатков. Так, первая концепция рассматривает механизм коагуляции с точки зрения первичной структуры и совершенно не учитывает факторов стабильности мицеллы казеина, в частности роль х-казеина как природного ПАВ, стабилизирующего мицеллу казеина. Вторая концепция не объясняет роли растворимых солей кальция на коагуляционной стадии свертывания молока. Г.Н. Крусь предлагает свою концепцию коагуляции казеина и дает следующее объяснение механизма действия молокосвертывающего фермента. В поверхностном слое мицеллы содержится много х-казеина.При этом та часть полипептидной цепи х-казеина, 140 которая носит название пара-х-казеина и имеющая глобулярную структуру, связана с аs- и -казеинами в мицелле, а гликомакропептид (ГМП), имеющий нитевидную и разветвленную за счет углеводов структуру, развернут в сторону водной фракции (рис. ). ГМП имеет высокий отрицательный заряд и обладает сильными гидрофильными свойствами и в значительной степени усиливает гидратную оболочку мицелл казеина. На первой, ферментативной, стадии происходит сначала гидролиз полипептидной цепи х-казеина с образованием пара-х-казеина и гликомакропептида. Пара- х-казеин остается в составе мицеллы, а гликомакропептид отделяется от мицеллы и переходит в сыворотку. Отделение гликомакропептида приводит к нарушению гидратной оболочки мицеллы и возникновению структурных изменений мицеллы, вследствие чего нарушаются обладающие невысокой прочностью электростатические связи между фосфосериновыми и гуанидовыми группами аргинина в мицелле казеина с освобождением гидроксильных групп фосфорной кислоты и гуанидиновых групп аргинина (рис. ). Этот вывод подтверждается исследованиями П.Ф.Дьяченко, который методом кондуктометрического титрования установил, что при действии химозина на казеин происходит сдвиг изоточки казеина с рН 4,6–4,7 до рН 5,0–5,2 вследствие освобождения щелочных гуанидиновых групп аргинина. Однако коагуляции еще не происходит. От начала ферментативной стадии до стадии коагуляции проходит определенное время – лаг-период. Существование лагпериода Г.Н. Крусь объясняет следующим образом. Контакту мицелл препятствует их одноименный электрический заряд, в значительной степени обусловленный гликомакропептидами и создающий энергетический барьер, который не может быть преодолен при столкновении частиц в результате броуновского движения. Поэтому стадия коагуляции не наступит до тех пор, пока гидролиз х-казеина, сопровождающийся отщеплением гликомакропептидов, не достигает такого уровня, при котором произойдет существенное снижение -потенциала и станет возможным непосредственный контакт между мицеллами параказеина. По данным различных исследователей, для начала коагуляции необходимо снижение -потенциала мицелл почти вдвое, при этом гидролиз х-казеина достигает 86 – 90%. На второй стадии, коагуляционной, гидроксильные группы фосфорной кислоты связывают ионы кальция и коллоидный фосфат кальция и создают «мостики» между мицеллами параказеина с образованием сгустка (рис. ). Не исключено, что на стадии коагуляции между мицеллами действуют силы гидрофобного взаимодействия неполярных групп пара х-казеина и электростатические связи между положительно заряженными участками пара х-казеина и отрицательно заряженными участками аs- и -казеинов. Установлено, что мицеллы казеина при формировании сгустка образуют тонкие нити, затем хлопья и в дальнейшем трехмерную сетчатую структуру. Сгусток напоминает губку с мельчайшими порами, в которых удерживаются другие составные части молока. Процесс сычужного свертывания В.П. Табачников условно делит на четыре периода: первый – индукционный период, включающий ферментативную стадию и стадию скрытой коагуляции (лаг-период); второй – стадия массовой коагуляции и структурообразования; третий – стадия образования и упрочения сгустка; четвертый – стадия синерезиса. В индукционный период (отрезок ОК) вязкость молока почти не изменяется, второй период характеризуется массовой агрегацией мицелл казеина и формированием пространственной структуры, вязкость резко повышается (отрезок КГ). В дальнейшем сгусток продолжает упрочняться, вязкость изменяется незначительно (отрезок ГС), затем после точки С начинается разрушение сгустка и вязкость уменьшается (рис. ). Готовность сгустка определяют следующим образом. Шпателем разрезают сгусток, затем плоской частью шпателя вдоль разреза приподнимают сгусток и по расколу судят о его свойствах. Если сгусток дает раскол с не расплывающимися, острыми краями, без образования хлопьев белка и с хорошо выделяющейся сывороткой светло-зеленого цвета, 141 то он готов к разрезке. Неровный излом с мелкими кусочками сгустка и мутная беловатая сыворотка указывают на недостаточную прочностью сгустка. Более точным является определение готовности сгустка с помощью специальных приборов. Разработан сигнализатор СМГС-1 для автоматического определения готовности молочного сгустка к дальнейшей переработке. Прибор основан на измерении величины светового потока, проходящего от осветителя через молочную среду на фотоприемник. Величина светового потока зависит от плотности сгустка. По достижении заданной плотности сгустка загорается световой индикатор и подается сигнал. Слишком нежный и слишком прочный сгусток одинаково непригодны для дальнейшей обработки. В первом случае происходит значительный отход белка и жира в сыворотку и, следовательно, снижается выход продукта. Образование слишком прочного сгустка затрудняет постановку зерна, требует применения повышенных скоростей вращения режущего инструмента, что также приводит к получению неоднородного и излишне мелкого зерна и пыли. Обработка сгустка и сырного зерна. Цель обработки сгустка – удаление не связанной с белками влаги (сыворотки) с растворенными в ней составными частями молока. От количества воды в сырной массе зависит развитие микробиологических и биохимических процессов при созревании сыра. Чем больше сыворотки выделится из сырной массы, тем меньше в ней останется молочного сахара и других веществ, являющихся питательной средой для микроорганизмов, тем замедленнее протекают микробиологические и биохимические процессы при созревании сыра и тем меньше образуется молочной кислоты. Молочная кислота играет важную роль в регулировании микробиологических процессов и образовании хороших консистенции и вкуса сыра. Если массовая доля воды в сгустке составляет в среднем 87,5 %, то в свежей сырной массе должно содержаться оптимальное для каждого вида сыра количество влаги. Так, массовая доля влаги в свежей сырной массе твердых сыров после прессования должна составлять от 38 до 47 %, мягких после самопрессования – от 47 до 65 %, а для отдельных видов мягких сыров – от 70 до 80 %. Допустимы незначительные отклонения в содержании влаги. При резком изменении содержания влаги может измениться процесс созревания, что повлияет на видовые особенности и качество сыра. Для удаления избыточного количества влаги из сгустка служат следующие технологические операции: разрезка сгустка, постановка зерна, вымешивание зерна, тепловая обработка сырного зерна (второе нагревание), обсушка зерна. Разрезка сгустка и постановка зерна. По мере старения происходит сжатие сгустка и из него через поры начинает выделяться сыворотка. Это явление, называемое синерезисом, объясняется тем, что силы притяжения между мицеллами параказеина при формировании сгустка продолжают действовать и после образования структурной сетки. Сгусток разрезают специальными режущими устройствами сначала вдоль, а затем поперек режущим устройством с вертикально расположенными режущими элементами. В результате получаются столбики квадратного сечения со сторонами 7–10 мм в зависимости от вида сыра. Затем сгусток разрезают режущим устройством с горизонтально расположенными режущими элементами и получают кубики с размером ребра от 8 до12 мм. Разрезка сгустка длится 10–15 мин со скоростью, соответствующей прочности сгустка. Нежный сгусток режут медленно, чтобы не образовалась сырная пыль, более плотный сгусток режут быстрее, чтобы не допустить преждевременного уплотнения. Чем мельче зерно, тем больше общая суммарная поверхность для синерезиса, тем быстрее происходит обезвоживание сырного зерна, и наоборот, чем крупнее зерно, тем медленнее оно обезвоживается. Поэтому для каждой группы сыров получают зерно определенной величины – проводят постановку зерна. Так, при выработке швейцарского сыра в результате постановки получают зерно размером 2–3 мм, при выработке 142 голландского сыра – 5–6 мм, а для мягких сыров – 20–30 мм. Для постановки зерна разрезанный сгусток осторожно перемешивают, а затем приступают к постановке зерна. Чтобы получить зерно одинаковой величины, следует учитывать свойства сгустка. Нежный сгусток сначала дробят медленно, а затем по мере уплотнения зерна дробление ускоряют с таким расчетом, чтобы закончить постановку до полного закрепления зерна., когда оно уже больше не дробится. Прочный сгусток надо дробить быстрее, но без резких движений, способствующих образованию сырной пыли. После постановки зерна, когда получится слегка закрепившееся зерно и выделится достаточное количество сыворотки, вымешивание прекращают, и удаляют 30 % сыворотки. В начале обработки избегают продолжительных остановок, так как сырная масса очень нежная и осевшее зерно склеивается, образуя комки. По мере обработки зерна клейкость его уменьшается и можно делать непродолжительные остановки. Вымешивание зерна. После постановки зерна продолжают вымешивание в целях его дальнейшей обсушки. В процессе вымешивания выделяется сыворотка, уменьшается объем зерна, оно становится круглым. В конце вымешивания зерно характеризуется упругостью, достаточной прочностью и потерей первоначальной клейкости. Продолжительность вымешивания зависит от кислотности сырной массы, величины зерна, температуры, при которой вымешивают зерно. При повышенной кислотности массы зерно обсушивается быстрее и продолжительность вымешивания сокращается. Продолжительность вымешивания сырной массы пониженной кислотности возрастает. Этим объясняется увеличение продолжительности обработки при переработке свежевыдоенного молока (без предварительного созревания). При одинаковых условиях мелкое зерно обсыхает быстрее, чем крупное. В связи с этим продолжительность вымешивания мелкого зерна сокращают по сравнению с крупным. На продолжительность вымешивания влияет температура, при которой вымешивают зерно. Температура сырной массы при вымешивании определяется температурой свертывания молока. При более высокой температуре ускоряется обсушка зерна и сокращается продолжительность вымешивания. Если необходимо ускорить обсушку сырной массы, молоко свертывают при более высокой температуре, допустимой для того или иного вида сыра. Продолжительность вымешивания зерна до второго нагревания при выработке голландского сыра составляет от 15 до 25 мин., при выработке швейцарского сыра – 40–70 мин. Тепловая обработка сырного зерна. Тепловую обработку, или второе нагревание, проводят для ускорения обезвоживания сырного зерна. В производстве твердых сыров для обезвоживания сырной массы недостаточно только увеличения поверхности сгустка путем его дробления. Синерезис сгустка, т.е. его сжатие и выделение сыворотки, можно усилить повышением температуры, поэтому в сыроделии применяют второе нагревание. Чем выше температура второго нагревания, тем лучше обсыхает сырное зерно. Температуру второго нагревания устанавливают с таким расчетом, чтобы она была благоприятной для развития микрофлоры закваски, используемой для данного вида сыра. Если закваска для сыра включает мезофильные молочнокислые бактерии, то температуру второго нагревания устанавливают от 38 до 42 °С, и эти сыры составляют группу сыров с низкой температурой второго нагревания (голландский, костромской, ярославский и т.д.). Для других сыров закваска состоит из термофильных молочнокислых бактерий, поэтому температуру второго нагревания устанавливают от 48 до 58 °С и сыры относят к группе сыров с высокой температурой нагревания (швейцарский, советский, украинский и др.). Мягкие сыры вырабатывают без второго нагревания. Перед вторым нагреванием удаляют от 20 до 30 % сыворотки (от массы перерабатываемого молока). 143 Второе нагревание проводят путем косвенного нагрева смеси сырного зерна и сыворотки, направляя теплоноситель (пар или горячую воду) в межстенное пространство аппарата выработки сырного зерна. При нагревании сырного зерна повышается его клейкость и легко образуются комки. Поэтому в процессе второго нагревания сырную массу постоянно перемешивают, не допуская образования комков, которые обсыхают значительно медленнее, чем зерно, в результате чего масса обсушивается неравномерно. Второе нагревание, как правило, проводят со скоростью от 0,5 до 2,0 °С за 1 мин. Поэтому при выработке сыров с низкой температурой второго нагревания продолжительность его составляет от 10 до 20 мин., а для сыров с высокой температурой второго нагревания – от 25 до 40 мин. и более. При замедленном развитии молочнокислого процесса второе нагревание проводят в две стадии: на первой стадии температуру устанавливают (38±1)°С, на второй (в конце обработки сырного зерна) – температуру повышают до установленной для каждого вида сырья. Для регулирования молочнокислого брожения нагревание проводят путем добавления предварительно пастеризованной и охлажденной до 50–60 °С питьевой воды. Добавление 5 % воды от массы молока снижает кислотность примерно на 1 оТ. Количество вносимой в сырную массу воды зависит от кислотности сыворотки и составляет от 5 до 20 % массы перерабатываемого молока. В результате снижаются кислотность сыворотки и содержание молочного сахара в отпрессованном сыре. Показателем нормального разбавления сыворотки водой является обеспечение минимального для каждого вида сыра рН, которое достигается к моменту полного сбраживания молочного сахара в сыре на 2–5-й день после его выработки. В начале второго нагревания сыворотку разбавляют, разбрызгивая горячую воду. В отдельных случаях добавление горячей воды может оказаться достаточным для достижения требуемой температуры второго нагревания. Для регулирования влажности сырной массы используют частичную посолку в зерне. Посолка из расчета 200–300 г. хлорида натрия на 100 кг. молока при выработке сыров типа голландского и 500–700 г. при выработке российского сыра способствует усилению гидрофильных свойств белков сыра, увеличению количества связанной влаги, повышению массовой доли влаги в сыре на 2–3% и удержанию ее на следующих стадиях производства в сравнении с сыром, выработанным без частичной посолки. Частичная посолка благоприятно сказывается на консистенции сыра. Кроме того, при частичной посолке сыра в зерне продолжительность следующей посолки в рассоле сокращается на 0,5–1 сутки в зависимости от вида сыра и дозы хлорида натрия. Частичную посолку сырной массы в зерне проводят во время второго нагревания или сразу после его окончания, а для некоторых видов сыров – после обсушки сырного зерна. Для посолки используют раствор соли, массовая доля хлорида натрия в котором должна быть не более 20 %. Просаливание сырной массы продолжается от 15 до 20 мин. При замедленном обезвоживании сырного зерна частичную посолку сырной массы в зерне не проводят. Однако нагревания недостаточно для выделения необходимого количества сыворотки из сырного зерна, поэтому после нагревания его вымешивают определенное время. Вымешивание зерна после второго нагревания называется обсушкой. В производстве сыров типа голландского обсушка продолжается 15–30 мин., типа швейцарского, советского – 40–60 мин. Продолжительность обсушки зерна зависит от многих факторов. Так, в производстве твердых сыров требуется больше выделить влаги из сырной массы, и следовательно, необходима более длительная обсушка зерна, чем при выработке мягких сыров. Если сыр вырабатывают из пастеризованного молока, то зерно в этом случае обсушивается дольше, чем зерно, полученной из сырого молока. При выработке сыра из более жирного молока на обсушку зерна затрачивается 144 больше времени, чем при переработке менее жирного молока. Крупное зерно обсыхает медленнее, чем мелкое. На продолжительность обсушки влияет кислотность сырного зерна, с повышением кислотности ускоряется процесс обсушки сырного зерна. В процессе обработки сгустка контролируют течение молочнокислого процесса периодическим определением титруемой кислотности сыворотки. Её определяют после разрезки сгустка, перед вторым нагреванием и в конце обработки. Интенсивность кислообразования зависит от вида сыра. Так, для сыров группы голландского кислотность изменяется от 12,5-13 оТ после разрезки до 14-15 оТ в конце обработки; для российского – от 13-14 оТ после разрезки до 16-17 оТ в конце обработки; для мягких сыров – до 20-22 оТ в конце обработки. Степень обезвоживания сгустка и уровень молочнокислого процесса позволяют регулировать содержание молочного сахара и степень минерализации сгустка. Под действием молочной кислоты, образующейся при сбраживании лактозы, происходит деминерализация сгустка. С переходом в сыворотку коллоидного кальция, что положительно влияет на процесс созревания сыра и формирование его консистенции. Таким образом, окончание обработки сырного зерна определяется содержанием в нем влаги и кислотностью сыворотки. По мере вымешивания из сырного зерна удаляется излишняя сыворотка, зерно обсыхает, сжимается, приобретает более округлую форму. По мере удаления влаги клейкость зерна уменьшается. Важным моментом в технологии сыра является правильное установление окончания обсушки зерна. При преждевременном окончании обсушки в сырной массе остается излишнее количество влаги, а сыр получается слишком мягким, легко деформирующимся и предрасположенным к вспучиванию. При пересушивании зерна оно может полностью потерять клейкость, и из него будет трудно сформировать головки сыра. Из такого зерна получается слишком твердым, медленно созревающий, иногда с трещинами, сыр. Существуют субъективный и объективный способы определения готовности зерна к формованию. Субъективным способом готовности зерна к формованию определяют следующим образом. Небольшое количество зерна сжимают в руке и проверяют его клейкость и упругость. Достаточно обсушенное зерно при сжатии склеивается, при легком встряхивании комок рассыпается, а при растирании между ладонями зерна разъединяются. Для объективной оценки готовности сырного зерна к формованию создан прибор – тестер ВНИИМС, позволяющий оценивать состояние сырного зерна на всех стадиях его обработки и определять готовность зерна. В основу прибора положен принцип измерения усилия, возникающего при разрезке сырного зерна струнным индентором. ФОРМОВАНИЕ, ПРЕССОВАНИЕ И ПОСОЛКА СЫРА Формование сыра. Целью формования сыра является соединение сырных зерен в монолит, которому придают определенную форму, и выделение части межзерновой сыворотки. Важным фактором формования сыра и получения плотной массы является температура, поэтому, чтобы сырная масса не охлаждалась, её формуют быстро, а в помещении поддерживают температуру от 18 до 20 °С. В зависимости от вида вырабатываемого сыра применяют следующие способы формования: из пласта, наливом и насыпью. Формование из пласта. Из сырного зерна получают пласт сырной массы. Этим способом формуют преимущественно твердые сыры с плотной однородной структурой сырной массы, с правильным рисунком, характеризующимся сравнительно крупными глазками округлой формы. Формование из плата можно осуществлять в аппарате выработки сырного зерна. Однако в настоящее время с целью увеличения оборачиваемости аппаратов используют специальные аппараты формования сырной массы периодического и непрерывного 145 действия. При формовании сыра в аппаратах выработки сырного зерна пласт образуется следующим образом. Не отливая сыворотки по окончании обсушки, зерно с помощью зернособирателя или режущих устройств сдвигают к торцевой стенке аппарата и спрессовывают в пласт до необходимых размеров и толщины. Сырную массу собирают в пласт под слоем сыворотки, чтобы исключить попадание воздуха внутрь сырной массы и предупредить образование неправильного пустотного рисунка сыра. Пласт подпрессовывают 20–30 мин при давлении 3–5 кПа. Продолжительность прессования пласта можно сократить до 15 мин, постепенно увеличивая давление до 5–7 кПа. Готовый пласт разрезают на куски требуемого размера и помещают в формы. В аппаратах формования сырной массы периодического действия, представляющих собой прямоугольные ванны, процесс осуществляется следующим образом. После обсушки из аппарата выработки сырного зерна удаляют до 60% сыворотки от количества перерабатываемого молока. Затем зерно с оставшейся сывороткой при непрерывном помешивании подают в аппарат для формования, где зерно оседает на дно, образуя под слоем сыворотки пласт строго установленного размера. Подпрессовывание длится от 10 до 30 мин при давлении от 1 до 10 кПа. В современных аппаратах формования сырной массы периодического действия подпрессовывание пласта и его разрезка на блоки механизированы. Формование насыпью. Формование осуществляется после удаления из аппарата выработки сырного зерна от 60 до 70 % сыворотки от массы перерабатываемого молока. Зерно с оставшейся сывороткой подают на отделитель сыворотки, затем зерном заполняют формы с помощью дозатора или без него. Если при формовании из пласта или наливом межзерновое пространство сыра остается заполненным сывороткой, то при формовании насыпью между зернами попадает значительное количество воздуха. Дальнейшим прессованием удалить воздух не удается и сыры имеют рыхлую, пористую структуру с большим количеством пустот неправильной угловатой и щелевидной формы. При этом способе формования практически невозможно (если не применять вакуум) получать сыры со сравнительно плотной структурой и правильным рисунком. Однако этот способ формования экономичен и высокопроизводителен. Формование наливом. Формование наливом применяют в производстве сыров различных видов и особенно в производстве мягких сыров. Наиболее эффективно формование наливом в групповые или большие формы крупноблочных сыров, где отпадает необходимость в строгом дозировании сырной массы. Процесс ведут после удаления из аппарата выработки сырного зерна 50 % сыворотки от массы перерабатываемого молока, разливая по формам смесь зерна и оставшейся сыворотки. Смесь сырного зерна с сывороткой подается в формы, которые располагают близко одна от другой. Происходит заполнение сразу нескольких форм. Формирование структуры сырной массы в процессе формования наливом во многом зависит от количества сыворотки, подаваемой вместе с зерном. Если сыворотки подается достаточно и уплотнение зерна в форме происходит под слоем сыворотки, то получается плотная, не насыщенная воздухом сырная масса. Она напоминает сыр, сформованный из пласта. Если сы-воротки недостаточно в форме, то сырные зерна недостаточно плотно прилегают один к другому и между ними остаются довольно крупные промежутки, которые заполняются воздухом, проникающим вслед за вытекающей сывороткой. Воздух не удаляется из сырной массы даже при самопрессовании. Пустоты имеют неодинаковые размеры и угловатую, щелевидную форму. Это служит причиной образования рыхлой, пористой структуры и пустотного рисунка сырного теста. Этим способом формуют сыры, к рисунку и структуре сырного теста которых не предъявляются особые требования. К таким сырам относятся российский, угличский, 146 рокфор, дорогобужский, смоленский и т. п. Таким же образом формуют сыры типа чеддер, сырная масса которых характеризуется плотной однородной структурой без глазков и пустот. Самопрессование и прессование сыра. Цель самопрессования и прессования – удаление излишков сыворотки, максимально допустимое для каждого вида сыра уплотнение сырной массы. Кроме того, при прессовании на сыре образуется замкнутый и прочный поверхностный слой. Самопрессование осуществляется под действием веса сыра, прессование – под действием внешнего давления. Самопрессование сыра. Мягкие, рассольные и некоторые твердые (латвийский, пикантный и др.) сыры не прессуют, а только подвергают самопрессовапию. В процессе самопрессования продолжает развиваться молочнокислое брожение в сырной массе, происходит ее дальнейшее обезвоживание. Давление в головке сыра увеличивается от верхнего слоя к нижнему, поэтому для равномерного уплотнения всей массы сыра его переворачивают через 15–30 мин, а затем реже — через 1,0–1,5 ч. В зависимости от вида сыра делают 5–8 переворачиваний. Уплотнение сырной массы является длительным процессом, поэтому самопрессование мягких сыров длится от 3 до 24 ч. Необходимым условием самопрессования является поддержание температуры сырной массы, поэтому температура воздуха в помещении при самопрессовании должна быть 15–20 °С. Окончанием самопрессования считается прекращение выделения сыворотки, достаточное уплотнение сырной массы, приобретение сыром требуемой формы и достижение необходимого для каждого вида сыра уровня рН. Для прессуемых сыров процесс самопрессования является обязательным и предшествует прессованию. Необходимость самопрессования для этих сыров объясняется тем, что выделение сыворотки во время самопрессования определяется главным образом температурой и кислотностью сырной массы, в то время как создание дополнительного давления на скорость ее обезвоживания никакого влияния не оказывает. Напротив, если сырную массу сразу после формования поместить под пресс, то поверхностный слои сыра настолько уплотняется, что препятствует выделению сыворотки, особенно из сыров, формуемых наливом. Тогда в сырной массе остается много межзерновой сыворотки. Поэтому предварительное самопрессование, а затем прессование с постепенным увеличением давления способствуют более полному обезвоживанию сыра. Продолжительность самопрессования твердых сыров составляет от 30 до 40 мин с одним или двумя переворачиваниями. Следует отметить, что для некоторых твердых сыров самопрессование не проводят. Это относится к сырам, имеющим плотную массу, практически не содержащую межзерновой сыворотки после формования. Такие сыры (например, чеддер) после формования сразу прессуют. Прессование сыра. В процессе прессования продолжается развитие микрофлоры закваски, уплотнение сырной массы, удаляются остатки межзерновой сыворотки и образуется замкнутый поверхностный слой. Сыр прессуют в специальных формах. В зависимости от вида дренажного материала прессование может быть салфеточным и бессалфеточным. Салфеточное прессование осуществляется в формах, для которых дренажным материалом служит хлопчатобумажная или синтетическая ткань (бязь, лавсан, серпянка и т. п.). При салфеточном прессовании сыра необхо-димо его перепрессовывать для устранения складок на салфетке, которые отпечатываются на поверхности сыра. Кроме того, перепрессовки способствуют получению уплотненного замкнутого поверхностного слоя сыра. Бессалфеточное прессование осуществляется в перфорированных формах, для которых дренажным материалом служат сетчатые вставки из тонкой листовой нержавеющей стали и сетчатые вставки из полимерных материалов. Кроме того, 147 используют формы из проницаемых полимерных материалов. Материал корпуса и крышки такой формы имеет пористую структуру, размеры пор которой не превышают 100 мкм. Сыры прессуют при различных нагрузках. Сыры, обладающие плотной структурой, прессуют, как правило, под большими нагрузками. Например, сыр чеддер, тесто которого характеризуется отсутствием глазков, прессуют под нагрузкой 84 кПа; швейцарский сыр, отличающийся крупными, но редко расположенными глазками, —64 кПа; под меньшими нагрузками прессуют голландский брусковой, пошехонский, степной — 35–40 кПа; угличский, волжский — 24–28 кПа. Прессование сыра начинают с минимальных нагрузок, а затем постепенно (плавно пли ступенчато) повышают до максимального значения. Для мелких прессуемых сыров стадия плавного повышения нагрузки составляет от 15 до 20 мин. При ступенчатом повышении величины нагрузки изменение давления проводят обычно после перепрессовок сыра. Продолжительность прессования различна для отдельных видов сыра. Для сыров типа голландского достаточно прессовать от 1,5 до 2 ч, типа советского — от 4 до 6 ч, типа швейцарского — от 16 до 18 ч. При бессалфеточном прессовании можно исключить перепрессовки и сократить продолжительность прессования сыров, если получается хорошо замкнутая поверхность сыра, достигаются требуемые массовые доли влаги в сырной массе и значение рН. Важным условием, влияющим на процесс прессования сыра, является поддержание температуры сырной массы. Охлаждение сыра во время прессования неблагоприятно отражается на процессе обезвоживания сырной массы, замкнутости поверхностного слоя и развитии микрофлоры. Повышение температуры может вызвать прилипание сырной массы к дренажной поверх-ности форм, излишнюю интенсификацию развития микрофлоры. Наиболее благоприятная температура воздуха в помещении для прессования сыра — от 18 до 20 °С. Процесс прессования заканчивают при достижении требуемого уровня молочнокислого брожения, для большинства сыров после прессования рН 5,3–5,8. Отпрессованный сыр должен иметь ровную, гладкую поверхность без морщин, пор и трещин. Во время самопрессования, а для некоторых сыров во время или после прессования сыры маркируют разными способами: впрессовыванием окрашенных казеиновых или пластмассовых цифр в процессе самопрессования; оттисками металлических цифр, которые помещают под салфетку и после прессования удаляют; путем выплавления цифр на сыре после прессования специальным маркировочным устройством. Цифры располагают в центре верхнего полотна головки сыра следующим образом: с левой стороны ставят число, с правой стороны – месяц выработки, а под датой выработки – номер варки. Мягкие и рассольные сыры не маркируют. Дату их выработки указывают в карточке. Использование вакуумирования на стадии прессования позволяет снизить величину давления, регулировать влажность и температуру отпрессованного сыра, положительно влиять на его структуру, уменьшать опасность запрессовывания в продукт сыворотки, ускорять и упрощать процесс выработки сыра. Использование вибрационных способов формования и прессования позволяет интенсифицировать процесс уплотнения сырной массы, улучшить качество сыра, повысить производительность труда, механизировать и автоматизировать трудоемкие процессы. Посолка сыра. Посолку сыра осуществляют хлоридом натрия (поваренной солью), который играет роль вкусового ингредиента, придающего продукту специфический вкус и остроту, и регулирует микробиологические и ферментативные процессы. Массовая доля 148 хлорида натрия в различных видах зрелых сыров колеблется от 1,2 до 7 %. При посолке сыра происходят два физико-химических процесса: диффузия соли в сыр и осмотический перенос воды (сыворотки) из сыра в рассол. Первый осуществляется за счет разности концентраций хлорида натрия, а второй – за счет разницы осмотических давлений в рассоле и сырной массе. Оба эти процесса протекают одновременно, они противоположно направлены и взаимообусловлены. Можно проводить посолку как несформованного, так и сформованного сыра. При посолке несформованного сыра хлорид натрия вносят в сырное зерно (посолка в зерне) или в сырное тесто перед формованием. Для посолки сформованного сыра применяют различные способы: посолку в зерне, рассоле, сухую посолку (сухой солью или соляной гущей), комбинированную посолку. Самым распространенным способом является посолка в рассоле. За все время посолки прессуемых сыров соль проникает в них только на глубину (2,5±0,5) см. Равномерное распределение соли по всей массе сыра достигается не раньше чем через 1–1,5 мес. В самопрессуемых сырах с незамкнутой поверхностью и пористой сырной массой скорость диффузии соли значительно выше. Сухая посолка. Сухую посолку используют в настоящее время редко, в основном для мягких и самопрессуемых сыров. В этом случае поверхность сыров натирают солью. Для прессуемых сыров с гладкой и сухой коркой применяют посолку соляной гущей. При этом на поверхность сыра насыпают тонкий слой соли и смачивают ее водой. Излишек воды (рассола) стекает, а на сыре остается «шапка» влажной соли. Посолку сухой солью и соляной гущей повторяют через 12–24 ч (не реже одного раза в сутки). При этом оставшуюся на сыре соль стряхивают, сыр переворачивают, наносят соль уже на другую сторону сыра. Комбинированная посолка. При комбинированной посолке существуют два или более способов посолки сыра: посолка в зерне с досаливанием в рассоле, посолка сухой солью (соляной гущей) с последующей досолкой в рассоле или посолка в рассоле с последующим досаливанием сухой солью. Сухую посолку сыра с последующим досаливанием его в рассоле применяют в исключительных случаях. Этот прием используют на заводах при недостатке солильных бассейнов или в случае поступления на посолку теплого и сравнительно мягкого сыра. Тогда первые 2–4 сут применяют сухую посолку сыра в формах, а затем в рассоле. Наибольшее распространение получила посолка в зерне с досаливанием в рассоле, она позволяет улучшить качество и повысить выход сыра. Посолка в зерне. Степень посолки в зерне (полная или частичная) связана с чувствительностью молочнокислых бактерий к концентрации соли в растворе. Различные концентрации хлорида натрия неодинаково действуют на развитие молочнокислых стрептококков и палочек, входящих в состав закваски различных видов сыров. Так, массовая доля хлорида натрия в растворе 0,5 % стимулирует развитие всех молочнокислых стрептококков, 2 % – подавляет развитие отдельных видов стрептококков и резко подавляет развитие палочек, 5 % – подавляет жизнедеятельность всех видов молочнокислых бактерий. Полную посолку в зерне в производстве основных видов сыров не применяют. При полной посолке массовая доля хлорида натрия в водной фазе сыра составляет 4% и более, при этом угнетается развитие всех видов микрофлоры закваски на той стадии выработки сыра, когда молочнокислое брожение еще не закончилось. Полную посолку используют при выработке некоторых мягких (свежих, несозревающих) сыров (домашнего, чайного и др.), когда молочнокислое брожение практически заканчивается. При выработке чеддера проводят полную посолку сырной массы после ее обработки (чеддеризации) и дробления. Частичную посолку используют в производстве твердых сыров с низкой температурой второго нагревания, закваска для которых состоит из молочнокислых 149 стрептококков (голландский, пошехонский, российский и др.). Хлорид натрия вносят в виде концентрированного раствора обычно в конце второго нагревания или после него с таким расчетом, чтобы массовая доля соли в водной части сыра после прессования составляла от 0,3 до 0,5 %, а в сырной массе после прессования для сыров типа голландского — не более 0,6 %, для российского — от 0,7 до 0,8 %. В производстве сыров с высокой температурой второго нагревания посолку в зерне не применяют, поскольку в результате подавления молочнокислых палочек в сырной массе не образуется характерного вкуса и рисунка. Инъекционный способ посолки. Посолка является трудоемкой технологической операцией в сыроделии. Поэтому в нашей стране и за рубежом ведут поиск способов механизации и аппаратурного оформления процесса посолки как в рамках традиционного способа, так и в направлении поиска новых приемов. В Московском государственном университете прикладной биотехнологии (МГУПБ) разработан инъекционный способ посолки сыров, с помощью перфорированных игл – игольная инъекция и форсунок – безигольная инъекция. Рассол вводят в сформованную головку сыра под давлением. Для голландского брускового и российского сыров наиболее целесообразно игольную инъекционную посолку использовать для замены частичной посолки в зерне с последующей досолкой сыра в рассоле. При безигольном инъецировании рассол с помощью форсунок вводят в поверхностных слой сыра. Для инъекционной посолки применяют рассол, массовая доля хлорида натрия в котором составляет (20± 1)%. Рассол предварительно пастеризуют при температуре (90±5) ºС с выдержкой (25±5) мин, фильтруют и охлаждают до (20±1) ºC. Инъекционную посолку сыра осуществляют на стадии самопрессования сыра через 20 мин с начала самопрессования. По окончании самопрессования сыры прессуют. Введенный рассол способствует перераспределению форм влаги в сыре в сторону увеличения связанных форм влаги, что положительно влияет на формирование консистенции сыра. Инъекционная игольная посолка исключает получение соленой сыворотки, создает предпосылки для автоматизации технологических процессов производства сыра. Посолка в рассоле. Посолка в рассоле осуществляется путем погружения сыра в рассол, представляющий собой водный раствор хлорида натрия (поваренной соли) и выдержки в нем до окончания просаливания. Продолжительность посолки в рассоле зависит от состава и свойств (плотность наружного слоя, влажность сырной массы после прессования) и удельной поверхности сыра, параметров рассола (концентрация, и температура). На скорость проникновения соли влияют состав и свойства сыра (влажность сырной массы после прессования, плотность наружного слоя) и параметры рассола (концентрация и температура). Сыры с замкнутой плотной поверхностью (прессуемые) просаливаются медленнее, чем сыры с незамкнутой поверхностью (самопрессуемые). Наибольшее значение имеет влажность сырной массы. Чем больше первоначальная влажность сыра, тем интенсивнее протекают диффузионные процессы и выше скорость проникновения соли внутрь сыра. Поэтому мягкие сыры солят менее продолжительное время — 50–60 мин (русский камамбер) и 10–12 ч (дорогобужский сыр). Твердые сыры солят несколько суток. С повышением концентрации рассола диффузия соли в сыр ускоряется, но при этом ускоряется и обратно направленный процесс – осмотический перенос воды из сыра в рассол. Между этими процессами существует сложное взаимодействие, поэтому максимальная скорость проникновения соли в сыр обнаруживается не при максимальной доле соли в рассоле 25—26 %, а при более умеренной — 18–19 %. Однако поддерживать концентрацию на таком уровне трудно. Она может снижаться, особенно в слое, соприкасающемся с поверхностью сыра, чему способствует одновременное с диффузией соли в сыр выделение из него влаги. 150 Установлено, что концентрация рассола влияет на гидрофильность сырной массы. При массовой доле соли в рассоле выше 17% сыр обезвоживается, при 15–17 % содержание в нем влаги не изменяется, при более низкой концентрации сырная масса уже поглощает влагу, сырная масса набухает, что сопровождается размягчением поверхности сыра и приводит в дальнейшем к замедленному образованию на нем корки. Поэтому на заводах сыры солят в рассоле, массовая доля соли в котором составляет (20±2) %. Чтобы концентрация соли во всех слоях рассола была одинаковой, применяют принудительную циркуляцию рассола. Скорость проникновения соли в сыр возрастает с повышением температуры рассола. Однако для сокращения продолжительности посолки этим не пользуются, так как повышение температуры способствует развитию в сырах микробиологических процессов, особенно связанных с жизнедеятельностью вредной газообразующей микрофлоры. Поэтому посолку проводят при сравнительно низкой температуре – (10 ± 2) ºC. Посолка осуществляется в специальном помещении в солильном бассейне, разделенным на секции с таким расчетом, чтобы каждая секция бассейна вмещала сыры одной выработки. В основном сыры солят в циркулирующем рассоле с массовой долей хлорида натрия от 18 до 20 %. Температуру рассола поддерживают на уровне (10 ± 2) оC, а при более высокой обсемененности сыров вредной микрофлорой, температуру понижают до 5–6 оC. Для более быстрого охлаждения перед погружением в рассол допускается выдерживать сыры в холодной воде температурой (4 ± 2) оC в течение (4±1) ч, которую периодически перемешивают. Рассольные сыры солят в рассоле в более низкой массовой долей поваренной соли (18 ± 2) % при наличии принудительной циркуляции и от 21 до 22 % – при ее отсутствии. Кислотность рассола регулируют, добавляя предварительно подготовленную кислую (170–200 оT) сыворотку. В солильное отделение направляют сыры с замкнутой поверхностью, хорошо отпрессованные. Малейшие изъяны на поверхности сыра или недостаточная ее механическая прочность приводят к появлению щелей и трещин, а в дальнейшем при созревании сыра – к развитию подкорковой плесени, образованию свищей и гнилостных колодцев. Для механизации посолки используют специальные контейнеры. На каждой полке контейнера сыры размещают в один ряд. Контейнер с сыром погружают в рассол и извлекают из него с помощью подъемных механизмов. Если посолка сыра ведется без контейнеров, то сыры помещают в солильный бассейн в первые сутки в один ряд, чтобы предотвратить их деформацию, а в дальнейшем в два или три ряда. Выступающие из рассола поверхности сыра покрывают серпянкой или же на поверхность сыров помещают деревянную решетку, масса которой должна быть достаточна для того, чтобы погрузить сыры в рассол. Рассол готовят растворением пищевой нейодированной поваренной соли не ниже первого сорта в чистой питьевой воде температурой (80±10) ºС. Насыщенный раствор хлорида натрия после частичного отстоя очищают сепарированием или фильтрованием, пастеризуют при температуре (80±5) ºС, охлаждают до температуры (10±2) ºС и направляют в бассейн для посолки сыра или емкость для хранения рассола. Обычно рассол готовят в емкости вместимостью, обеспечивающей заполнение одного солильного бассейна. После приготовления рассола все трубопроводы и оборудование, используемое для наведения, очистки и охлаждения рассола, с целью предотвращения коррозии металла моют теплой водой температурой (40±5) ºС в течение (15±5) мин до полного удаления соли. В процессе посолки снижается массовая доля хлорида натрия в рассоле в результате перехода соли в сыр и выделения сыворотки из сыра в рассол. Рассол обогащается молочной кислотой, молочным сахаром, азотистыми веществами, частицами сырной массы, что создает условия для развития вредной микрофлоры в рассоле. 151 Повышается температура и кислотность рассола, он становится непригодным для использования. Поэтому при достижении кислотности 35 ºТ (для твердых сыров) и 65 ºТ (для мягких сыров) рассол заменяют новым или восстанавливают. Восстановление рассола заключается в регулировании концентрации хлорида натрия, кислотности, температуры и чистоты рассола. Сначала с целью нейтрализации вносят известь или мел, тщательно перемешивают и оставляют в покое на одни сутки для осветления. Затем осветленный раствор подают в помещение для приготовления рассола, где его нагревают до температуры (80±10) ºС, вносят поваренную соль до получения требуемой массовой доли хлорида натрия в рассоле, очищают, пастеризуют при температуре (80±5) ºС и охлаждают до температуры (10±2) ºС. Готовый восстановленный рассол резервируют в специальной емкости или направляют в свободный, очищенный от осадка, вымытый и продезинфицированный солильный бассейн. Фильтрацию, регулирование кислотности и пастеризацию проводят по мере необходимости, но не реже одного раза в 1–2 мес, охлаждение рассола – ежедневно. При правильном уходе за рассолом его заменяют новым один раз в год. СОЗРЕВАНИЕ СЫРА Изменение состава и свойств сырной массы. Свежая сырная масса имеет чистый молочный вкус и эластичную, резиноподобную, грубую консистенцию. В процессе созревания сыр приобретает вкус и аромат. Консистенция становится более пластичная, мягкая, а для некоторых сыров мажущаяся. Созревание сыра представляет собой сложный комплекс микробиологических, биохимических и физико-химических процессов, протекающих в сырной массе. При этом все составные части (молочный сахар, белки, жир, минеральные вещества) претерпевают определенные изменения с образованием различных веществ, формирующих присущие данному виду сыра органолептические показатели (вкус, запах, консистенцию) и рисунок. Изменения составных частей сырной массы происходят од влиянием главным образом микробных и частично молокосвертывающих ферментов. Максимальное количество микроорганизмов накапливается в сыре в первые дни после его выработки. Развитие микроорганизмов продолжается до тех пор, пока остается несброженный молочный сахар. После полного его сбраживания количество микроорганизмов постепенно снижается. Ферментативный гидролиз лактозы (гликолиз) и дальнейший глубокий распад продуктов гидролиза лактозы: глюкозы и галактозы (брожение) происходит под действием ферментов микрофлоры закваски. Молочный сахар подвергается брожению с образованием молочной кислоты и других веществ и в течение 5–10 суток после выработки сыра сбраживается полностью. Количество молочной кислоты определяет кислотность сыра, которая влияет на скорость созревания и консистенцию продукта. Титрируемая кислотность всех видов сыров возрастает быстро в первые часы и дни после выработки. В дальнейшем она повышается медленно и в конце созревания может понизиться вследствие накопления щелочных продуктов распада белков. Содержание молочной кислоты в процессе созревания сыра снижается. Так, для сыров с высокой температурой второго нагревания массовая доля молочной кислоты снижается от 1,3-1,4 % в 10 суточном возрасте до 0,8- 1,0 % к концу созревания, для сыров с низкой температурой второго нагревания – от 1,6-1,8 % до 1,1-1,3 %, для мягких сыров – от 2,0-2,3 % до 0,4-0,8 %. Молочная кислота вступает в реакцию с параказеином, отщепляет от него кальций и образует лактат кальция. Лактат кальция образуется также при взаимодействии солей кальция с молочной кислотой. Молочная кислота и лактаты используются бактериями в процессах метаболизма. Так, пропионокислые бактерии превращают их в ацетат, пропиат и СО2, играющий главную роль в формировании рисунка сыров с высокой температурой второго нагревания. Ферментативный гидролиз белков (протеолиз) считается основным в процессе 152 созревания сыра. Источником протеолитических ферментов являются молочнокислые бактерии и молокосвертывающий препарат. Белки сырной массы распадаются с образованием многочисленных растворимых в воде азотистых соединений: высоко-, средне- и низкомолекулярных пептидов и, наконец, аминокислот. В процессе созревания сыра содержание свободных аминокислот непрерывно возрастает, часть аминокислот подвергается различным изменениям с образованием целого ряда веществ, играющих большую роль в формировании вкуса и аромата сыра: карбоновые кислоты окси- и кетокислоты, альдегиды, кетоны, амины, аммиак и др. При декарбоксилировании аминокислот и жирных кислот образуется углекислый газ. Одна часть его хорошо поглощается сырной массой, а другая скапливается в пустотах сырной массы, постепенно расширяя их, превращая в глазки. Аммиак образуется при дезаминировании аминокислот, вступая в соединения с кислотами, не прореагировавший аммиак улетучивается, о чем свидетельствует запах аммиака в камерах созревания сыра. Следовательно, ферментативный распад казеина сопровождается образованием растворимых в воде азотсодержащих соединений, количество которых непрерывно увеличивается. Однако около 50–80 % параказеина (в зависимости от вида сыра) остается незатронутым ферментативным процессом. Степень распада белков при созревании сыра (зрелость сыра) определяют по содержанию отдельных фракций азотистых соединений. Схема разделения азотсодержащих соединений сыра, разработанная во ВНИИМСе, приведена ниже. Белковые вещества сыра (общий азот) Нерастворимые в воде Растворимые в воде азотистые соединения азотистые соединения (белковый нерастворимый азот) (общий растворимый азот) ширина протеолиза Растворимые азотсодержащие Растворимые азотсодержащие соеинения, осаждаемые соединения, не осаждаемые трихлоруксусной кислотой – трихлоруксусной кислотой высокомолекулярные пептиды (растворимый небелковый (растворимый белковый азот) азот) Растворимые азотсодержащие Растворимые азотсодержащие соединения, осаждаемые соединения, не осаждаемые таннином – среднемолекулярные таннином (аминный азот) пептиды (азот пептидов) глубина протеолиза 153 Азотсодержащие соединения, Азотсодержащие соединения, осаждаемые этанолом – не осаждаемые этанолом низкомолекулярные пептиды (аминокислоты, амиды, (азот пептидов) аммиак) Накопление растворимых азотсодержащих соединений: пептидов различной молекулярной массы, аминокислот, аминов, амидов, аммиака (общий растворимый азот) характеризует ширину протеолиза. Накопление низкомолекулярных пептидов, аминокислот, аминов, амидов и аммиака (аминный азот) характеризует глубину протеолиза. Содержание продуктов протеолиза в сырах различных групп неодинаково. Так, в сырах с высокой температурой второго нагревания массовая доля (в % от общего азота) общего растворимого азота по данным различных исследователей составляет 22-32 % и аминного азота – 10-14 %, в сырах с низкой температурой второго нагревания – 20-24 % и 7-9 % соответственно. Содержание продуктов протеолиза в сырах различных групп по данным А.И. Чеботарева приведена в табл. Массовая доля растворимых азотсодержащих соединений в сырах различных групп От общего азота (100 %), % От общего Сыры растворимого азота, % Общего Аминного Аминного азота растворимого азота азота (ширина протеолиза) Советский 22,0 9,2 42 Голландский 20,4 7,1 35 Латвийский 58,8 5,4 9,2 Брынза 13,8 4,8 35 Сыры с высокой температурой второго нагревания (советский) отличаются большей глубиной протеолиза, чем сыры с низкой температурой второго нагревания (голландский) и мягкие (латвийский). Это объясняется тем, что при выработке сыров с высокой температурой второго нагревания используются молочнокислые палочки, обладающие высокой пептидазной активностью, которые обеспечивают глубокое расщепление белков. Сыры с низкой температурой второго нагревания (голландский) созревают в основном при участии лактококков, которые обладают более высокой протеазной активностью, чем пептидазной, что и определяет протеолиз этих сыров. Наибольшая ширина протеолиза характерна для мягких сыров (латвийский). Мягкие сыры в отличие от твердых сыров с низкой температурой творога нагревания имеют повышенное содержание влаги и большой объем микрофлоры. Кроме того, в созревании литовского сыра помимо заквасочной микрофлоры участвует микрофлора слизи, в результате жизнедеятельности которой происходит протеолиз казеина. В брынзе процесс протеолиза протекает аналогично процессам в сырах с низкой температурой второго нагревания, однако с меньшим накоплением общего растворимого азота. Последнее объясняется темя. Что брынза имеет более высокую массовую долю соли, созревает в рассоле и протеолиз задерживается. 154 С переходом белков из нерастворимого состояния в растворимое увеличивается количество связанной воды, что способствует улучшению консистенции сыра. При нормальном брожении в сыре образуется рисунок, состоящий из шарообразных пустот (глазков) более или менее равномерно распределенных в массе сыра. У одних сыров (швейцарский) глазки достигают в диаметре 1-2 см, у других (голландский) – 0,3-0,5 см. Образование глазков происходит в результате накопления в сыре газообразных продуктов. В глазках сыра иногда появляется прозрачная жидкость, которую обычно называют «слезой» – это сырный сок, выделившийся в глазки. Увеличение содержания свободной влаги зависит от глубины распада белков (носителей связанной влаги), поэтому «слеза» появляется в зрелом сыре. Кроме гидролиза белков, в сырах происходит также ферментативный гидролиз молочного жира (липолиз). Основным источником липаз является микрофлора заквасок, плесени и сырной слизи. В мягких сырах жир гидролизируется более интенсивно, в твердых – значительно слабее. В процессе липолиза образуется свободные жирные кислоты – масляная, капроновая, каприновая, каприловая, валериановая. В твердых сырах их содержание незначительно. Многие из жирных кислот обуславливают характерные острые вкус и запах мягких сыров. Минеральные вещества в сырной массе изменяются в результате образования кислот (молочная, уксусная, пропионовая и др.). Молочная кислота отщепляет от казеина фосфат кальция и органический кальций в виде лактата кальция, в результате чего к концу созревания в сыре повышается количество растворимого кальция. При излишне большом накоплении молочной кислоты казеин теряет значительную часть кальция и плохо связывает влагу, при этом сыр приобретает ломкую крошливую консистенцию и плохой рисунок. Если молочной кислоты образуется мало, то отщепление кальция от казеина задерживается, в результате сыр имеет резинистую консистенцию. Следовательно, в процессе созревания сыр должен достигнуть оптимальной для каждого вида кислотности. Режимы и условия созревания сыра. Развитие микрофлоры, а следовательно, и биохимических процессов, протекающих в процессе созревания зависит от внешних условий: температуры, относительной влажности воздуха, кратности обмена воздуха в камере созревания, а также способов ухода за поверхностью сыра. При созревании сыра поддерживают необходимую температуру и влажность воздуха в камере созревания сыра. После посолки сыр сначала обсушивают на стеллажах в солильном помещении в течение 2–3 сут при температуре (10 ± 2) оC. Во избежание бурного брожения в твердых сырах в начальный период созревания эту же температуру поддерживают некоторое время (12–20) сут - для сыров типа голландского и 15–25 сут для швейцарского), с целью активизации биохимических процессов, на следующем этапе созревания повышают температуру сыров для сыров типа голландского до 14–16 оC на 1 мес, а для сыров типа швейцарского до 10–12 оC и выдерживают сыры до полной зрелости. Большинство мягких сыров сразу после посолки помещают в камеру созревания при температуре 12–14 оC и выдерживают там до окончания созревания. При повышении температуры воздуха в камере созревания по сравнению с оптимальной происходит интенсивное брожение и, как следствие, вспучивание сыра. При излишне низкой температуре задерживается созревание и появляется пороки сыра (невыраженный вкус, горечь и др.). Влажность сыра влияет как на интенсивность микробиологических и биохимических процессов, так и на качество сыра. При пониженной влажности воздуха в камере созревания сырная масса теряет много влаги, созревание сыра замедляется, а на корке образуются трещины. Высокая относительная влажность воздуха способствует развитию плесени на сыре и подпреванию корки, размягчению сырного теста. Для регулирования процесса созревания и получения сыра с хорошо наведенной коркой в камере созревания поддерживают определенную влажность воздуха. Относительную 155 влажность воздуха для сыров с высокой температурой второго нагревания сначала устанавливают на уровне 90–94 %, снижая ее до 87–90 % после выхода сыра из бродильной камеры, а для сыров с низкой температурой второго нагревания – 88–92 %, снижая ее после месячного возраста до 80–85 %. Если сыры имеют защитное покрытие, то влажность сыра поддерживают на уровне 75–85%. Для борьбы с плесенью воздух камер созревания после освобождения их от сыра озонируют или облучают ультрафиолетовыми лучами. Уход за поверхностью сыра во время созревания проводят для поддержания поверхности в необходимом для данного вида сыра состоянии, регулирования в нужном направлении микробиологических и биохимических процессов и сокращения потерь продукта. На протяжении всего периода созревания для равномерного наведения корки и равномерной осадки сыра периодически в зависимости от состояния сыров и условий созревания переворачивают через 7–15 суток. Прессуемые твердые сыры с гладкой плотной коркой, не требующие развития на поверхности какой-либо микрофлоры, периодически моют, освобождая корку, как от плесени, так и от слизи. Уход за сырами типа швейцарского состоит из периодических моек и незначительного подсаливания их корки для поддержания ее во влажном состоянии, чтобы не допустить образования толстых корки и подкоркового слоя, а также развития на корке плесени и слизи. Самопрессуемые сыры, вырабатываемые с использованием поверхностной микрофлоры, в процессе созревания не моют. Поверхность этих сыров сохраняет шероховатость, неровности, впадины, обусловленные неплотным смыканием зерен, вследствие чего создаются благоприятные условия для развития необходимой аэробной микрофлоры. Поверхность сыров, созревающих при участии микрофлоры слизи, в течение первого месяца перетирают влажной салфеткой через каждые 5–7 суток для равномерного распределения слизи и поддержания в умеренно влажном состоянии поверхности. В дальнейшем обтирают реже – через 8–12 суток. В конце созревания слизь подсыхает, образуя плотный гладкий слой, хорошо защищающий поверхность сыра от высыхания и развития на ней посторонней микрофлоры. Перед реализацией сыр обтирают, слегка обсушивают и завертывают в пергамент. Отличительной особенностью технологии пикантного сыра является то, что сначала он созревает при участии слизи, а затем слизь удаляют с поверхности сыра, сыр подсушивают и покрывают защитным покрытием. Далее сыр созревает без участия аэробной микрофлоры. По мере появления на твердых сырах плесени или слизи их моют в специально выделенном для этого помещения, обсушивают и возвращают в камеру для созревания. Сыры можно мыть не раньше, чем через 2 недели после посолки, так как хлорид натрия еще недостаточно проник внутрь сыра и может быть потерян при ранней мойке. Температура воды для мойки сыра обычно 30–40 С. если в сыре протекает сильное брожение, температуру воды понижает до 20 С. Когда необходимо усилить молочнокислое брожение в молодом сыре, то температура воды составляет 35 – 40 С. Для предупреждения развития поверхностной микрофлоры и ускорения наведения корки сыры после мойки рекомендуется подвергать тепловой обработке. Для этого сыр помещают на 3–5 с в горячие воду или рассол температурой (88±5) С. Массовая доля поваренной соли в рассоле составляет 16–18 %. С этой же целью рекомендуется обработка поверхности сыров суспензией сорбиновой кислоты. Такой обработке подвергают сыры с хорошо обсушенной поверхностью на (5±1) сут после посолки, при этом сыр целиком погружают в суспензию или равномерно наносят ее на поверхность сыра с помощью мягкой щетки, губки или салфетки. Правильный, рациональный уход за поверхностью сыра в процессе созревания способствует не только получению продукта хорошего качества, но и сокращению его 156 потерь. В процессе посолки и созревания сыра его масса из-за усушки уменьшается. Наибольшая потеря массы наблюдается в период посолки сыра за счет извлечения из него влаги – (4,5±1,5) % массы сыра. После посолки масса сыра продолжает уменьшаться вследствие испарения влаги с его поверхности. На величину усушки влияют условия созревания (температура, относительная влажность и кратность воздухообмена в камере созревания), свойства сыра (влажность сырной массы, состояние корки и удельная поверхность головки сыра), приемы ухода за сыром (частота и качество мойки, тепловая обработка, свойства и своевременность применения защитных покрытий). Усушка возрастает с повышением температуры и уменьшением относительной влажности воздуха, усилением воздухообмена в камерах созревания. В сырах с повышенной влажностью усушка больше, чем в сырах с меньшим содержанием влаги. Чем больше удельная поверхность сыра, тем больше усушка. При обработке сыра (мойка, тепловая обработка и др.) происходит потеря жира и белка. Общие потери массы сыра в процессе созревания в результате усушки и потерь жира и белка составляет от 5 до 11 %. Потери сырной массы, в свою очередь, влияют на выход сыра. Применение прогрессивных способов ухода за сыром, использование защитных покрытий значительно уменьшают усушку, но не предотвращают ее. Чем раньше применяют защитное покрытие поверхности сыра, тем меньше усушка, так как наибольшая потеря массы сыра наблюдается в первые дни созревания. Защитные покрытия твердых сыров. Предупредить разрушение корки сыра и развитие на ней слизи и плесени, снизить потери массы сыра, повысить качество готового продукта и сократить затраты по уходу за сыром при созревании можно с помощью защитных покрытий поверхности сыров на основе парафина, различных полимерных пленок и комбинированных покрытий. Полимерное покрытие (сплав СКФ-15). Сплав относится к пленкообразователям на основе парафина с полимерными и другими наполнителями. Этот сплав используют как самостоятельное покрытие, так и в качестве защитного слоя в комбинированных покрытиях ВИМ и новаллен. В сыроделии применяют как раннее парафинирование, так и парафинирование сыров на более поздних стадиях созревания. Раннее парафинирование осуществляют только после наведения на поверхности сыра достаточно прочной, сухой и гладкой корки. Твердые сыры с низкой температурой второго нагревания подвергают раннему парафинированию в 15–20 суточном возрасте. В случае созревания сыров в сырохранилищах с высокой относительной влажностью (выше 90 %) их покрывают парафинополимерными покрытиями позднее – в 20–25-суточном возрасте. При этом до парафинирования сыры моют или протирают салфеткой, не допуская обильного развития на поверхности плесени и слизи. Для покрытия сыров сплавами используют парафинеры различных конструкций. Поверхность сыра перед нанесением покрытия должна быть сухой. Температура сыра 10– 12 С. Для нанесения защитного покрытия сыр погружают в расплав на 2–3 с, а затем вынимают и выдерживают 2–3 с над парафином для стекания излишков расплава и его застывания, после чего осторожно снимают с держателя. Температура парафинополимерного сплава СКФ-15 составляет 160170 С, а при раннем парафинировании 130–140 С. температуру парафиновоскового сплава поддерживают на уровне 140–150С. Уход за парафинированным сыром сводится к обтиранию его поверхности мягкой сухой салфеткой, переворачиванию через каждые 10–15 сут. При необходимости сыры перед отгрузкой парафинируют вторично. Созревание сыров в полимерных пленках. В промышленности используют 157 следующие полимерные пленки: полиэтиленцеллофан, повиден, саран. Их применяют для созревания, хранения и реализации сыров с низкой температурой второго нагревания. Пленочные материалы, применяемые в сыроделии, должны быть достаточно прочными, иметь низкую паро-, газо- и влагопроницаемость, быть нетоксичными, не сообщать привкуса и запаха продукту, легко свариваться, плотно облегать упаковываемый сыр. При созревании в пленке усушка сыра почти полностью устраняется. Это обстоятельство следует учитывать при выработке сыров. Их надо вырабатывать с пониженной на (2,0±0,5) % массовой долей влаги после прессования по сравнению с сырами, созревающими в парафиновосковом или парафинополимерном покрытии. В противном случае возможно получение продукта с повышенным содержанием влаги. Кроме того, при этом возможно нарушение нормального развития микробиологических и биохимических процессов при созревании сыра и, как следствие, возникновение ряда пороков (нечистый горький вкус, неправильный рисунок), консистенция в этом случае может быть мажущейся или рыхлой. И, наконец, при излишней начальной влажности сыров возможно выделение жидкости (сыворотки) под пленкой во время созревания, что недопустимо. На предприятиях, вырабатывающих сыры в пленках, чтобы исключить обсеменение продукта плесенями и другой посторонней микрофлорой, в по-мещениях для посолки, обсушки и упаковывания сыра в пленку устанавливают бактерицидные лампы. Они облучают эти помещения в нерабочее время в течение не менее 8 ч в сутки. Бактерицидные лампы устанавливают в проходах между стеллажами и следят за тем, чтобы сыр не облучался. Перед упаковкой в пленку сыр после посолки выдерживают при принятых температурных режимах – (12±2) С от 5 до 12 сут в зависимости от состояния поверхности сыров. Сыр перед упаковыванием в пленку должен иметь совершенно сухую чистую поверхность без плесени и слизи и без каких-либо повреждений. Для предотвращения конденсации влаги на поверхности сыров температура в помещении для упаковывания не должна превышать температуру воздуха в камере для созревания сыра. Если сыры упаковывают при комнатной температуре, то их предварительно выдерживают в помещении для упаковывания в течение 1,5–2,5 ч. За 2–3 сут перед упаковыванием в пленку сыр рекомендуется обработать суспензией сорбиновой кислоты, что способствует предотвращению развития на сыре под пленкой поверхностной микрофлоры. Упаковывание сыра в пакеты из полимерной пленки проводят на специальных вакуум-упаковочных машинах различных конструкций. Из пакетов необходимо полностью удалить воздух и обеспечить его герметизацию путем термосварки или зажатия металлической клипсой. При использовании пакетов из повиденовой пленки после упаковывания сыра осуществляют термоусадку пленки. Для этого сыр погружают на (4±1) С в горячую воду температурой (96±1) С. Допускается производить созревание всех видов твердых сыров в пакетах из полимерной пленки без вакуумирования и герметизации упаковки. После такой же предварительной подготовки, что и при упаковывании под вакуумом, сыр укладывают в пакеты, концы которых плотно, без складок подворачивают под головку сыра. При обнаружении на сыре плесени или слизи его моют, обсушивают и повторно укладывают в чистые пакеты. За 7-10 суток до конца созревания сыр вынимают из пакета, моют, обсушивают в течение от 3 до 7 суток, маркируют и парафинируют или переупаковывают в пленку под вакуумом. В настоящее время создано ряд новых пленок для сыров: ПОЛИФОРМ-3, ОМПЛАСТ, АМИВАК СН и др. Полиамид-полиолефиновая трехслойная асептическая пленка ПОЛИФОРМ-3 создана с использованием в качестве антимикробной добавки натриевой соли 158 дегидрацетовой кислоты с пищевыми кислотами: молочной, лимонной и др. Пленка ПОЛИФОРМ-3 предназначена для созревания упакованных в эту пленку твердых сычужных сыров типа голландского, а также для хранения готовых сыров этого типа в порционной упаковке, и мягких сыров без созревания. В пакеты из пленки ПОЛИФОРМ-3 упаковывают сыр в возрасте 12 суток, пакеты вакуумируют, заваривают и сыр направляют на созревание. На основе полиолефинов создана трехслойная термоусадочная пленка ОМПЛАСТ, по своим свойствам сочетающая антимикробную активность по отношению к посторонней микрофлоре и газопроницаемость по отношению к воздуху, углекислому газу и кислороду. Внутренний слой этой пленки обладает антимикробной активностью к плесневым грибам, дрожжевым клеткам и другим нежелательным бактериям. Пленка ОМПЛАСТ выпускается в виде пакетов. Хорошая селективная газопроницаемость позволяет использовать пленку на ранней стадии созревания сыра, а именно на 5–7 сутки. Пакет с сыром вакуумируют, заваривают и подвергают термоусадке в воде при температуре 9395C. Упаковка АМИВАК СН выпускается в виде многослойных пакетов, обладающих проницаемостью по отношению к углекислому газу. Материалы, из которых изготовлены пакеты, не включают хлорсодержащих соединений. Пакеты с сыром закрывают путем термосварки или с помощью специальных клипс с последующей термоусадкой пакета путем погружения в горячую воду температурой 90C. Комбинированное покрытие новаллен. Покрытие применяют в производстве различных твердых сыров. Комбинированное покрытие новаллен состоит из двух слоев — каркасного и защитного. Каркасный слой новаллена представляет собой смесь латексов, в состав которой входит бактериостатический наполнитель, предохраняющий поверхность сыра от воздействия посторонней микрофлоры, а защитный — парафиновосковой или парафинополимерный сплав. Защитный слой обладает высокой адгезией к каркасному слою и обладает низкой паропроницаемостью, обеспечивает защиту сыра от усушки и плесневения. В свою очередь, каркасный слой улучшает прочностные свойства защитного слоя, устраняет дефект — осыпание парафинового слоя. Перед нанесением каркасного слоя осуществляют ту же предварительную подготовку и соблюдают те же требования к состоянию поверхности и массовой доле влаги после прессования, что и для сыров, созревающих в полимерных пленках. Каркасный слой наносят на швейцарский сыр на 8–9 сутки, а на российский — на 3-4 сутки. Каркасный слой наносят погружением, намазыванием, накатыванием, напылением в два приема: сначала покрывают верхнее полотно и более половины (по высоте) боковой поверхности, а затем после обсушки аналогичным образом покрывают остальную часть головки сыра. Для формирования каркасного слоя проводят обсушку в сушилках любого типа при температуре воздуха не более 35 ºC и скорости его движения от 5 до 7 м/с. При этом продолжительность обсушки составляет от 5 до 7 минут. Благодаря избирательной проницаемости по отношению к углекислому газу и кислороду каркасный слой способствует газообмену в начальный период созревания сыра. По окончании молочнокислого брожения интенсивность выделения углекислого газа снижается, на сыры можно наносить защитный слой покрытия. Защитный слой наносят на сыры типа швейцарского на 2–3-сутки после выхода сыра из бродильной камеры, а на сыры типа российского – сразу или через 2–4 суток после формирования каркасного слоя. Покрытие ПОЛИСВЭД. Антимикробное латексное покрытие, изготовленное на основе латексов сополимеров винилацетата с этиленом или дибутилмалеинатом. В качестве антимикробной добавки использована натриевая смесь дегидрацетовой кислоты. Для окрашивания использован бета-каротин в виде препарата «Ветерон». Покрытие ПОЛИСВЭД предназначено для применения в производстве сыров типа 159 голландского. Как самостоятельное покрытие ПОЛИСВЭД наносится намазыванием на поверхность сыра в возрасте 3-8 дней. Условия подготовки поверхностного слоя сыра перед нанесением покрытия ПОЛИСВЭД аналогичны условиям применения покрытия новален. Комбинированное покрытие ПАРАСВЭД применяют в производстве твердых сыров типа голландского. В качестве каркасного слоя используют латексное покрытие ПОЛИСВЭД, которое наносят на сыр на 5-й день его созревания. Защитный слой представляет собой полимерно-восковой сплав, который наносят на сыр в 40-дневном возрасте. СПОСОБЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ СЫРА В настоящее время можно выделить три направления интенсификации технологии сыров. Первое направление. ВНИИМС разработана интенсивная технология сыров с низкой температурой второго нагревания, основанная на применении в качестве заквасок лактококков и молочнокислых палочек L. Plantarum, а также кислой фосфатазы. Молочнокислые палочки L.plantarum обладают высокой протеолитической активностью и способствуют ускорению созревания сыра. Следует отметить, что эти сыры приобретают нетипичный для сыров голландской группы пряный привкус. Кислая фосфатаза способствует дефосфорилированию казеинаткальцийфосфатного комплекса мицелл казеина, что повышает его доступность для протелитических ферментов, а остатки фосфорной кислоты участвуют в образовании структуры сычужного сгустка, что приводит к снижению расхода молокосвертывающего фермента на 25-30 %. По интенсивной технологии вырабатываются: голландский брусковый, костромской и пошехонский сыры, химический состав которых приведен в табл. . Химический состав сыров, вырабатываемых по интенсивной технологии Массовая доля, % Продолжительн ость Жира в сухом Сыры Влаги, не Хлорида созревания веществе, не более натрия сыра, сут менее 45 44 1,5 – 2,0 Голландский 30 50 43 1,5 – 2,0 30 53 1,5 – 2,0 Костромской 30 45 45 1,5 – 2,0 30 53 1,5 – 2,0 Пошехонский 30 45 45 1,5 – 2,0 Так, голландский брусковый, костромской и пошехонский сыры, выработанные по интенсивной технологии, созревают 30 дней вместо 45 традиционной технологии. Разработанная технология допускает замену 50 % молочного жира на растительный и предусматривает частичную замену поваренной соли при посолке на лечебнопрофилактическую соль. Второе направление. ВНИИМС разработана технология сыроа, включающая ряд приемов, позволяющих интенсифицировать технологический процесс и повысить выход готового продукта: высокая температура пастеризации молока до 80 оС; созревание пастеризованного молока с закваской; использование в составе заквасок бактерий, обладающих высокой протеолитической активностью и способностью расщеплять имеющие горький вкус пептиды; термизация созревшего молока; частичная замена хлорида кальция на фосфаты. По вышеуказанной технологии вырабатывается сыр «Волжский», относящийся к группе российского сыра. Химический состав сыра «Волжский» приведен ниже. 160 Массовая доля, % Жира в сухом веществе, не менее 40 45 50 Влаги, не более Хлорида натрия 48 45 44 1,5 – 2,5 1,3 – 2,3 1,3 – 2,1 Особенностью технологии этих сыров является повышенная температура молока до 80 ºС, в то время как в технологии традиционных сыров пастеризация молока проводится при 72-74 ºС. Такая температура пастеризации вызывает денатурацию сывороточных белков, которая сопровождается их осаждением на мицеллах казеина, что препятствует действию сычужного фермента и образованию сгустка. Поэтому после пастеризации предусмотрено созревание молока с закваской. При созревании повышается кислотность молока, происходит снижение электрического заряда и частичная деминерализация казеинаткальцийфосфатного комплекса мицелл казеина, вследствие чего создаются условия для действия сычужного фермента и образования сгустка. Кроме того, высокая температура пастеризации молока приводит к вовлечению в сырный сгусток сывороточных белков, при этом увеличивается выход продукта на 2-3 %. При созревании сыра сывороточные белки под действием микрофлоры закваски образуют горькие пептиды, при этом усиливается опасность возникновения горького вкуса сыра. Для того. чтобы этого не произошло в состав закваски введены нетрадиционные для сыров с низкой температурой второго нагревания молочнокислые бактерии, способные расщеплять имеющие горький вкус пептиды. Кроме того, эти бактерии, обладая высокой протеолитической активностью, способствуют ускорению созревания сыра. Так, продолжительность созревания сыра «Волжский» составляет 30 суток, что в 2 раза меньше по сравнению с сыром российский. Для снижения количества энтерокков в сыре предусмотрена термизация созревшего молока перед выработкой сыра. В технологии этих сыров предусмотрена частичная замена хлорида кальция на гидрофосфаткальция, что способствует улучшению консистенции готового продукта. При выработке сыра допускается замена 50 % молочного жира на растительный. Продолжительность созревания сыра – 30 сут. Третье направление. Разработка сыров групп российского и голландского, технология которых отличается более интенсивным молочнокислым брожением и сокращенным сроком созревания по сравнению с традиционными сырами этих групп. Интенсификация молочнокислого брожения в технологии этих сыров достигается за счет использования наряду с мезофильной заквасочной микрофлорой специально подобранных штаммов культур термофильных молочнокислых палочек (бактериальная закваска БЗ-ТМП). Микрофлора БЗ-ТМП обладает высокой кислотообразующей способностью и сильными протеолитическими свойствами. Кроме того, БЗ-ТМП обладает антагонистической активностью по отношению к бактериям группы кишечных палочек. Целесообразность использования термофильных молочнокислых палочек (ТМП) объясняется следующим. В технологии сыров с низкой температурой второго нагревания обычно используется мезофильная заквасочная микрофлора, оптимальная температура развития которой 28–32 ºС. Однако, для достижения необходимой степени обезвоживания сырного зерна температуру его обработки повышают до 39–43 ºС (второе нагревание), что тормозит развитие микроорганизмов и сбраживание молочного сахара. Так, в сырах группы голландского лактоза сбраживается только на 10–15 сутки. Использование мезофильной заквасочной микрофлоры в сочетании с ТМП, которые при температуре второго нагревания имеют благоприятные условия для своей жизнедеятельности, способствует активизации молочнокислого процесса на всех стадиях обработки сырного зерна, формования и прессования сырной массы и при созревании сыра. В сырах 161 выработанных, с бактериальной закваской Б3-ТМП молочный сахар сбраживается к концу посолки на 95–96 %. Высокий уровень молочнокислого брожения (накопления биомассы)к моменту помещения сыров в камеру созревания, способствует созреванию сыра в более короткие сроки и при более низких температурах (8–10 оС). при этом создаются неблагоприятные условия для развития технически вредной микрофлоры, в частности маслянокислых бактерий (температура развития которых 11 оС) и этим предотвращается вспучивание сыров. С использованием в составе закваски термофильных молочнокислых палочек (закваски Б3-ТМП) разработаны сыры типа российского – «Витязь»; сыры, формуемые из пласта, – «Радонежский», «Сибиряк», «Фаворит», мягкий сыр «Хоттабыч». В технологии сыра «Покровского», относящегося к группе российского, используется комплексная закваска, состоящая из лактококков, термофильных (L.acidophilus) и мезофильных (L.casei) палочек. Сыр «Витязь». В отличие от российского, сыр «Витязь» имеет три градации по массовой доле жира в сухом веществе: 50, 40 и 30%. Вырабатывается с использованием закваски из мезофильных молочнокислых микроорганизмов, а так же термофильных молочнокислых палочек (БЗ-ТМП). Формуется насыпью. Продолжительность созревания 30 сут при температуре 8-12°С. Сыр «Радонежский» имеет две градации по массовой доле жира в сухом веществе: 45 и 50 %. Формуется из пласта. Продолжительность созревания 30 сут при температуре 8–12 ºС. Сыр «Радонежский» имеет форму низкого цилиндра, брусков с прямоугольным или квадратным сечением. Сыр характеризуется ярко выраженным сырным вкусом с наличием пряности , остроты и лёгкой кисловатости, пластичной консистенции. Рисунок состоит из глазков круглой овальной или угловатой формы. Допускается отсутствие рисунка. Сыр «Сибиряк» имеет пониженную массовую долю жира в сухом веществе 25%. Формуется из пласта. Продолжительность созревания 30 сут при температуре 8–12 ºС. Сыр «Сибиряк» характеризуется выраженным сырным вкусом с наличием пряности и лёгкой кисловатости, однородной пластичной консистенции, рисунком состоящим из глазков круглой овальной и угловатой формы. Сыр имеет форму низкого цилиндра, брусков с прямоугольным или квадратным сечением. Сыр «Фаворит» имеет две градации по массовой доле жира в сухом веществе:40 и 50%. Вырабатывается с использованием бактериального препарата БП-СМС в комплексе с термофильными молочнокислыми палочками «Б3-ТМП» и закваски молочнокислых палочек L. casei (Б3—СМП). Формуется из пласта. Срок созревания для сыра с массовой долей жира 40 % – 30 сут, а для сыра 50 % – 25 сут, при температуре 8–12 ºС. Сыр «Хоттабыч» - мягкий сычужный сыр без созревания. Массовая доля жира в сухом веществе – 48±1%, влаги – не более 58%, соли не более – 2,5%. Сыр вырабатывается с использованием мезофильных молочнокислых кокков и термофильных палочек (БЗ-ТМП). Посолка сыра осуществляется в рассоле традиционном способом, осушка в камере созревания при температуре от 8 до 12 ºС. Выпускается в торговлю в возрасте не менее 3 суток, срок его годности – 10 суток. Форма низкий цилиндр или прямоугольный брусок. Масса головки от 0,5 до 2,0 кг. Сыр «Покровский» относится к группе российского сыра. Это твердый сычужный сыр с низкой температурой второго нагревания, формуемый насыпью и имеющий четыре градации по массовой доле жира в сухом веществе: 50, 45, 40 и 30 %. Сыр «Покровский» представляет собой брусок с квадратным основанием со стороной от 14 до 20 см и высотой от 10 до 12 см, массой от 2 до 5 кг. Продолжительность созревания – 30 сут при температуре 10-12 ºС. Особенностью сыра «Покровский» является использование закваски, состоящей из трех видов заквасок: мезофильных молочнокислых лактококков, мезофильных молочнокислых палочек вида L.casei и термофильных молочнокислых палочек вида 162 L.acidophilus (невязкий штамм). Источником мезофильных молочнокислых лактококков является закваска, приготовленная на основе бактериального препарата типа БК-Углич-6, который характеризуется высоким содержанием жизнеспособных клеток, повышенным количеством ароматобразующих лактококков, фагоустойчивостью. Препарат может использоваться в виде беспересадочной закваски, а также в активизированном виде или прямым внесением в молочную смесь. Оптимальная температура развития для микроорганизмов данной группы 25–30 ºС (предельная – 40 ºС), что обусловливает благоприятный период для их развития – с момента внесения закваски в смесь до второго нагревания. В этот период общее количество микроорганизмов увеличивается до сотен миллионов в 1 г сыра. При повышении температуры сырного зерна до 35–40ºС развитие мезофильных молочнокислых лактококков приостанавливается и начинается развитие ацидофильной палочки. Палочки имеют развитый комплекс пептидаз, тогда как лактококки – протеиназ. Благоприятный период для развития ацидофильной палочки начинается с начала второго нагревания сырной массы (43–45 ºС) и продолжается до конца прессования, что составляет по времени 5–6 ч. При снижении температуры сыра до 20 ºС (во время посолки) развитие её прекращается. Важно то, что максимум развития ацидофильной палочки совпадает с периодом развития бактерий группы кишечных палочек, которые обнаруживаются в незначительных количествах в смеси. Ацидофильная палочка продуцирует антибиотические вещества, подавляющие рост кишечной палочки. Мезофильные молочнокислые палочки L.casei, используемые в технологии сыра «Покровский», обладают хорошей протеолитической активностью, антагонизмом по отношению к технически вредной микрофлоре. Температурный диапазон их развития – от 15 до 40 ºС, т.е. они интенсивно развиваются при повышении температуры второго нагревания до 40 ºС. При дальнейшем повышении температуры до 43–45 ºС их развитие приостанавливается и вновь активизируется при остывании сыра до 37–38 ºС и остается на этом уровне до конца созревания. При совместном использовании ацидофильной палочки и L.casei между микроорганизмами отмечаются тесные симбиотические взаимодействия, выражающиеся в усилении их антибиотической активности, повышении кислотообразующей способности и образовании ароматобразующих соединений, которые чистые культуры по отдельности не продуцируют. ПОДГОТОВКА СЫРА К РЕАЛИЗАЦИИ Оценка качества и пороки сыров. Оценку качества и сортировку сыров осуществляют по достижении ими кондиционной зрелости. Сыры, выпускаемые в реализацию, осматриваются и оцениваются экспертом. Оценку начинают с внешнего осмотра упаковки, маркировки, состояния корки и защитного покрытия. Для оценки качества сыра берут пробу, одну часть пробы используют для органолептической оценки, а другую — для определения химического состава сыра (массовой доля жира в сухом веществе сыра, влаги и хлорида натрия). При оценке сыров дают характеристику вкуса и запаха сыра, его консистенции, рисунка, цвета теста, внешнего вида и устанавливают отклонения показателей от требований стандарта. Оценку проводят по 100-балльной системе, каждому показателю отводится определенное количество баллов: вкус и запах — 45 баллов, консистенция — 25, рисунок — 10, цвет теста — 5, внешний вид — 10, упаковка и маркировка — 5 балов. В зависимости от балльной оценки сыры относят к одному из сортов: высший — общая оценка от 87 до 100 баллов, в том числе по вкусу и запаху не менее 37 баллов; к первому — общая оценка от 75 до 86 баллов. Сыры, получившие оценку менее 75 баллов или по составу не соответствующие требованиям стандарта, к реализации не допускаются, а подлежат переработке. 163 Мягкие и некоторые твердые сыры (российский, пошехонский, литовский и др.) не подразделяют на сорта. В этом случае устанавливают соответствие или несоответствие качества и состава продукта требованиям нормативно-технической документации. В случае несоответствия качества продукта требованиям нормативно-технической документации сыр приемке-сдаче не подлежит. Его направляют на промышленную переработку. При качественной оценке сыров могут быть обнаружены пороки вкуса и запаха, консистенции, рисунка, цвета. Пороки вкуса и запаха. Горький вкус сыр приобретает в основном за счет накопления в нем большого количества полипептидов. Это происходит при нарушении процесса протеолиза вследствие тех или иных отклонений в технологии. Понижение температуры созревания, излишнее повышение кислотности в сырах, повышенное содержание хлорида натрия — все это приводит к резкому замедлению развития молочнокислых бактерий и, следовательно, к уменьшению количества протеолитических ферментов и снижению их активности. Причиной горького вкуса может быть переработка на сыр молока от коров, больных маститом, или содержащего горькие вещества растительного происхождения. Во всех случаях следует тщательно сортировать молоко и соблюдать установленные технологические режимы выработки сыра. Кисловатый вкус. Характерен для всех сыров, вырабатываемых с низкой температурой второго нагревания. Иногда он бывает выражен очень сильно и расценивается как порок. Основная причина образования кислого вкуса — накопление в сыре излишнего количества молочной кислоты. Это происходит при переработке молока повышенной зрелости, внесении слишком большой дозы бактериальной закваски, излишне высокой начальной влажности сыра, недостаточном разбавлении сыворотки водой. Чтобы избежать этого порока, следует следить за подготовкой зрелого молока и регулировать уровень молочнокислого брожения при выработке сыра. Затхлые вкус и запах. В твердых прессуемых сырах этот порок чаще всего обусловлен развитием поверхностной микрофлоры, особенно слизи. Микрофлора слизи обладает высокой протеолитической активностью. Протеолиз сопровождается образованием большого количества аммиака, который проникает в сыр и придает ему затхлые вкус и запах. Развитию поверхностной микрофлоры способствуют высокая влажность и кислотность сырной массы, повышенная относительная важность воздуха и плохой уход за сыром в процессе созревания. Затхлые вкус и запах могут быть обусловлены развитием газообразующей микрофлоры (дрожжи, кишечная палочка). Для предупреждения этого порока необходимо строго соблюдать санитарно-гигиенические условия, регулировать влажность и кислотность в процессе выработки сыра, обеспечить тщательный уход за сыром и необходимую относительную влажность воздуха при созревании сыра. Недостаточно выраженные вкус и запах. Порок появляется вследствие замедленного развития в сыре микробиологических и биохимических процессов. Это обусловлено рядом причин: недостаточным содержанием влаги в сыре, излишним разбавлением сыворотки водой, высокой кислотностью, избыточным содержанием хлорида натрия, созреванием сыров при пониженной температуре и др. Для предупреждения порока необходимо регулировать влажность и уровень молочнокислого брожения, контролировать режим посолки и созревания сыра. Пороки консистенции. Твердая консистенция. В прессуемых сырах с низкой температурой второго нагревания этот порок чаще всего вызывается недостаточным содержанием влаги в сыре. Этот недостаток можно устранить путем снижения температуры второго нагревания и применением частичной посолки в зерне. Твердая консистенция в сырах с высокой температурой второго нагревания может быть следствием замедленного развития микробиологических и биохимических 164 процессов, когда накопление растворимых продуктов протеолиза происходит в недостаточной степени. В этом случае следует применять активные культуры молочнокислых бактерий и наносить защитные покрытия на сыры на более ранних стадиях его созревания, не допускать пересола сыра. Крошливая консистенция образуется вследствие избыточного развития молочнокислого процесса. При этом в результате интенсивного накопления молочной кислоты усиливается отщепление кальция от мицелл казеина и ухудшаются его гидрофильные свойства. Для предупреждения порока необходимо регулировать уровень молочнокислого брожения путем добавления воды при обработке зерна и проводить частичную посолку сырной массы в зерне. Колющаяся консистенция (самокол). Порок заключается в растрескивании сырной массы и образовании различной величины щелей. Это происходит из-за недостаточной эластичности сырного теста при недостатке кальция, связанного с казеином. При накоплении в таких сырах газообразных продуктов глазки не образуются и вместо постепенной деформации сырной массы в местах скопления газов сыр растрескивается. Причиной является накопление излишней кислоты при излишне развитом молочнокислом брожении вследствие применения больших доз бактериальной закваски с повышенной активностью кислотообразования. Причиной порока может быть замедленного газообразование в сыре. В этом случае необходимое для образования рисунка давление газа создается уже после того как сырная масса потеряет эластичность (вследствие проникновения в сыр хлорида натрия и его взаимодействия с казеином). Для предупреждения порока необходимо обеспечить своевременное газообразование в сыре, поддерживать в камерах созревания необходимый температурновлажностный режим. Резинистая консистенция. Она вызывается недостаточно развитым в сыре молочнокислым брожением, когда при низком содержании молочной кислоты образуется избыток кальция, связанного с белком. Для предупреждения порока необходимо увеличить дозу закваски, удлинить время свертывания и обработки сгустка, не разбавлять сыворотку водой. Мажущаяся консистенция. Порок возникает при высокой влажности сырной массы. Для устранения порока необходимо усилить обсушку зерна в процессе обработки. Пороки рисунка. Сетчатый, рваный и губчатый рисунок образуется в результате избыточного газообразования при развитии в сырах вредной микрофлоры (кишечной палочки, дрожжей и маслянокислых бактерий). Причинами являются использование бактериально загрязненного молока, недостаточно эффективная пастеризация, вторичное обсеменение молока и сырной массы вредной микрофлорой, применение малоактивной бактериальной закваски, излишне низкая кислотность сыра, проведение посолки и созревание сыра при повышенных температурах и др. Для устранения порока необходимо строго соблюдать санитарно-гигиенические условия производства и режим пастеризации молока, использовать антагонистические закваски и бактериальные препараты, проводить посолку и созревание сыра при пониженной температуре. Отсутствие рисунка. Этот порок в сыроделии называют «слепой рисунок». Вызывается она замедленным газообразованием в сыре и чаще всего обусловлен недостаточным развитием ароматобразующих молочнокислых стрептококков (при выработке сыров с низкой температурой второго нагревания) или пропионовокислых бактерий (при выработке сыров с высокой температурой второго нагревания). Причинами замедленного газообразования являются низкая температура посолки и созревание сыра и излишнее содержание хлорида натрия в сыре. Особенно неблагоприятно сказывается на газообразовании избыточное внесение хлорида натрия при частичной по-солке сыра в зерне. Для устранения порока необходимо строго следить за режимами посолки и 165 созревания сыра. Пороки цвета и внешнего вида. Неравномерное окрашивание теста сыра (белые пятна). Порок обусловлен неоднородной обработкой сырного зерна, неравномерным распределением бактериальной закваски. Для предупреждения порока необходимо вносить закваску в молоко через сетчатый фильтр, хорошо перемешивать смесь перед свертыванием, ставить одинаковое по размеру зерно, не допускать комкования зерен при обработке. Белый цвет теста. Появляется у сыров пересоленных, выработанных в зимний период, или из молока с повышенной кислотностью. Подкорковая плесень. Она развивается в сырах с плохо замкнутой при прессовании поверхностью, что обусловлено недостаточным давлением и малой продолжительностью прессования, быстрым охлаждением поверхности сыра, излишней обсушкой сырного зерна и др. способствует ее развитию также образование трещин на поверхности сыра за счет деформации его после посолки, а также медленное наведение корки на сыре или повреждение ее при мойке. Для устранения порока необходимо подпрессовывать пласт под слоем сыворотки, проводить перепрессовки сыра, следить за температурой воздуха при формовании и прессовании сыра, аккуратно обращаться с сырами при их укладке на стеллажи в процессе моек, применять при созревании сыра покрытия, в состав которых входят вещества, задерживающие рост плесени. Фасование сыра. Для удобства покупателей заводы производят фасование зрелых сыров и реализацию их мелкими порциями, герметически упакованными в пакеты из полимерных материалов. К фасованию сыр подготавливают в изолированном помещении. Перед фасованием с сыров удаляют защитное покрытие и корку (для сыров в парафиновосковом или парафинополимерном покрытии). При необходимости зачищают поверхность. Разрезают и упаковывают порции сыра в пленку в помещении, изолированном от подготовительного отделения. В этом помещении установлены бактерицидные лампы, которыми облучают его в нерабочее время. Относительная влажность воздуха в помещении не должна превышать 80 %. Сыры разрезают на бруски, секторы или ломтики массой от 100 до 500 г и укладывают в пакеты из полимерных материалов (повиден, полиэтилен-целлофан). Перед изготовлением пакетов пленку тщательно просматривают. Пленку с надломами, порезами или точечными отверстиями не используют. Твердые сыры упаковывают в полимерные пленки при разрежении или без разрежения, но с применением нейтральных газов (азота или углекислого газа). При упаковывании с применением углекислого газа, азота или смести этих газов из пакета сначала удаляют воздух, а затем заполняют газом. Разрежение в пакете должно быть не менее 96 %. Вакуумирование, наполнение инертным газом и герметизацию (термосваривание) выполняют на специальных машинах. В термоусадочные пленки сыры упаковывают с последующей тепловой обработкой для усадки пленки. Тепловую обработку осуществляют горячей водой температурой 97ºС или горячим влажным воздухом в течение 2-3 с. Продолжительность хранения порций сыра с момента фасования до конца реализации для твердых сыров – не более 20 суток, для мягких – не более 3 суток при температуре не выше 10 ºС и относительной влажности воздуха не более 80 %. Маркирование зрелого сыра. На заводе сыр маркируют в целях установления вида сыра и принадлежности его к предприятию-изготовителю. Производственная марка включает следующие обозначения: массовую долю жира в сухом веществе сыра; номер предприятия-изготовителя; сокращенное наименование края, области, республики, в которых находится предприятие-изготовитель. Для сыров определенной жирности и групп устанавливают свои формы и размеры марки, количество и порядок их расположения (рис. ). 166 Маркирование выполняют непосредственно перед парафинированием безвредной и несмывающейся краской при помощи штемпеля на одном из полотен сыра ближе к боковой поверхности. Марку наносят на сухую чистую поверхность сыра (корку) или на каркасный слой при использовании комбинированного покрытия сыра. При упаковывании сыра в пленку производственную марку допускается помещать на пленку. Можно наклеивать на сыры этикетки, утвержденные организацией, в систему которой входит завод. На сыры пошехонский, буковинский, эстонский и некоторые другие – на боковую поверхность или полотно, свободное от маркировки, при помощи штампа наносят наименование сыра: пошехонский, буковинский и др. Эта маркировка должна занимать все полотно сыра. На сыры мягкие, латвийский и пикантный производственную марку наносят на фольгу или бумагу, в которую завернут сыр. У неформованных сыров ускоренного созревания и рассольных маркируют тару. Упаковывание, хранение и транспортирование сыра. Сыры упаковывают в дощатые ящики, деревянные барабаны и другую тару. Тару выстилают оберточной бумагой. Подготовленные тару и сыры для упаковывания взвешивают. В каждую единицу тары помещают сыры одного наименования, сорта и по возможности одной выработки. Для упаковывания большинства рассольных сыров используют деревянные бочки, куда укладывают сыры плотными рядами и заливают рассолом. Неформованные сыры для плавления укладывают в деревянные бочки или набивают в мешки из полимерных материалов, которые укладывают в дощатые или картонные ящики, а также бумажные мешки. В зависимости от назначения сыры подвергают кратковременному или длительному хранению. Кратковременное хранение зрелых сыров осуществляют при температуре от 2 до 8 ºС и относительной влажности воздуха 75-85 %. До отгрузки потребителям сыр хранят в таре. Ящики с сыром укладывают в штабель. Для обеспечения циркуляции воздуха штабели размещают на деревянных брусках, а между рядами ящиков прокладывают рейки. Продолжительность хранения твердых прессуемых сыров – не более 30 суток, твердых самопрессуемых - не более 20 суток, рассольных – от 1 до 3 суток, рокфор – от 3 до 5 суток. Мягкие свежие сыры не хранят. На длительное хранение направляют зрелые сыры, упакованные в пленку типа повиден, а также покрытые парафинополимерным сплавом или покрытием Парасвэд, с хорошо выраженным вкусом, запахом и нормальной консистенцией. Твердые сыры хранят при отрицательных температурах - от минус 2 до минус 3 ºС и относительной влажности воздуха 75–80 %. В таких условиях твердые сыры с низкой температурой второго нагревания можно хранить до 6 месяцев, а с высокой температурой второго нагревания – до 8 месяцев. Мягкие сыры хранят при положительной температуре от 2 до 5ºС и относительной влажности воздуха 80-85 %. Длительность хранения мягких сыров при температуре от минус 3 до минус 5 ºС – 25-30 суток. Сыр транспортируют автомобильным, железнодорожным и водным транспортом. Перед отгрузкой сыра транспортные средства очищают, тщательно моют и просушивают. Лучше сыр транспортировать в изотермических транспортных средствах при температуре от 2 до 8 ºС. Для предотвращения деформации головок сыра ящики с сыром укладывают плашмя, нельзя помещать ящики на торец или перевозить сыр не упакованным в ящики. Контрольные вопросы. 1. Назовите требования к составу и качеству молока в сыроделии. 2. Какие изменения происходят в составе и свойствах молока при его созревании? 3. С какой целью вносят хлорид кальция в молоко при его подготовке к свертыванию? 4. Как определить необходимое для свертывания количество ферментного препарата? 5. Как определить готовность сгустка к разрезке? 6. Каковы цель и порядок обработки сгустка и сырного зерна? 7. Для чего формуют сыр? 8. Какими способами 167 можно формовать сыр? 9. Зачем проводят посолку сыра? 10. Назовите способы посолки сыра. 11. Назовите способы интенсификации технологии сыра? 12. Назовите возможные пороки сыров и способы их предупреждения. 13. Назовите направления интенсификации технологии сыров. Глава 2. ЧАСТНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ СЫРА КЛАССИФИКАЦИЯ СЫРОВ Частная технология изучает особенности технологического процесса производства отдельных видов сыров, определяющие разнообразие существующих видов, физикохимические, органолептические показатели и характеристику готового продукта. С целью систематизации многообразия видов сыров разработаны различные схемы их классификации. В сыроделии приняты товароведная и технологическая классификации. В основу товароведной классификации положены товарные и потребительские свойства продукта. В основу технологической классификации, призванной способствовать изучению и систематизированию большого ассортимента вырабатываемых сыров, положены как товароведные, так и технологические признаки: параметры производства, вид бактериальных культур, применяемых при выработке и созревании сыра, характер протекания и направленность микробиологических и биохимических процессов созревания сыров, физико-химические и органолептические свойства сыров. Одним из первых в нашей стране были классификации А.Н. Королева: товароведная и технологическая. В товароведной классификации А.Н. Королева кроме натуральных сыров вошли переработанные сыры (рис. ). В основу этой классификации положены смешанные признаки: одни из них характеризуют консистенцию сыра, другие – условия созревания, хранения и вид обработки. Всего классификация включает 18 подгрупп, объединенных в 5 групп. В основу первой технологической классификации А.Н. Королева положены следующие признаки: способ коагуляции белков молока, степень зрелости молока, температура второго нагревания, способ прессования, применение чеддеризации, условия созревания. В этой классификации выделены 15 групп сычужных и 3 группы кисломолочных сыров (рис. ). На той же основе построены схемы технологических классификаций, разработанных И. Б. Гисиным и А. И. Чеботаревым. Последний составил систематизированный перечень наиболее распространенных в мировом ассортименте сыров, включающих до 160 наименований. Схема технологической классификации сыров А. Н. Королева рассчитана на выработку сыров из сырого молока. При переходе на производство сыров из пастеризованного молока существенное значение приобретают бактериальные закваски. Так, технологическая классификация, предложенная 3. X. Диланяном, учитывает различия в характере ферментативных процессов в сырах под влиянием вносимой микрофлоры. По этой классификации сыры делят на три класса: I класс – сычужные сыры, II класс – кисломолочные сыры, III класс – переработанные сыры. I класс – сычужные сыры, в свою очередь, делятся на три подкласса: 1-й подкласс (твердые сыры) – все сыры, созревающие исключительно под влиянием молочнокислых или молочнокислых и пропионовокислых бактерий; 2-й подкласс (полутвердые сыры) – все сыры, созревающие под влиянием молочнокислых бактерий с обязательным хорошо развитым слоем слизи на поверхности сыра, придающим специфические аммиачные вкус и запах продукту; 3-й подкласс (мягкие сыры) – все сыры, созревающие под влиянием щелочеобразующих бактерий сырной слизи и микроскопических грибов (плесеней), в отдельности или при совместном их действии, а также молочнокислых бактерий. II класс 168 – кисломолочные сыры – включает в себя два подкласса: 1-й подкласс – все кисломолочные сыры с краткосрочным созреванием, потребляемые в свежем виде; 2-й подкласс – кисломолочные, но выдержанные сыры, подвергнутые более длительному созреванию. III класс – переработанные сыры – это сыры, при производстве которых используют все сыры: как сычужные, так и кисломолочные. В классификацию, предложенную П.Ф. Крашенининым, входят только натуральные сыры, которые разделены на подклассы по следующим показателям: физикохимические (содержание влаги и соли в сыре, активная кислотность сыра на различных стадиях его выработки, энергия связи влаги с сырной массой, реологические свойства сырной массы – период релаксации); биологические (вид микроорганизмов закваски); технологические (размер сырного зерна, температура второго нагревания, продолжительность созревания). Всего выделено 5 подклассов сыров: мягкие (дорогобужский, смоленский, русский камамбер и др.); полутвердые (пикантный, сусанинский и др.); твердые с низкой температурой второго нагревания (голландский, буковинский и др.); твердые с высокой температурой второго нагревания (швейцарский, советский, алтайский, украинский и др.). А.В. Гудков, С.А. Гудков и В.Н. Сергеев предложили классификацию сыров (включая зарубежные), основанную на следующих показателях: сырье, способ свертывания молока, участвующая в производстве сыра микрофлора, показатели химического состава, особенности технологии. Поскольку в настоящее время нет общепринятой классификации, то предлагается технологию сыров изучать по следующим группам: натуральные сыры и переработанные сыры. К группе натуральных сыров относят: твердые сычужные сыры, созревающие при участии молочнокислой микрофлоры, — с высокой температурой второго нагревания, с низкой температурой второго нагревания и с низкой температурой второго нагревания и повышенным уровнем молочнокислого брожения; твердые сычужные сыры, созревающие при участии молочнокислых бактерий и микрофлоры сырной слизи; сыры мягкие, рассольные сыры, сыры и сырные массы для выработки плавленых сыров. К группе переработанных сыров, при производстве которых используют как сычужные, так и кисломолочные сыры, относятся плавленые сыры, сыры в керамической таре, сухие сыры и др. Самое большое распространение получили, плавленые сыры. В настоящее время сотрудниками ВНИИМС Н.П.Захаровой, О.В. Лепилкиной и Т.М. Коноваловой разработаны технологическая и товароведная классификации плавленых сыров, которые будут рассмотрены в главе «Технология плавленых сыров». ТЕХНОЛОГИЯ ТВЕРДЫХ СЫЧУЖНЫХ СЫРОВ С ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ ВТОРОГО НАГРЕВАНИЯ Характеристика сыров. К сырам с высокой температурой второго нагревания относят швейцарский, советский, алтайский, кубанский, украинский, карпатский, эмментальский, бийский и горный сыры. Аминокислоты, имеющие сладковатый или сладковато-пряный вкус (пролин, оксипролин, аланин, глутаминовая кислота), а также повышенное содержание летучих жирных кислот (особенно уксусной и пропионовой) обусловливают характерный сладковато-пряный вкус и запах сыров, выработанных с высокой температурой второго нагревания. Газообразные продукты пропионовокислого брожения (диоксид углерода и водород), а также консистенция сырного теста способствуют формированию в сырах развитого рисунка из крупных глазков диаметром 10-15 мм. Сравнительно низкое содержание влаги в сырах и меньший объем микрофлоры обусловливает длительное созревание сыров этой группы. Особенностью технологического процесса является применение ступенчатого температурного режима созревания (10–12, 17– 18 и 22–25 °С). Использование 169 ступенчатого режима созревания позволяет регулировать направленность микробиологических процессов: в первые 15–25 сут при температуре 10–12 °С развиваются молочнокислые стрептококки, при повышении температуры до 17–18 °С развиваются молочнокислые палочки. После этого сыры помещают на 20–40 сут в теплую камеру, соотношение молочнокислых стрептококков и палочек изменяется, их количество становится одинаковым, при этом наиболее активно развиваются пропионовокислые бактерии, а по истечении 20–40 сут пребывания в теплой камере и до конца созревания в сырах преобладают молочнокислые палочки. Химический состав зрелых сыров указанной группы представлен в табл. . Химический состав сыров с высокой температурой второго нагревания Жир в сухом Влага Сыр веществе, не менее, Хлорид натрия, % не более, % % Швейцарский блочный 45 40 0,5—1,8 Советский 50 42 1,2—1,8 Швейцарский 50 42 1,5—2,0 Алтайский 50 42 1,5—2,0 Кубанский 50 40 1,5—2,0 Украинский 50 41 1,2—1,6 Карпатский 50 42 1,5—2,0 Эмментальский 45 40 0,8—1,5 Бийский 45 43 1,0—1,5 Горный 50 42 1,3—1,6 Швейцарский блочный сыр. Основные технологические показатели швейцарского блочного сыра: массовая доля жира в сухом веществе сыра не менее 45%; влаги после прессования от 37 до 41 %; влаги в зрелом сыре не более 40%; поваренной соли в зрелом сыре 0,5–1,8 %; рН после прессования 5,6–5,15, зрелого сыра 5,8–5,4, температура второго нагревания 52–58 °С, продолжительность созревания 90 суток. Характерной особенностью технологии швейцарского блочного сыра является изготовление крупных прямоугольных блоков массой нетто от 30 до 35 кг, упакованных на период созревания в полимерные пленки. Сыр швейцарский блочный вырабатывают как из сырого молока, главным образом в пастбищный период содержания молочного скота, так и из пастеризованного. Молоко должна иметь достаточную зрелость (кислотность 18–20 °Т), обладать хорошей свертывающей способностью, не содержать бактерий группы кишечной палочки и маслянокислых бактерий. В нормализованное и пастеризованное молоко при температуре свертывания вносят водный раствор хлорида кальция из расчета (20±10) г сухой безводной соли на 100 кг перерабатываемого молока и бактериальную закваску. При выработке швейцарского блочного сыра используют производственные бактериальные закваски мезофильных молочнокислых палочек, тер-мофильных молочнокислых палочек (L. helveticus, L. laictis) и стрептококка (Str. thermophilus), a также культуру пропионовокислых бактерий и препарат мезофильных молочнокислых палочек вида L. plantarum. Производственную закваску вносят в следующем количестве: 0,2–0,4 % мезофильных молочнокислых стрептококков и 0,3–0,6 % термофильных молочнокислых культур. Сухую культуру пропионовокислых бактерий вносят непосредственно в молоко из расчета одна порция массой (0,5±0,05) г на 5 т перерабатываемого молока. Сухой бактериальный препарат мезофильных молочнокислых палочек вида L. plantarum вносят 170 также непосредственно в молоко из расчета (0,30±0,05) г на 5 т перерабатываемого молока. В смесь перед свертыванием при недостаточно высоком качестве молока допускается добавлять нитрат калия или натрия в виде водного раствора из расчета (2010) г соли на 100 кг молока. С целью улучшения свертывания молока и повышения гидрофильности сырного зерна можно добавить поваренную соль сорта «Экстра» из расчета не более 100 г на 100 кг молока в виде пастеризованного и охлажденного раствора. Молочная смесь перед свертыванием должна иметь титруемую кислотность не более 19 ºТ, рН от 6,60 до 6,50. Схема технологической линии производства швейцарского сыра с использованием отечественного оборудования представлена на рис. Свертывание молока, обработку сырного пласта и сырного зерна осуществляют в сыроизготовителях, позволяющих вынимать сразу целый пласт сырной массы. Свертывание проводят при температуре 30–34 ºС 2,5 %-ным раствором сычужного фермента. Количество вносимого молокосвертывающего фермента должно обеспечивать свертывание молочной смеси за (30±5) мин. Разрезают сгусток и ставят зерно в течение (20±5) мин. Основная часть сырного зерна после постановки должна иметь размер (5±2) мм. Титруемая кислотность сыворотки после разрезки должна составлять (13,0±1,0) ºТ, рН (6,45±0,1). В процессе разрезки сгустка и постановки зерна отливают (30±10) % сыворотки (от количества перерабатываемого молока). После постановки зерно вымешивают. При нормальном протекании молочнокислого процесса продолжительность вымешивания зерна до второго нагревания составляет (40±20) мин. Нарастание кислотности сыворотки за этот период должно составлять от 0,5 до 1,0 ºТ. Сыворотка перед вторым нагреванием должна иметь титруемую кислотность (13,0±1,0) ºТ, рН (6,40±0,1). Температуру второго нагревания устанавливают в пределах от 52 до 58 ºС. Нагревание проводят, постепенно повышая температуру, в течение (25±5) мин при интенсивном перемешивании, не допуская комкования зерна. При интенсивном молочнокислом процессе во время второго нагревания вносят питьевую воду в количестве (1,0±5) % от объема перерабатываемого молока. По окончании второго нагревания сырное зерно продолжают вымешивать до готовности. Готовое зерно не должно полностью терять клейкости. Основная часть готового к формованию сырного зерна должна иметь размер (3±1) мм. Титруемая кислотность сыворотки в конце обработки зерна при нормальном молочнокислом процессе составляет (14,0±1,0) ºТ, рН 6,35±0,1. Швейцарский блочный сыр формуют из пласта. В зависимости от установленного на предприятии оборудования возможны два способа формования и прессования сырной массы. Первый способ предусматривает формование всей сырной массы, полученной из одного сыроизготовителя, в единый пласт, с последующим его прессованием и разрезанием отпрессованного пласта на блоки. Готовое зерно с сывороткой подается насосом в формовочнопрессующее устройство, предварительно заполненное сывороткой. По окончании загрузки поверхность сырного зерна выравнивают, закрывают дренажной сеткой, накладывают прижимную сетку и удаляют сыворотку. В течение (15±5) мин пласт выдерживают под грузом крышки, а затем прессуют при давлении от 3,15 до 4,73 кПа. Продолжительность прессования (20±2)ч. По окончании прессования пласт разрезают на блоки и направляют их в солильные бассейны. Второй способ заключается в формовании сырной массы в блоки с последующим их прессованием. Смесь сырного зерна с сывороткой направляют через 171 распределительное устройство в заранее подготовленные перфорированные формы, установленные на съемном днище пресс – ванны. После заполнения форм сыр оставляют для самопрессования на (30±5) мин, а затем приступают к прессованию. В начале прессования сыр маркируют. Во время прессования сыр 5 раз переворачивают. Общая продолжительность прессования составляет от 5 до 6 ч. Отпрессованный сыр выдерживают в формах в течение (10±2) ч, затем взвешивают и направляют в солильные бассейны. Массовая доля влаги в сыре после прессования должна составлять от 37 до 41 %. Оптимальное значение массовой доли влаги составляет от 38 до 39 %. РН сыра через (5,5±0,5)ч прессования составляет от 5,6 до 5,4,через (20±2) ч прессования – от 5,4 до 5,15. Швейцарский блочный сыр солят в рассоле, имеющем температуру (10±2)ºС, в течение (4±2) суток в зависимости от влаги в сыре после прессования. Массовая доля хлорида натрия в рассоле должна составлять (22±2) %. По окончании посолки сыр извлекают из рассола и направляют в упаковочное отделение. В полимерную пленку блоки сыра упаковывают двумя способами: при созревании сыра в контейнерах применяют безвакуумное упаковывание, при созревании на стеллажах – упаковывание под вакуумом в повиденовые пакеты с термоусадкой. Упакованный сыр направляют в камеру созревания с температурой (12± 2) ºС на (25±5) сут. После этого его перемещают в бродильную камеру с температурой (22±2) ºС где выдерживают (30±10) сут в зависимости от интенсивности газообразования, а затем перемещают в камеру с температурой (8±2) ºС до окончания созревания. При излишне интенсивном газообразовании в бродильной камере допускается для предотвращения вспучивания сыра уменьшать продолжительность выдержки сыра в ней по сравнению с указанными оптимальными значениями или понижать температуру выдержки до 18 ºС. ТЕХНОЛОГИЯ ТВЕРДЫХ СЫЧУЖНЫХ СЫРОВ С НИЗКОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ ВТОРОГО НАГРЕВАНИЯ Характеристика сыров. К сырам с низкой температурой второго нагревания относят костромской, голландский брусковый и круглый, ярославский, буковинский, угличский, сусанинский и др. Особенностями технологии сыров этой группы являются следующие: - использование бактериальных заквасок и концентратов, состоящих в основном из мезофильных молочнокислых стрептококков, при выработке сусанинского сыра добавляют болгарскую палочку; - температура второго нагревания сырного зерна 36–42 ºС в зависимости от вида сыра и способности зерна к обезвоживанию; - обеспечение влажности сыра после прессования (43–48 %); - определенный уровень кислотности рН сырной массы на каждом этапе производства (после прессования рН 5,3–5,6, в трехсуточном возрасте 5,2 – 5,25,в зрелом сыре 5,1–5,4); - умеренное содержание в сырах поваренной соли (1,5–2,5 %), для отдельных видов пониженное содержание соли (сусанинский сыр), для литовского и прибалтийского сыров до 3 % соли; - применение в процессе созревания нескольких температурных режимов (10-12, 14-16 и 10-12 ОС) для сыров типа костромского и голландского. Основная микрофлора этих сыров представлена мезофильными бактериями, оптимальная температура развития которых находится в пределах 30 – 35 ºС. Основным фактором, определяющим видовые особенности сыров данной группы, является температура второго нагревания. При температуре 38 – 42 ºС в первую очередь развиваются молочнокислые стрептококки. Низкая температура второго нагревания обусловливает относительно высокое содержание влаги в сыре после прессования, в 172 результате этого микрофлора интенсивно развивается. В процессе созревания сыров распаду подвергаются главным образом молочный сахар и белки, жир расщепляется незначительно. Распад белков осуществляется малоактивными протеолитическими ферментами молочнокислых стрептококков. Сыры содержат больше полипептидов, чем свободных аминокислот, распад белков неглубокий. Вкус и запах сыров этой группы обусловливают продукты распада лактозы, белков и молочного жира. Важная роль принадлежит летучим жирным кислотам (уксусной, пропионовой, масляной, муравьиной). 50 – 80% общего количества кислот принадлежит уксусной кислоте, она способствует получению в сырах наиболее выраженного вкуса и аромата. Рисунок сыров образуется в результате развития ароматобразующих молочнокислых стрептококков. К твердым сычужным сырам с низкой температурой второго нагревания относятся также сыры пониженной жирности: литовский и прибалтийский. Химический состав сыров представлен в табл. Голландский брусковый сыр. Основные технологические показатели голландского брускового сыра: массовая доля жира в сухом веществе 45±1,6 %; влаги не более 44 %; поваренной соли 2,0–2,5 %. Температура второго нагревания 38–42 ºС, оптимальная массовая доля влаги после прессования 43-45 %. Оптимальное значение рН после прессования 5,5-5,8, готового сыра 5,25-5,35, продолжительность созревания 2,5 мес. Химический состав и сроки созревания сыров с низкой температурой второго нагревания Массовая доля, % Продолжите жира в сульность Сыры хом веществлаги, не хлорида созревания, ве сыра, не более натрия сут менее Голландский: брусковый 45 43 1,8-2,5 45-60 (30)* круглый 50 43 2,0-3,0 45-75 Костромской 45 44 1,5-2,5 45 (30)* Пошехонский 45 42 1,5-2,5 45 (30) * Ярославский 45 43 1,5-2,0 60 Буковинский 45 44 1,5-2,5 45 Угличский 45 44 1,5-2,5 60 Сусанинский 20 48 1,0-1,8 15 Литовский 45 52 2,0-3,0 45 Прибалтийский 30 55 2,0-3,0 45 Примечание:* В скобках указана продолжительность созревания сыров голландского, костромского и пошехонского, вырабатываемых по интенсивной технологии. Схема технологической линии производства голландского сыра представлена на рис. В пастеризованное и нормализованное молоко с кислотностью не более 20 оТ при температуре свёртывания вносят раствор хлорида кальция и бактериальную закваску мезофильных молочнокислых бактерий в количестве 0,5–1,0 %. Свёртывание молока проводят при температуре 30–34 ºС в течение 25–35 мин. Сгусток должен быть достаточно плотным. Готовый сгусток разрезают в течении 15–25 мин. До размеров зёрен 7–9 мм, во время постановки 30–40 % сыворотки удаляют, далее зерно вымешивают, после чего отливают ещё 15–25 % сыворотки. Для получения ровного зерна сгусток надо разрезать вначале медленно, плавно, а 173 затем ускорять процесс. Второе нагревание осуществляют в течении 10–20 мин при температуре 38–42 ºС. Для улучшения консистенции сразу же после второго нагревания проводят частичную посолку сырной массы в зерне, для чего в смесь зерна с сывороткой вносят раствор хлорида натрия из расчёта 200–300 г на 100 кг молока. После второго нагревания сырную массу вымешивают не более 10–15 мин, после чего приступают к формованию пласта. Сырное зерно перекачивают в формовочный аппарат, где его подпрессовывают в течении 15–20 мин при давлении от 1 до2 кПа, затем разрезают на бруски, соответствующие размерам форм. Размещённый в формах сыр подвернают самопрессованию в течение 20–50 мин. В середине процесса самопрессования брусок вынимают из формы, маркируют и переворачивают. Сыр прессуют при постоянном повышении давления от 10 до 50 кПа в течении 1,5–2,5 ч. Отпрессованный сыр должен иметь рН от 5,5 до 5,8. Солят сыр в рассоле с концентрацией хлорида натрия 20 % при температуре 8–12ºС в течении 2,5–3,5 сут. Вынутые из рассола бруски обсушива-ют в течении 2–3 сут при температуре 8–12 ºС и относительной влажности воздуха 90–95 %, после чего сыр направляют на созревание. Первые 13–15 сут сыр созревает при температуре 10–12 ºС и относительной влажности воздуха 85-90 %, затем до одного месяца при 14–16 ºС, в дальнейшем до конца созревания его выдерживают при температуре 12–14 ºС и относительной влажности воздуха 75–85 %. По мере появления плесени и слизи сыры моют тёплой водой (30–40ºС), но не реже чем через 10–12 сут. В процессе созревания сыры следует переворачивать сначала каждую неделю, затем через 10–12 сут сыры парафинируют в возрасте от 15 до 20 сут. Сыры литовский и прибалтийский. Эти сыры являются видами с пониженной массовой долей жира в сухом веществе сыра. Литовский сыр вырабатывается с содержанием 30 %, а прибалтийский 20% жира. Для выработки этих сыров используют пастеризованное, сыропригодное молоко. В целях улучшения технологических свойств молока в него вносят 20–30 % зрелого пастеризованного молока и хлорид кальция из расчёта 15–30 г кристаллической соли на 100 кг молока. В производстве сыров применяют бактериальную закваску или бактериальный концентрат, приготовленный из мезофильных молочнокислых стрептококков. Характерная особенность сыров пониженной жирности – это повышенная влажность сыра после прессования и зрелого продукта, что достигается постановкой более крупного зерна, понижением температуры второго нагревания до 32– 37 ºС и меньшей обсушкой зерна. Для сыров 30 %-ной жирности содержание влаги в сыре после прессования составляет 52–56 %, зрелом продукте 49–51 %, для сыров 20 %-ной жирности соответственно 58–60 и 53–55 %. Как известно, при большом снижении жира в сырной массе значительно ухудшается консистенция сыра, поэтому повышение влаги в сырах содействует получению продукта удовлетворительной, хотя и несколько уплотнённой консистенции; одновременно активизируется молочнокислое брожение. ТЕХНОЛОГИЯ ТВЕРДЫХ СЫЧУЖНЫХ СЫРОВ С НИЗКОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ ВТОРОГО НАГРЕВАНИЯ И С ПОВЫШЕННЫМ УРОВНЕМ МОЛОЧНОКИСЛОГО БРОЖЕНИЯ Типичными представителями этой группы твердых сычужных сыров являются чеддер и российский. Особенностью технологии этих сыров является повышенный уровень молочнокислого брожения. С этой целью во время получения сырного зерна и его обработки создаются оптимальные условия для активного развития молочнокислой микрофлоры. Сыры этой группы вырабатывают из молока высокой степени зрелости, вносят повышенную дозу бактериальной закваски, состоящей в основном из лактококков Lc. lactis, Lc. cremoris и молочнокислых палочек L.casei, L.plantafum, L. Bulgaricus, 174 увеличивают продолжительность обработки сырного зерна и прессования сыра. Кроме того, для некоторых из них проводят специфический процесс – чеддеризацию сырной массы. Во время чеддеризации, которую проводят при температуре сырной массы 3238ºС, активно протекает молочнокислое брожение. Образующаяся при этом молочная кислота вызывает деминерализацию параказеина с образованием лактатов и фосфатов кальция, а сырная масса приобретает характерную для этих сыров слоисто-волокнистую структуру. В сырах типа чеддер объем микрофлоры максимальный в первый день после прессования, потому что во время чеддеризации в основном бродильные процессы заканчиваются. Количество микроорганизмов достигает 2–4 млрд, большинство из них стрептококки. В случаях, когда температура второго нагревания сырной массы выше 45 °С, молочнокислые палочки начинают развиваться в сыре раннего возраста, но все же количественно уступают стрептококкам. Максимальное содержание молочнокислых бактерий в российском сыре наблюдается на 3-ий день и достигает около 3 млрд в 1 г. Микробов группы кишечной палочки в зерне и в сыре трех-, пяти- и десятидневного возраста содержится незначительное количество вследствие интенсивно протекающего молочнокислого процесса. В зрелом сыре они не обнаружены. Молочнокислые стрептококки за все время созревания сыров составляют 95–99,5% общего количества бактерий. В российском сыре высокий уровень развития молочнокислого брожения достигается внесением в молоко активизированной бактериальной закваски созданием оптимальных условий для развития микрофлоры при выработке сыра в аппарате сырного зерна, формовании и длительной прессовании. Молочнокислое брожение протекает в основном при выработке сыра, и после прессования в сыре остается всего 0,26–0,42 % молочного сахара, через 2–3 сут он полностью сбраживается. Для получения сыра высокого качества необходимо сочетать три важнейших фактора: оптимальную влажность сыра (после прессования в пределах 43–44 %), оптимальную кислотность сыра в 2–3суточном возрасте (рН 5,15–5,2) и оптимальное содержание соли (1,3–1,5). Частичная посолка в зерне с 20-минутной выдержкой и досаливанием в рассоле в течении 1–1,5 сут способствует увеличению гидрофильности белка, повышает содержание влаги в сыре изпод пресса на 2,5–3% и способствует ее удержанию на последующих стадиях технологической обработки. В российском сыре благодаря интенсивному молочнокислому брожению задерживается развитие посторонней микрофлоры и исключается сильное газообразование и вспучивание. Зрелые сыры характеризуются значительным расщеплением белков. Химический состав сыров чеддера и российского представлен в табл. . Химический состав и продолжительность созревания сыров с повышенным уровнем молочнокислого брожения Сыр Чеддер Российский Жира в сухом веществе сыра, %, не менее 50 50 Влаги, %, не более Хлорида натрия, % Продолжительность созревания, сут 44 43 1,5-2,5 1,3-1,8 90 60 При выработке чеддера и российского сыров отмечаются следующие особенности микробиологических процессов. Чеддер. Основные технологические показатели: массовая доля жира в сухом веществе не менее 50%; влаги после прессования 39–42 %; влаги в зрелом сыре 37–39 %; поваренной соли 1,5–2,0 %; рН после прессования 5,2–5,4, зрелого сыра 5,1–5,2; 175 температура второго нагревания 38–40 °С; продолжительность созревания 3 мес. В пастеризованное и нормализованное молоко при температуре свертывания вносят водный раствор хлорида кальция из расчета (25±15) г безводной соли на 100 кг молока и бактериальную закваску. В том случае, если в состав закваски входят мезофильные молочнокислые стрептококки Lc. cremoris и Lc. lactis и мезофильные молочнокислые палочки вида L.plantarum, ее вносят в количестве от 1,0 до 2,5 %. При использовании моновидовых заквасок количество мезофильных молочнокислых стрептококков вида Lc. cremoris составляет 1,5 %, молочнокислых палочек L. casei, L. bulgaricum или L. plantarum от 0,2 до 0,5 %. Молочная смесь перед свертыванием должна иметь титруемую кислотность не более 21 °Т. Свертывание осуществляют при температуре 30–35 °С раствором молокосвертывающего фермента. Количество вносимого фермента должно обеспечивать свертывание молочной смеси за (30±5) мин. Готовый сгусток должен быть нормальной плотности и выдавать на расколе достаточно острые края с выделением прозрачной сыворотки. Разрезку сгустка и постановку зерна проводят в течение (15±5) мин. Основная часть сырного зерна после постановки должна иметь размер (7±1) мм. Во время постановки зерна удаляют (30±10) % сыворотки (от количества перерабатываемого молока). После постановки зерно вымешивают до достижения определенной степени упругости. При нормальном развитии молочнокислого процесса кислотность сыворотки перед вторым нагреванием составляет от 15 до 17 °Т. Температуру второго нагревания поддерживают в пределах от 35 до 40.°С, продолжительность процесса (35±5) мин, скорость нагревания 1°С за (4±1) мин. Сыворотка к концу нагревания имеет кислотность от 16 до 18 °Т. По окончании второго нагревания сырное зерно продолжают вымешивать до готовности. Окончание обработки зерна определяют по его упругости и клейкости. Сыворотка в конце обработки должна иметь кислотность от 18 до 19 °Т. По окончании обработки сырное зерно вместе с оставшейся сывороткой самотеком или насосом подают в формовочный аппарат. В формовочном аппарате образованный пласт толщиной от 25 до 30 см выдерживают под слоем сыворотки в течение (25±5) мин, до достижения кислотности сыворотки (26±1) °Т, Затем сыворотку удаляют, а сырный пласт разрезают на бруски размером 250х243 мм, которые направляют на чеддеризацию. Чеддеризация сырной массы – технологическая операция, характерная для производства сыров типа чеддер. Специфический вкус и консистенция готового сыра объясняются накоплением молочной кислоты перед формованием. Под действием последней в сырной массе происходит деминерализация казеинаткальцийфосфатного комплекса. В процессе чеддеризации создаются наиболее предпочтительные условия для развития молочнокислого процесса, достигаются нужная кислотность и требуемая влажность сырной массы. После чеддеризации сырная масса приобретает слоистоволокнистую структуру. Сырную массу чеддеризуют при температуре (35±3) °С, в помещении с температурой окружающего воздуха 27–32 °С. Общая продолжительность чеддеризации – от 1 до 2 ч. Во время процесса обеспечивают свободный отток сыворотки. Бруски сырной массы, полученные из одного аппарата выработки сырного зерна, укладывают на две-три специальные тележки, сначала в два ряда по высоте, а затем при переворачивании количество рядов увеличивается на один-два. Через каждые (20±5) мин бруски переворачивают и одновременно увеличивают количество рядов по высоте. В конце чеддеризации сыворотка выделяется с кислотностью от 65 до 70 °Т, рН сырной массы от 5,2 до 5,4. Созревшая сырная масса имеет слоистую структуру. При нагревании ее в горячей воде температурой 95. °С она приобретает способность образовывать длинные тонкие 176 нити. Если сырная масса к концу чеддеризации получается сухой и недостаточно расслаивается, то процесс чеддеризации несколь-ко удлиняют. При получении излишне влажной, растекающейся сырной массы процесс чеддеризации сокращают. Бруски сырной массы дробят в течение (25±5) мин на кусочки размером в сечении от 1,5 до 2,0 см и длиной от 3 до 4 см. Измельченную сырную массу солят. Соль вносят из расчета 200–250 г на 100 кг перерабатываемого молока. Для лучшего склеивания измельченной сырной массы во время формования и прессования блоков измельченную сырную массу можно солить концентрированным пастеризованным рассолом температурой (44±2) °С. Сыр чеддер формуют на прямоугольные блоки массой (19±1) кг. Для формования используют специальное оборудование и перфорированные формы. Перед прессованием сырную массу выдерживают в формах в течение (25±5) мин для самопрессования и равномерного просаливания, затем маркируют и прессуют в течение (13±1) ч при давлении от 75 до 85 кПа без перепрессовок. Отпрессованный сыр в формах подают в камеру с температурой (9±1)°С для охлаждения. Продолжительность охлаждения 24 ч. После охлаждения сыр упаковывают в пакеты из полимерной пленки под вакуумом с термоусадкой и направляют на созревание. В течение первых 1,0–1,5 мес сыры созревают при температуре от 10 до 13°С, в дальнейшем до конца созревания – при температуре от 6 до 8 °С. Российский сыр. Основные технологические показатели: массовая доля жира в сухом веществе не менее 50 %; влаги после прессования 43–45%, в зрелом сыре 40–42%; температура второго нагревания 41–43°С; рН после прессования 5,2–5,3, зрелого сыра 5,25–5,35; массовая доля поваренной соли 1,3–1,8%; продолжительность созревания 60 сут. При выработке сыра из молочного концентрата процесс ультрафильтрации ведут до массовой доли сухих веществ в концентрате (15,5±0,5)%, в том числе белка – (4,75±0,25)%, жира – (4,75±0,25)%. Кислотность молочного концентрата перед переработкой на сыр должна быть не долее 23 °Т. В пастеризованное и нормализованное молоко при температуре свертывания вносят водный раствор хлорида кальция из расчета (25±15) г безводной соли на 100 кг молока и бактериальную закваску мезофильных молочнокислых стрептококков в количестве от 0,5 до 1,5 %. При недостаточной скорости молочнокислого процесса дополнительно вносят закваску мезофильных молочнокислых палочек вида L. рlantarum в количестве до 0,2 %. В молоко перед свертыванием допускается вносить нитрат калия или натрия из расчета (20±10) г соли на 100 кг молока. Молочная смесь перед свертыванием должна иметь титруемую кислотность от 20 до 21 °Т. Если сыр вырабатывают из молочного концентрата, дозу хлорида кальция увеличивают на (6±2) %. Дозы бактериальной закваски и нитрата калия или натрия остаются такими же, как и при выработке сыра из обычной молочной смеси. Температуру свертывания молока (молочного концентрата) устанавливают в пределах от 32 до 34 °С. Свертывание осуществляется под действием молокосвертывающего фермента. Количество вносимого фермента должно обеспечивать свертывание молока (молочного концентрата) за (30±5) мин. Разрезку сгустка и постановку зерна проводят в течении (15±5) мин. Основная часть сырного зерна после постановки должна иметь размер (7±1) мм. В процессе постановки зерна отливают (30±10)% сыворотки (от объема перерабатываемого молока). При производстве сыра из молочного концентрата сыворотку не отливают. После постановки зерно вымешивают до достижения определенной степени 177 упругости. При нормальном протекании молочнокислого процесса нарастание кислотности сыворотки с момента разрезки сгустка до второго нагревания составляет от 1 до 2 °Т. Температуру второго нагревания устанавливают в пределах от 41 до 43 °С, продолжительность – (30±10) мин. При нормальном протекании молочнокислого процесса кислотность сыворотки за весь процесс обработки зерна повышается на (3,0±1,0)°Т. При производстве сыра из молочного концентрата нормальным считается нарастание кислотности сыворотки в пределах от 1,5 до 3,5 °Т. При слишком интенсивном развитии молочнокислого процесса в начале второго нагревания добавляют от 5 до 10 % пастеризованной воды с учетом воды в рассоле, вносимом при посолке в зерне. Второе нагревание осуществляется при 41–42 °С в течении 30–40 мин. К этому времени кислотность сыворотки достигает 13–14 °Т. После второго нагревания вымешивание продолжается в течении 40–50 мин. Таким образом, продолжительность обработки сырной массы с момента разрезки 140 мин. К концу обработки сырной массы кислотность сыворотки достигает 16–16,5 °Т. Перед окончанием обработки зерна удаляют еще 40 % сыворотки, вносят 300–400 г поваренной соли на 100 кг перерабатываемого молока и выдерживают сырную массу при помешивании в течение 20–25 мин. Посолка в зерне обеспечивает требуемую влажность сырной массы после прессования. Из ванны зерно с оставшейся сывороткой подают на вибратор для полного отделения сыворотки и дальнейшего формования. Наполненные сырной массой формы оставляют для самопрессования в течении (55±5) мин. При необходимости через (25±5) мин проводят одно переворачивание. Перед прессованием сыр маркируют. Сыр прессуют от 5 до 8 ч летом и от 8 до 10 ч в другие периоды года при следующем давлении. Первые 1,5–2 ч прессования давление составляет от 10 до 15 кПа (от 0,1 до 0,15 кгс/см²). Затем делают перепрессовку. Давление повышают до 35 кПа и выдерживают сыр при этом давлении еще 1,5–2 ч. Через 2 ч делают вторую перепрессовку и до окончания прессования устанавливают давление в пределах от 15 до 20 кПа (от 0,15 до 0,2 кгс/см²). Кислотность отпрессованного сыра должна быть в пределах от 5,2 до 5,3. Оптимальная массовая доля влаги в сыре после прессования- от 43 до 45 %. Сыр солят в рассоле, имеющем температуру 10–12 °С, в течении 2,5–3 сут. Концентрация хлорида натрия в рассоле должна составлять 21–22 %. После посолки сыры выдерживают от 2 до 3 сут в солильном или специальном помещении для обсушки при температуре 10–12°С и относительной влажности воздуха от 90 до 95 %. После обсушки сыр помещают на 12–14 сут в камеру с температурой 11–12 °С и относительной влажностью воздуха от 75 до 85 %, затем помещают на 18–20 сут в камеру с температурой 14–15°С и относительной влажностью воздуха 80–85%. Отрезок времени, оставшийся до окончания срока созревания, сыра выдерживают при температуре 11–12°С и относительной влажности воздуха 75–85%. При отсутствии условий для ступенчатого созревания этот процесс можно осуществлять при 12–14°С, относительной влажности воздуха 75–85%. ТЕХНОЛОГИЯ ТВЕРДЫХ СЫЧУЖНЫХ СЫРОВ, СОЗРЕВАЮЩИХ ПРИ УЧАСТИИ МОЛОЧНОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ И МИКРОФЛОРЫ СЛИЗИ Характеристика сыров. К полутвердым сычужным сырам с низкой температурой второго нагревания, созревающим при участии молочнокислых бактерий и микрофлоры сырной слизи, относят сыры латвийский, пикантный, пятигорский, каунасский и клайпедский. Сыры вырабатывают с различной массовой долей жира в сухом веществе продукта: латвийский 45%, пикантный 55, пятигорский 50, каунасский 30 и клайпедский 20%. 178 Химический состав сыра представлен в табл. . Химический состав сыров, созревающих при участии молочнокислых бактерий и микрофлоры слизи Жир в сухом Влага, не Хлорид Сыр веществе, не более, % натрия, % менее, % Латвийский 45 43 2,0-3,5 Пикантный 55 44 2,0-2,5 Каунасский 30 52 2,0-3,0 Клайпедский 20 56 2,0-3,0 Подготовленное пастеризованное молоко температурой 30–34 °С свертывается сычужным ферментом в течение 30–40 мин, причем более низкую температуру и длительное свертывание применяют для выработки низкожирных видов: каунасского и клайпедского сыров. Готовый сгусток режут, дробят, обсушивают, удаляют из аппарата для выработки сырного зерна сыворотку (до 60%) и вторично нагревают зерно до температуры 36–40 °С (для жирных сыров) и 30–34 °С (для низкожирных сыров) в зависимости от свойств (кислотности) молока и активности бактериальных заквасок. При выработке этих сыров проводят частичную посолку в зерне, а сырную массу формуют способом налива или насыпью, применяя индивидуальные или групповые формы. При выработке латвийского, пятигорского, каунасского и клайпедского сыров используют бактериальные закваски мезофильных молочнокислых стрептококков, пикантного – бактериальную закваску для масла, пятигорского – бактериальную стрептококковую закваску с добавлением штаммов культуры L. helveticus. В созревании сыров этой группы участвует микрофлора сырной слизи, состоящая из плесеней Oidium lactis, дрожжей и бактерий (Bact. linens), которые культивируются на поверхности сыров. Повышенное содержание влаги в сырах и сохранение ее во время созревания из-за высокой относительной влажности воздуха в камерах созревания способствует интенсивному протеканию микробиологических процессов. В первые дни созревания в 1 г сырной массы находится 1–10 млрд. бактериальных клеток. Невысокая температура обработки сырного зерна способствует интенсивному развитию молочнокислых стрептококков, вследствие чего они в это время являются преобладающей частью микрофлоры. В дальнейшем после сбраживания молочного сахара общее количество молочнокислых стрептококков уменьшается. На поверхности сыра в первые дни созревания благодаря кислой среде и высокой относительной влажности воздуха бурно развиваются плесени рода Oidium lactis и дрожжи рода Torulopsis и Mycoderma. Количество дрожжей на 1 см2 поверхности сыра в начале созревания исчисляется десятками миллионов, а в конце созревания – миллионами и сотнями тысяч. Наибольшее количество плесеней бывает в начале созревания. В процессе жизнедеятельности плесени интенсивно разлагается молочная кислота, понижается кислотность (рН) поверхностных слоев сыра. По мере снижения кислотности начинают развиваться микрококки и протеолитические бактерии сырной слизи. Этому процессу также способствует накопление витаминов и ростовых веществ, образующихся в результате отмирания и автолиза дрожжей. В состав микрофлоры слизи, кроме дрожжей и плесеней, входят Bact. linens, Bact. bruneum, Lb. casei, Bact. limburgensis, Micrococcus varians, Micrococcus freudenreihii, Micrococcus caseolyticus, Micrococcus limburgensis, а также молочнокислые бактерии (палочки и стрептококки). Протеазная активность микрофлоры слизи возрастает по мере созревания. Протеазы Bact. linens расщепляют параказеин до полипептидов и аминокислот. Наряду с этим интенсивно выделяется аммиак вследствие дезаминирования азотистых веществ. 179 Наибольшее количество протеолитических бактерий слизи (сотни миллиардов на 1 см2 поверхности сыра) бывает в сыре трехнедельного возраста. В последующем протеолитические бактерии начинают отмирать. Во время созревания регулируют развитие слизи на поверхности сыра, которая появляется через 6–8 сут после посолки. До этого сыры перетирают влажной салфеткой и переворачивают через каждые 2–3 сут. В последующем слизь растирают каждые 3–5 сут с одновременным переворачиванием головок (брусков) сыра. Нельзя допускать чрезмерно обильного развития слизи, которая ведет к размягчению корки и порче сыра, а также подсыхания поверхности сыра. В последнем случае может развиться плесень, кроме того, увеличатся потеря от усушки сыра. Сыры, достигшие кондиционного возраста, перед упаковыванием в пергамент, пленку или перед покрытием их парафинополимерными сплавами слегка обсушивают (латвийский сыр) или обмывают (пикантный, пятигорский, каунасский, клайпедский), а затем обсушивают. В результате формования наливным способом или насыпью образуются глазки неправильной, угловатой и щелевидной формы. При правильном ведении технологического процесса выраженных пороков рисунка практически не наблюдается. Рисунок, состоящий из глазков неправильной формы, в значительной степени препятствует образованию пороков, появляющихся в связи с интенсивным газообразованием во время созревания сыров. В пустотах сырной массы, образовавшихся во время формования, скапливается часть избыточного газа, который удерживается в них вследствие противонаправленного давления сырного теста. При дальнейшем созревании сыра газы, испытывающие внутри сыра некоторое давление, диффундируют наружу. Консистенция всех сыров этой группы, созревающих со слизью на поверхности, характеризуется меньшей твердостью и упругостью и большей пластичностью, чем твердых сычужных сыров с низкой температурой второго нагревания аналогичной жирности. ТЕХНОЛОГИЯ МЯГКИХ СЫРОВ Характеристика сыров. В зависимости от вида применяемых микроорганизмов, участвующих в выработке и созревании, мягкие сыры подразделяют на три группы. I группа – сыры, созревающие при участии слизи: – сыры, созревающие при участии молочнокислых бактерий и поверхностной микрофлоры сырной слизи (дорогобужский, калининский, дорожный, рамбинас, нямунас, бауский, земгальский и др.). Сыры обладают острым, пикантным вкусом, слегка аммиачным запахом. Консистенция нежная маслянистая; – сыры, созревающие при участии молочнокислых бактерий, а также белой плесени и микрофлоры сырной слизи, развивающихся на поверхности сыра (смоленский, невшатель и др.). Вкус и запах сыров острые, пикантные, слегка аммиачные, с грибным привкусом. Консистенция нежная маслянистая; II группа – сыры, созревающие при участии плесени: – сыры, созревающие при участии молочнокислых бактерий и белой плесени, развивающейся на поверхности сыра (белый десертный, русский камамбер и др.). Вкус и запах сыров острые пикантные, перечные. Консистенция нежная, маслянистая; – сыры, созревающие при участии молочнокислых бактерий и голубой плесени, развивающейся в тесте сыра (рокфор и др.). Вкус и запах острые, пикантные, перечные. Консистенция нежная маслянистая; III группа – сыры свежие, вырабатываемые при участии молочнокислых бактерий (адыгейский, домашний, чайный, клинковый, нарочь, моале и др.). Мягкие сычужные сыры вырабатывают из молока высокой степени зрелости кислотностью 22-24 оТ, за исключением свежих сыров без созревания, для которых требуется молоко кислотностью до 20 оТ. При выработке свежих сыров используют 180 следующие способы коагуляции белков молока: кислотный, кислотно-сычужный, термокислотный и термокальциевый. Мягкие сычужные сыры в отличие от твердых сыров имеют повышенное содержание влаги, поэтому зерно ставят крупное (1-5 см), применяя кратковременную обработку сырного зерна без второго нагревания. Во время формования и самопрессования интенсивно протекает молочнокислое брожение, в результате которого уже в первые дни созревания в сырной массе не обнаруживается молочный сахар и рН достигает величины 4,2-4,5. При такой кислотности сырной массы создаются благоприятные условия для развития поверхностной микрофлоры. В результате жизнедеятельности поверхностная микрофлора (плесени, дрожжи) протеолиз протекает с образованием щелочных продуктов распада, в том числе и аммиака. При этом понижается кислотность сырной массы. К концу созревания рН сырной массы повышается до 6,0-6,5 и является оптимальной величиной для действия бактериальных ферментов. Выделившийся при распаде белка аммиак придает сырам специфический запах, а свободные карбонильные кислоты, альдегиды и кетоны, образующиемя в результате гидролиза молочного жира под действием фермента плесени липазы, способствуют формированию перечно-грибного вкуса. Мягкие сыры вырабатывают небольшых размеров с высокой удельной повожностью, что усиливает влияние поверхностной микрофлоры на процесс созревания сыра. Cыры, созревающие при участии слизи. Дорогобужский сыр. Основные показатели технологического процесса производства дорогобужского сыра следующие: массовая доля жира в сухом веществе не менее 45 %; влаги после самопрессования 50–52 %, влаги в зрелом сыре – 45–47 %; поваренной соли в зрелом сыре не более 2,5 %; оптимальное значение рН сыра: после самопрессования 5,3–5,4, после посолки 5,2–5,3, зрелого 5,5–5,6; продолжительность созревания 1,5 мес. Схема технологической линии производства дорогобужского сыра показана на рис. . B схеме предусмотрено два варианта созревания молока: сырого и пастеризованного. В подготовленное к свертыванию молоко вносят хлорид кальция и 1,5–2 % бактериальной закваски. Кислотность молока перед свертыванием равняется 21–22 °Т. Свертывание молока продолжается 40–60 мин при температуре 30–32 °С. Готовый сгусток разрезают на кубики размером 10–15 мм, которые оставляют в покое 5–10 мин. Затем проводят постановку зерна в течение 10–15 мин до получения зерна величиной 8–10 мм. После постановки зерно вымешивают 30–50 мин. В случае недостаточного обезвоживания сыр-ную массу нагревают на 1–2 °С выше первоначальной температуры свертывания. По окончании обсушки зерна удаляют 60 % сыворотки и приступают к формованию. Сыр формуют наливом или насыпью на специальном формовочном столе или в групповых и индивидуальных формах. В помещении для формования и самопрессования поддерживают температуру 15–18 °С. Сыр солят в 18–20%-ном рассоле температурой 10–12°С в течение 10–12 ч. Посоленные сыры направляют в помещение для созревания при температуре 12–14 °С и относительной влажности воздуха 92–95%. Здесь сыры через 1–2 сут переворачивают, при этом следят за выделением влаги. На 6–7-е сут на сырах появляется слизь светло-желтого цвета, которая по мере созревания изменяется до желтовато-коричневого цвета. Образовавшуюся слизь распределяют равномерно по всей поверхности сыра. С момента появления ее сыры обтирают через каждые 3–5 сут до полного созревания. Перед упаковыванием зрелые сыры обсушивают в помещении при относительной влажности воздуха 85 %, завертывают в пергамент или фольгу, этикетируют. Затем сыры заворачивают в оберточную бумагу, укладывают в ящики с перегородками в два ряда по высоте. На заводе сыр хранят не более 10 сут при 2–8 °С. 181 Смоленский сыр. Основные показатели технологического процесса производства смоленского сыра следующие: массовая доля жира в сухом веществе не менее 45 %; влаги после самопрессования 50–52 %, влаги в зрелом сыре 45–47 %; поваренной соли в зрелом сыре не более 2,5 %; оптимальное значение рН сыра: после самопрессования 5,3–5,4, после поселки 5,2–5,3 и зрелого 5,5–5,6; продолжительность созревания 45 сут. В подготовленное к свертыванию молоко вносят хлорид кальция и 1,5-2 % бактериальной закваски. Кислотность смеси перед свертыванием составляет 22–24 °Т. Молоко свертывается при температуре 30–32 °С в течение 40–60 мин до получения достаточно прочного сгустка. Готовый сгусток разрезают на кубики с гранями 10–15 мм и вымешивают в течение 30–45 мин. По окончании обсушки зерна удаляют 60 % сыворотки, пульпу направляют на формование. Формование наливом и самопрессование проводят в помещении с температурой 15–18 °С. Самопрессование длится 8–12 ч (зимой) и 3–5 ч (летом). Сыр солят в 18–20%-ном рассоле в течение 10–12 ч. После посолки их обсушивают в течение 3–4 сут в хорошо вентилируемом помещении с температурой 14–15 °С и относительной влажностью воздуха 80–85 %. Здесь сыры обсеменяют спорами белой плесени (Penic. candidum, Penic. album), после чего их перемещают в камеру с температурой 11–13 °С и относительной влажностью воздуха 92–95 %, а также умеренной вентиляцией для созревания в течение 40 сут. Сыры, незначительно покрытые плесенью, обтирают на 4–5-е сут. В дальнейшем сыры переворачивают и обтирают через каждые 3–5 сут. На 6–7-е сут созревания на сырах появляется сырная слизь светло-желтого цвета, которая по мере созревания изменяется до желто-красного. Подготовку зрелого сыра к упаковыванию и последующие технологические процессы проводят так же, как и при выработке дорогобужского сыра. Сыры, созревающие при участии плесени. Белый десертный сыр. Основные показатели технологического процесса производства белого десертного сыра следующие: массовая доля жира в сухом веществе не менее 50 %; влаги после самопрессования 70–75 %. влаги в зрелом сыре – 60–65 %; поваренной соли в зрелом сыре не более 2,5 %; рН перед посолкой 4,6–4,7, зрелого сыра 4,7–4,9; продолжительность созревания 8–12 сут. Для выработки сыра используют свежее молоко с кислотностью не выше 19 °Т. Молоко пастеризуют при температуре 84–85 °С с выдержкой 20–25 с. В пастеризованное и охлажденное до температуры свертывания 35–38 °С молоко вносят раствор хлорида кальция из расчета 10–30 г сухой соли на 100 кг молока. Поскольку кислотность молока перед свертыванием должна быть 21–22 ° Т, в молоко вносят 1,5–2,0 % бактериальной закваски для сыров с низкой температурой второго нагревания и выдерживают до нарастания необходимой кислотности. Молоко свертывается ферментным препаратом в течение 60–90 мин в специальных ваннах вместимостью не более 600 л. Белый десертный сыр может быть выработан не только на оборудовании периодического действия, но и на поточно-механизированной линии для сыра русский камамбер. Сгусток разрезают на кубики размерами 30х30х30 мм, выдерживают 5–10 мин и формуют. Сгусток осторожно выливают в формы и оставляют для самопрессования в течение 18–20 ч при температуре 24–26 ° С зимой и 20–22 °С летом. Самопрессование заканчивают, когда рН сырной массы будет равна 4,6–4,7. В процессе отделения сыворотки сыры переворачивают через 30–40 мин, 1,5–2 ч и 4–6 ч после начала самопрессования. Сыры солят в течение 40–60 мин в рассоле температурой 14–15° С, массовая доля хлорида натрия составляет 20–22%. После посолки сыры обсеменяют спорами плесени P. candidum путем разбрызгивания водного смыва плесени из пульверизатора. Затем сыры направляют на созревание в камеру с температурой 8–10°С и 182 относительной влажностью 90–92% на 8–12 сут. Зрелый сыр завертывают в лакированную или кашированную фольгу и укладывают в индивидуальные картонные коробки. Сыр рокфор из коровьего молока. Основные показатели технологического процесса производства сыра рокфор из коровьего молока следующие: массовая доля жира в сухом веществе не менее 50%; влаги после самопрессования 48–50%, влаги в зрелом сыре 44–46%; поваренной соли не более 5%; оптимальное значение рН сыра перед посолкой 4,6–4,7, зрелого сыра 5,6–5,8; продолжительность созревания 2 мес. В подготовленное к свертыванию молоко вносят хлорид: кальция, 1,2% бактериальной закваски и 15–20% зрелого молока. После внесения закваски молоко выдерживают при температуре свертывания до нарастания его оптимальной кислотности 23–25 ° Т и добавляют споры плесени P. rogueforti. Сухой порошок плесени разводят пастеризованной водой из расчета 3–4 г порошка на 100 кг молока и вносят в ванну через два слоя марли. Молоко свертывается при температуре 30–35°С, продолжительность свертывания 50–80 мин. Сгусток разрезают на кубики с ребром 1,5 см, выдерживают 10 мин, затем осторожно вымешивают с перерывами на 3–5 мин через каждые 10–15 мин. Если при свертывании сгусток сильно охлаждается, сырную массу в ваннах подогревают на 1–2° С выше температуры свертывания. Через 5–10 мин по окончании вымешивания удаляют 60 % сыворотки, оставшуюся пульпу направляют на отделитель сыворотки. Сырное зерно поступает в формы, установленные на формовочном передвижном столе, покрытом двойным слоем серпянки. Процесс формования длится 10–15 мин. После формования сыры перемещают в теплое отделение температурой 18–20° С и относительной влажностью воздуха 90–95%. В теплом отделении сыр находится 24–36 ч. Затем сыры обмывают из шланга питьевой водой, удаляя с поверхности плесень. Сыры взвешивают и солят в 20%-ном рассоле температурой 8–10 ° С в течение 4–5 сут. После посолки их выдерживают в солильном отделении 3–5 сут, затем прокалывают для быстроте и равномерного развития внесенной плесени. Перед прокалыванием с поверхности сыров удаляют слизь, промывая сыры слабым рассолом или слегка соскабливая ножом с плоской поверхности слой слизи толщиной не более 0,1–0,2 мм, чтобы не допустить потери соли (с боковой поверхности слизь не соскабливают). На каждой головке сыра делают 40 сквозных проколов, равномерно расположенных по всей поверхности, кроме полосы по окружности шириной 2 см. После прокалывания сыры направляют в камеру с температурой 6–8 °С и относительной влажностью воздуха 92–95 % при постоянном притоке свежего холодного воздуха (применяют 4–5-кратный обмен воздуха в сутки). При созревании сыры укладывают на боковую поверхность на расстоянии 2–3 см один от другого. Ежедневно их перекатывают на 90°, чтобы сохранить форму и обеспечить нормальное созревание. Через 15–20 сут после прокалывания внутри сыра развивается плесень. В процессе выдержки сыров в камере созревания на их поверхности появляются красноватая слизь и плесень, которые 2–3 раза удаляют: первый раз через 15–20 сут после прокалывания, затем по мере образования слизи. После первого удаления слизи, если внутри сыра плесень развивается хорошо, проколы закрывают и сыры ставят на плоскую сторону. Для получения сыра с выраженным перечным вкусом, специфическим запахом и нежной консистенцией сыры в 30–40 суточном возрасте заворачи-вают в фольгу или упаковывают в пленку повиден и выдерживают до кондиционной зрелости в помещении при температуре 3–5 °С и относительной влажности воздуха 88–90 %. Применение фольги или пленки повиден упрощает уход за сыром, предохраняет его от излишнего высыхания и окисления, сохраняет летучие вещества, образующиеся при созревании. Упаковывание и маркирование сыра рокфор выполняют так же, как и при выработке смоленского сыра. На заводе созревший сыр хранят не более 15 сут при температуре 2–5 °С и относительной влажности воздуха не более 85 % в упакованном виде (в фольге). 183 Свежие сыры. Адыгейский сыр. Основные показатели технологического процесса производства адыгейского сыра следующие: массовая доля жира в сухом веществе не менее 45%; влаги не более 60%; поваренной соли не более 2%. Адыгейский сыр вырабатывают из нормализованного пастеризованного молока кислотностью не выше 21оТ путем кислотной коагуляции белков молока. Свертывание молока осуществляется кислой молочной сывороткой с последующей специальной обработкой полученного сгустка. Кислая сыворотка получается из свежей профильтрованной сыворотки, которую хранят в емкости до нарастания кислотности 85–100 оТ. Для ускорение нарастания кислотности сыворотки в нее добавляют до 1% закваски, приготовленной на культурах болгарской палочки или L. helveticus. В пастеризованное до 93–95ºС нормализованное молоко вносят кислую сыворотку в количестве 8–10% массы молока. Сыворотку выливают осторожно, небольшими порциями, по краям аппарата выработки сырного зерна. Образующийся хлопьевидный сгусток выдерживают при температуре 93-95 ºС до 5 мин. Сыворотка должна выделяться желтовато-зеленоватого цвета с кислотностью 30-33 ºТ. Всплывшую наверх сырную массу выкладывают сетчатым ковшом на длинной ручке в конические плетеные корзины или другие формы, одновременно сливая сыворотку из ванны. Во избежание пригорания белка сыворотку из ванны удаляют не полностью. Сыр в формах подвергают самопрессованию в течение 10–16 мин. За это время сыр один раз переворачивают, слегка встряхивая форму. После самопрессования сыр перекладывают в металлические формы и одновременно производят посолку сухой поваренной солью с помощью дозатора – по 15 г на верхнюю и нижнюю поверхность. Для просаливания и обсушки сыр в формах направляют в камеру с температурой 8–10ºС, где его выдерживают не более 18 ч, при этом переворачивают 1–2 раза. Готовый продукт упаковывают в пергамент, подпергамент, целлофан или полимерные пленки и направляют в реализацию. Продолжительность хранение адыгейского сыра на предприятии-изготовителе после окончания технологического процесса не должна превышать трех суток. Сыр мягкий комбинированный без созревания. В качестве сырья используют смесь обезжиренного молока и соевого напитка в соотношении 4:1. Коагуляцию белков проводят термокислотным или термокальциевым способом. При термокислотной коагуляции (сыр «Идеал») смесь нагревают до 90 ºС и вносят молочную сыворотку кислотностью 130-140 оТ. При термокальциевой коагуляции (сыр «Новинка») смесь нагревают до 95 ºС и вносят 40 %-ный водный раствор хлорида кальция из расчета 200 г безводной соли на 100 кг смеси. Посолка сыра осуществляется в зерне после удаления 6570 % сыворотки. Хлорид натрия вносится из расчета 1,5 кг соли на 100 кг смеси. Сыры формуют в горячем виде с последующим самопрессованием сырной массы в течение 4-6 ч при 16-20 ºС. Полученные сыры отличаются специфическим привкусом и запахом. С целью облагораживания вкуса используют чеснок в количестве 0,6 кг на 100 кг смеси и укроп 0,3 кг на 100 кг смеси. Массовая доля влаги в готовом продукте при различных способах коагуляции составляет: 63-65 % при термокислотной и 64-66 % - при термокальциевой. Хранятся сыры не более 6 сут при температуре 2-4 ºС. Сыры лечебно-профилактического назначения. В настоящее время разработаны технологии сыров, обладающих лечебно-профилактическими свойствами, последние достигаются путем применения заквасок, содержащих помимо лактококков, специально подобранные молочнокислые палочки и бифидобактерии (табл. ), и использования для посолки сыров лечебно-профилактической соли с пониженным содержанием хлорида натрия. 184 Сыры лечебно-профилактического назначения «Айболит», «Славянский», «Ацидофилиновый», «Бифилиновый» являются мягкими сырами без созревания. Химический состав этих сыров представлен в табл. . Сыры Айболит Айболит с цикорием Славянский Славянский Ацидофилиновый Бифилиновый Химический состав сыров «Айболит», «Славянский», «Ацидофилиновый», «Бифилиновый» Массовая доля, % жира в сухом влаги, хлорида сахара веществе, не не более натрия менее 20 65 0,5-0,7 - цикория - 20 65 0,5-0,7 3 1 40 45 30 30 58 57 64 64 0,8-1,5 0,8-1,5 1,5 1,5 - - Сыры «Айболит» и «Славянский» вырабатываются с использованием в качестве сырья обезжиренного молока и пахты, с применением в составе бактериальных заквасок бифидобактерий, ацидофильной палочки и палочек L. plantarum, а для посолки сыра – лечебно-профилактической соли. При выработке сыра «Айболит» с цикорием в качестве вкусового наполнителя используется сахар. Сыры «Ацидофилиновый» и «Бифилиновый» вырабатывают из нормализованного и пастеризованного молока, используя кислотно-сычужный способ коагуляции белков. Пастеризацию нормализованного молока проводят при температуре 76±2 ºС с выдержкой 22±3 сек или при 84±2 ºС без выдержки. В охлажденное до температуры свертывания молоко вносим активизированную закваску, приготовленную из сухих концентратов "Бифилакт-А" для сыра "Ацидофилиновый" в количестве 5±1% и "Бифилакт-Д" для сыров "Бифилиновый" в количестве 2±1% молокосвертывающий фермент и хлорид кальция. Продолжительность свертывания молока для сыра "Бифилиновый"-80 мин. Готовый сгусток разрезают, проводят постановку зерна, отбирают часть сыворотки и проводят полную посолку в зерне, соль добавляют из расчета 150 г на 100 кг молока. Затем проводят формование и самопрессование сыра в течение 17±1 ч, после чего упаковывают и маркируют. Хранят сыры при температуре 6±2 ºС не более 8 суток. ТЕХНОЛОГИЯ РАССОЛЬНЫХ СЫРОВ Характеристика рассольных сыров. К группе рассольных сыров относятся брынза, молдавский, столовый, сулугуни и некоторые другие сыры. Рассольные сыры вырабатываются как из коровьего, буйволиного и овечьего молока, так из смеси коровьего молока с овечьим, буйволиным и козьим. Отличительной особенностью технологии этой группы сыров является созревание и хранение в растворе соли, массовая доля хлорида натрия в котором составляет 14–18%, что и определяет характерные признаки рассольных сыров. В качестве заквасок для производства рассольных сыров используют наряду с лактококками (бактериальные закваски и концентраты для сыров с низкой температурой второго нагревания) мезофильные молочнокислые палочки L. plantarum и L. casei, обладающие антагонистическим действием на маслянокислые бактерии и кишечные палочки. Рассольные сыры отличаются повышенной массовой долей хлорида натрия (4–7%), повышенной влажностью после самопрессования и прессования (49–56%)и в готовом 185 продукте (47–53%). Эти сыры обладают остросоленым вкусом и слегка ломкой консистенцией. Сыр не имеет корки. Схема технологической линии производства рассольных сыров приведена на рис. . Брынза. Основные показатели технологического процесса производства брынзы из пастеризованного коровьего молока следующие: массовая доля жира в сухом веществе не менее 50; влаги перед посолкой 51–61%, влаги в зрелом сыре 53%; хлорида натрия 3–5%; оптимальное значение рН сыра: перед посолкой 5,3–5,4, зрелого 5,20–5,35; продолжительность созревания 20 сут. В подготовленное к свертыванию молоко кислотностью 18–20оТ вносят хлорид кальция и 0,7–1,5% бактериальной закваски для сыров с низкой температурой второго нагревания. Молоко свертывается при температуре 28–33 ºС в течение 40–70 мин. Полученный сгусток разрезают на кубики с ребром 15–20 мм и оставляют в покое на 10– 15 мин. Затем осторожно вымешивают его в течении 20–30 мин с 2–3 остановками на 2–3 мин, поддерживая температуру сырной массы в пределах 32–33ºС. Удаляют 65–70% сыворотки и проводят частичную посолку в зерне из расчета 300 г соли на 100 кг молока с выдержкой 25–30 мин. Сыр формуют насыпью в групповых формах. Самопрессование сырной массы продолжается 4–5 ч при температуре 15–16 ºС с 2–3 переворачиваниями. Если сырная масса слабо уплотняется, ее подпрессовывают при давлении 5–6 кПа в течение 1–1,5 ч. Брынзу солят в 18–20%-ном рассоле температурой 10–12ºС. Через 5–7 сут сыр переносят в кислосывороточный рассол температурой 8–12ºС с массовой долей хлорида натрия 18 %, где его выдерживают в течение 13–15 сут до упаковывания. Брынзу взвешивают и упаковывают в деревянные бочки, укладывая ее плотно целыми брусками, образующиеся пустоты вокруг бочки заполняют половинками. Бруски укладывают ровными рядами до полного заполнения бочки (5–7 рядов). Бочку закрывают и через отверстие в днище заливают ее 18 %- ным рассолом и оставляют на созревание при температуре 8 –10ºС. На верхнем днище бочки несмывающейся краской с помощью трафарета наносят маркировку. Сулугуни. Основные показатели технологического процесса производства сыра сулугуни следующие: массовая доля жира в сухом веществе не менее 45%; влаги после чеддеризации 51–53 %, влаги в зрелом сыре не более 50%, хлорида натрия 1–5 %; температура второго нагревания 34–37 %; оптимальное значение рН сыра: перед чеддеризацией 5,5–5,7, после чеддеризации 4,9–5,1, зрелого 5,1–5,2, продолжительность созревания 1–3 сут. Сыр сулугуни вырабатывают из зрелого коровьего молока кислотностью 20–21 оТ. В подготовленное к свертыванию молоко вносят хлорид кальция и 0,7–1,5 % бактериальной закваски. Свертывание молока проводят при температуре 31–35 ºС в течении 30–35 мин. Готовый сгусток разрезают на кубики с ребром 6–10 мм, делают перерыв на 5–10 мин, затем зерно обсушивают в течение 10–20 мин. Втрое нагревание проводят в течение 10–15 мин до температуры 34–37ºС. При установлении температуры свертывания 36– 37 ºС второе нагревание не выполняют. Основными особенностями технологии сыра сулугуни является чеддеризация сырной массы и ее дальнейшее плавление. По достижению готовности сырного зерна из ванны удаляют до 70– 80 % сыворотки. Образовавшийся пласт выдерживают под слоем сыворотки при температуре 28–32 ºС в течение 2–3 ч с учетом нарастания кислотности сырной массы до 140–160 оТ (кислотность сыворотки 24 оТ), а рН 4,9–5,1. Признаками зрелости сырной массы является хорошие плавление и тягучесть ее при помещении кусочка теста (шириной и толщиной 0,7–1 см, длиной 10–15 см) в воду с последующим нагреванием в течение 1–2 мин до 90–95 ºС. При вытягивании этого теста должны образовываться тонкие нервущиеся длинные нити. Созревшею сырную массу режут шпигорезкой на кусочки толщиной 1 –1,5 см, длиной 2–3 см и помещают в котел или тестомесильную машину с водой или свежей 186 подсырной сывороткой, нагретой до 70–80ºС. Сырную массу тщательно перемешивают до получения однородной тягучей консистенции. Расплавленную готовую массу выкладывают на стол, затем формуют. Сформованные головки в формах подают для охлаждения в камеру с температурой 6–12ºС. После охлаждения сыр солят в водном или сывороточном рассоле, массовая доля хлорида натрия в котором соответственно 16–20 и 16–18 %, а температура 8–12 ºС, в течение 1 сут. Кислотность водного рассола должна быть не выше 25 ОТ, сывороточного – 50–60 оТ. В настоящее время создана механизированная линия для производства сыра сулугуни, схема которой изображена на рис. . В линии имеется специальная установка дробления, плавления сырной массы и формования головок сыра. Маркировка сыра и упаковывание в бочки осуществляют так же, как при выработки брынзы. Допускается упаковывать сыр сулугуни в деревянные ящики, выставленные внутри пергаментом, со сроком реализации в торговой сети не более 5 сут. ТЕХНОЛОГИЯ СЫРОВ И СЫРНЫХ МАСС ДЛЯ ВЫРАБОТКИ ПЛАВЛЕНЫХ СЫРОВ Характеристика сыров и сырных масс для плавления. К группе сыров, используемых для производства плавленых сыров, относят сыры жирные и нежирные. К жирным сырам для плавления относятся: сыр типа российского, быстросозревающий, сырная масса и сырная масса без созревания. Массовая доля жира в этих сырах составляет 40 %, за исключением российского сыра, массовая доля жира, в котором может быть 30 % или 40 %. К нежирным сырам относятся: сыр нежирный (получаемый по технологии российского или голландского сыров, и нежирный сыр из пахты); сыр нежирный ускоренного созревания (из обезжиренного молока или из пахты); брынза из обезжиренного молока. Жирные сыры для плавления вырабатывают из смеси цельного и обезжиренного молока, а нежирные сыры – из обезжиренного молока или из пахты. Пахта должна быть свежая, полученная при производстве сладкосливочного масла способом преобразования высокожирных сливок. Допускается добавление пахты, получаемой при производстве масла способом сбивания, в количестве не более 10 % от массы перерабатываемой пахты. При производстве сырной массы без созревания и нежирного сыра допускается использование сырого молока. Для выработки жирных сыров кислотность молока не должна превышать 19 ºТ, для выработки нежирных сыров кислотность обезжиренного молока должна быть не выше 25 ºТ, для сырной массы без созревания используется молоко кислотностью до 40 ºТ. Для коагуляции белков молока используют молокосвертывающие ферментные препараты, пепсин, а также пищевые кислоты: уксусную, молочную, соляную и лимонную. Для усиления молочнокислого брожения и ускорения созревания сыров применяют бактериальные закваски для сыров с низкой температурой обработки сырного зерна (молочнокислые стрептококки) в активизированном виде и бактериальные закваски для сыров с высокой температурой обработки сырного зерна (молочнокислые палочки), а также чеддеризацию сырной массы. В производстве сыров и сырных масс для регулирования активной кислотности используют гидрофосфат натрия. Сыры и сырные массы вырабатывают как формованными (в форме блока, цилиндра), так и в виде неформованной массы. Химический состав и продолжительность созревания этих сыров представлена в табл. . Жирные сыры для плавления. Сыр типа российского. Основные показатели технологического процесса производства российского сыра для плавления следующие: массовая доля жира в сухом 187 веществе 30 и 40 %; влаги после прессования 44–47 %, влаги в зрелом сыре 43–46%; хлорида натрия в зрелом сыре 1,5–2,5 %; температура второго нагревания 39–43 ºС; оптимальное значение рН сыра: после прессования 5,2–5,5; продолжительность созревания не менее 30 суток. Химический состав сыров для плавления Массовая доля, % жира в влаги, не хлорида Сыры для плавления сухом более натрия, не веществе более сыра Жирные: Сыр типа российского 40 43 2,5 Сыр типа российского 30 46 2,5 Сыр быстросозревающий 40 51 2,5 Сырная масса 40 53 2,5 Сырная масса без созревания 40 60 2,5 Нежирные: Сыры из обезжиренного молока типа российского и голландского; 60 3,0 из пахты Сыры ускоренного созревания: из обезжиренного молока, из пахты 60 3,0 Брынза из обезжиренного молока 65 4,0 Срок созревания, сутки, не менее 30 30 15 5 - 30 15 20 В подготовленное к свертыванию молоко вносят хлорид кальция и 1–2% бактериальной закваски, перемешивают и выдерживают до достижения кислотности 20– 22 оТ при выработки сыра 40 %-ной жирности или до кислотности 21–23 оТ при выработке сыра 30 %-ной жирности. Если используют зрелое молоко в количества 10–15 % массы молочной смеси, дозу вносимой бактериальной закваски уменьшают до 0,5 %. Молоко свертывается в течение 25–30 мин при температуре 32–34 ºС. Готовый сгусток разрезают на кубики величиной 6–7 мм (для сыра 40 %-ной жирности) и 7–8 мм (для сыра30 %-ной жирности). До второго нагревания зерно вымешивают в течение 25–35 мин. Кислотность сыворотки перед вторым нагреванием составляет 14–16 оТ. Сырную массу нагревают в течение 10–15 мин до температуры 41–43 ºС (для сыра 40 %-ной жирности) и 39–1 ºС (для сыра 30%-ной жирности). В необходимых случаях применяют ступенчатое нагревание. Вначале медленно нагревают до 37–38 ºС, повышая температуру на 1ºС в течение 3 мин, и выдерживают 20–25 мин, затем повышают температуру сырной массы до требуемой. Обсушка зерна проводится до нарастания кислотности сыворотки16– 18 оТ (для сыра 40 %-ной жирности), 17–19 оТ (для сыра 30 %-ной жирности). В целом обработка зерна длится 60–90 мин. Далее проводят полную посолку в зерне непосредственно в аппарате для выработки сырного зерна или на отделителе сыворотки. При посолке предварительно удаляют 75-80 % сыворотки, вносят поваренную соль в количестве 4-5 % массы оставшейся пульпы и полученную смесь выдерживают в течение 20-30 мин, периодически перемешивая. Затем формуют сыр насыпью или из пласта. Сыр, формованный насыпью, самопрессуется в течение 20-30 мин, 1 раз через 1015 мин его переворачивают. Прессуют сыры в течение 12-16 ч с 1-2 перепрессовками. Давление, оказываемое на сырную массу, составляет вначале 10-15 кПа, в последующем до 35 кПа. При первой перепрессовке сыр маркируют. После прессования сыр взвешивают и помещают в отделение с температурой 14-16 ºС и относительной влажностью воздуха 188 80-85% на 6-8сут. Хорошо обсушенный сыр маркируют, покрывают парафинополимерным сплавом или упаковывают в полимерные пленки. В дальнейшем сыр созревает в помещении с температурой 10-12 ºС (для сыра 40%-ной жирности), 1214ºС (для сыра 30%-ной жирности) и относительной влажностью 80-85 %.В процессе созревания сыры переворачивают через каждые 10-15 сут. Перед отгрузкой сыры упаковывают в транспортную тару. Быстросозревающий сыр. Основные показатели технологического процесса производства быстросозревающего сыра для плавления следующие: массовая доля жира в сухом веществе сыра не менее 40%; влаги в сырной массе после внесения солей 52%, в зрелом сыре 51%; хлорида натрия 1,5-2,5%; температура второго нагревания 46-48С; рН сырного пласта перед дроблением 5,1-5,3; рН сырной массы после внесения солей 5,6-5,8; продолжительность созревания не менее 15 сут. В подготовленное к свертыванию молоко, кислотность которого 19-20 Т, вносят 0,5-1 % бактериальной закваски для сыров с высокой и 1-2 % для сыров с низкой температурой обработки сырного зерна, хлорид кальция и молокосвертывающий фермент. Молоко свертывается в течение 20-25 мин при температуре33-35 С. Готовый сгусток разрезают и проводят постановку зерна величиной 5-6 мм в течение 8-10 мин. После постановки сырное зерно вторично нагревают до температуры 46-48 ºС в течение 810 мин. Обсушка зерна проводится до нарастания кислотности сыворотки 15-17 С. Продолжительность всей обработки 50-60 мин. По окончании обработки удаляют 75 % сыворотки и из сырного зерна образуют пласт толщиной 15-20 см. После полного удаления сыворотки пласт подпрессовывают и выдерживают 40-60 мин при температуре 25- 30 С, пока рН сырной массы не достигнет 5,3-5,1. Готовый пласт разрезают на куски, измельчают на волчке и направляют в смеситель для смешивания с заранее приготовленным раствором солей. Для приготовления растворов солей на каждые 100 кг сырной массы берут 4 кг гидрофосфата натрия, 2 кг хлорида натрия (поваренная соль сорта "Экстра") и 12-14 кг кипяченой воды температурой 55-60 ºС. Соли вносят в воду и размешивают до растворения. Массовая доля влаги в подготовленную к формированию сырной массе должна быть на 0,5-1 % выше, чем в зрелом сыре, рН сырной массы 5,6-5,8. Тестообразную сырную массу упаковывают в бочки или в двойные мешки из полимерной пленки. Для формирования сыра в бруски применяют прямоугольные формы, сыр в формах прессуют в течение 25-35 мин при давлении 25-30 кг на 1 кг сырной массы. После прессования сыр в формах направляют для охлаждения в помещение с температурой 10-12 ºС. Через 16-18 ч сыр вынимают из формы, обсушивают и через трое суток наносят покрытие. Быстросозревающий сыр созревает при температуре воздуха 18-20ºС и относительной влажностью 80-85%. Готовый продукт хранят при температуре от минус 2С до плюс 5С и относительной влажностью воздуха не выше 85% не более 3 мес. Сырная масса для плавления. Основные показатели технологического процесса производства сырной массы для плавления следующие: массовая доля жира в сухом веществе не менее 40%; влаги в готовом продукте не более 53%; хлорного натрия - 1,52,5%; температура обработки сырного зерна 39-40 ºС; продолжительность созревания 5 сут. В подготовленное к свертыванию молоко вносят 1-1,5% бактериальной закваски для сыров с низкой температурой обработки сырного зерна в активизированном виде и выдерживают до нарастания кислотности смеси 21-22ºТ. Затем вносят хлорид кальция и молокосвертывающий фермент. Молоко свертывается в течение 25-30 мин при температуре 32-35ºС. Готовый сгусток разрезают и проводят постановку зерна величиной 5-6 мм. В процессе обработки сырного зерна отбирают 20% сыворотки и нагревают до температуры 39-40 ºС в течение 15-20 мин. Зерно обрабатывают до нарастания 189 кислотности сыворотки 19-20 ºТ. Продолжительность всей обработки 50-60 мин. По окончании обработки полностью удаляют сыворотку и в зерно вносят заранее приготовленный раствор солей из расчета 3-4 кг хлорида натрия (поваренная соль "Экстра") и 3 кг гидрофосфата натрия на 100 кг массы. Соли растворят в воде при температуре 55-60 ºС (соотношение массы солей и воды 1:1). Подготовленный раствор солей вносят в сырное зерно и перемешивают в течение 25-30 мин, после чего сырную массу формируют в бруски, фасуют в двойные мешки из полимерных материалов или в бочки. Сырная масса созревает при температуре 18-20 ºС. Готовый продукт хранят при температуре от минус 2 до плюс 5 ºС и относительной влажности воздуха не выше 85%. Срок хранения массы, сформованной в бруски без покрытия, и массы в мешках, не более 5 сут, а массы в брусках с покрытием и в бочках не более 1 мес. Наиболее целесообразно направлять сырную массу на переработку сразу после созревания. Сырная масса без созревания. Основные показатели технологического процесса производства сырной массы без созревания следующие: массовая доля жира в сухом веществе не менее 40%; влаги не более 60%; хлорида натрия 1,5-2,5%; рН 5,5-6,0. В молоко после нормализации и нагревания до температуры (90±5) ºС вносят 10%ную уксусную кислоту или 9%-ную молочную кислоту в количестве 1 и 4,5% массы молока соответственно. Внесение кислоты приводит к мгновенной коагуляции белков молока с образованием хлопьев, при последующем вымешивании образуется сгусток в виде отдельных "зерен" или их комочков и выделяется сыворотка. Образовавшийся сгусток вымешивают в течение 3-5 мин для более полного осаждения белков, затем оставляют в покое на 10-15 мин для оседания сгустка. Затем сгусток с сывороткой охлаждают до температуры 45-50 ºС и удаляют максимально возможное количество сыворотки. В оставшуюся смесь зерна с сывороткой вносят хлорид натрия в количестве 1,5-2,5 кг на 100 кг смеси, перемешивают, охлаждают до температуры 13-17 ºС и отделяют сыворотку. Сырную массу без созревания формируют насыпью, фасуют в мешки из полимерных материалов или деревянные бочки. Готовый продукт хранят при температуре от минус 2 до плюс 5 ºС и относительной влажности воздуха 80-85%. Срок хранения при температуре от минус2 до 0 ºС - до 1,5 мес., при температуре от 0 до 5 ºС - до 20 сут со дня выработки. Нежирные сыры для плавления. Нежирный сыр из пахты. Основные показатели технологического процесса производства нежирного сыра из пахты следующие: массовая доля влаги 60%; хлорида натрия 4%; продолжительность созревания не менее 30 сут. Пахту, полученную при производстве масла способом преобразования высокожирных сливок кислотностью не выше 25 ºТ и плотностью не ниже 1027 кг/м3, подогревают до температуры свертывания 34-36 ºТ. В подготовленную к свертыванию пахту вносят хлорид кальция (40-70 г на 100 кг пахты), 0,8-1,2% бактериальной закваски для сыров с низкой температурой обработки сырного зерна и ферментный препарат. Пахта свертывается в течение 30-35 мин. Готовый сгусток осторожно разрезают и проводят постановку зерна размером 5-7 мм. Длительность разрезки и постановки зерна 15-20 мин. После постановки зерна приступают ко второму нагреванию, постепенно повышая температуру до 43-44 ºС. Кислотность сыворотки перед вторым нагреванием должна быть 14-16 ºТ. Продолжительность нагревания 25-30 мин. Затем зерно вымешивают до готовности в течение 30-45 мин. Кислотность сыворотки в конце вымешивания должна быть 16-18 ºТ. Сыр формируют из пласта (или наливом, если посолка производится в зерне), прессуют в течение 2,5-3 ч с двумя перепрессовками, постепенно увеличивая давление от 10 до30 кПа. При посолке сыра в рассоле массовая доля хлорида натрия в рассоле должна 190 быть не ниже 20%, температура 12-14 ºС, продолжительность посолки 3-5 сут. Созревает сыр при температуре воздуха 15-18 ºС и относительной влажности 80-90%. Нежирный сыр ускоренного созревания из обезжиренного молока. Основные показатели технологического процесса производства нежирного сыра ускоренного созревания из обезжиренного молока следующие: массовая доля влаги в зрелом сыре не более 60%; хлорида натрия в сыре не более 2%; оптимальное значение рН сырной массы после чеддеризаци 5,1-5,3; продолжительность созревания 15 сут. В обезжиренное молоко (пастеризованное или сырое) кислотностью 20-24 ºТ при температуре свертывания 28-32 ºС вносят 2-3% бактериальной закваски для сыров с низкой температурой второго нагревания, растворы хлорида кальция и ферментного препарата с такими расчетом, чтобы молоко свернулось за 25-30 мин. Разрезку сгустка и постановку зерна проводят в течение 10-15 мин до получения зерна размером 6-8 мм. Затем сырную массу нагревают в течение 10-15 мин до температуры 36-38 ºС. Общая продолжительность обработки составляет 20-40 мин. Кислотность сыворотки в конце обработки равна 18-20 ºТ. По окончании обработки удаляют 75% сыворотки и образуют пласт толщиной 12-15 см. Пласт подпрессовывают и чеддеризуют в течение 1-1,5ч до получения рН 5,1-5,3. По окончании чеддеризации сырную массу режут на куски и дробят на волчке. Дробленая масса поступает в смеситель, туда же вносят из расчета на 100 кг сырной массы 2-2,5 кг поваренной соли и 3-3,5 кг гидрофосфата натрия, растворенных в 12-14 кг воды, предварительно пастеризованной и охлажденной до 55-60 ºС. Сырную массу перемешивают с раствором солей в течение 25-30 мин, пока она не приобретет тестообразную консистенцию. Затем сырную массу плотно укладывают в бочки с подпрессовкой в течение 1-1,5 ч. Поверхность массы в бочках покрывают парафинополимерными сплавами толщиной 12 см. Сырная масса может быть плотно утрамбована в полимерные мешки с применением разряжения. При формовании сырной массы блоками массой 14-19 кг сыр прессуют в течение 40-60 мин, а за-тем переносят в камеры для охлаждения до температуры 10-12 ºС. После охлаждения в течение 16-18 ч сыры вынимают из форм и обсушивают в течение 12сут. Затем их покрывают парафнополимерными сплавами или упаковывают в полимерные пленки. Сыр созревает при температуре 18-20 ºС и относительной влажности воздуха 80-85% в течение 15 сут. Нежирный сыр ускоренного созревания из пахты по химическим показателям аналогичен сыру ускоренного созревания из обезжиренного молока. Срок созревания 15 суток. Этот сыр вырабатывают из пахты, полученной в производстве масла способом преобразования высокожирных сливок, с добавлением 20-25% обезжиренного молока. В подогретую до 32-34 ºС смесь вносят раствор хлорида кальция из расчета 30-50 г на 100 кг смеси, 1- 1,5% бактериальной закваски для сыров с низкой температурой обработки сырного зерна и молоковсертывающий фермент (или пепсин) с таким расчетом, чтобы свертывание смеси произошло за 25-30 мин. Готовый сгусток разрезают, затем делают остановку на 5-6 мин, после чего производят постановку зерна размером 5-6 мм. Через 15-20 мин после разрезки приступают ко второму нагреванию до температуры 47-49 ºС. После второго нагревания обработка зерна продолжается 40-50 мин. После окончания вымешивания удаляют 75% сыворотки, образуют пласт толщиной12-15 см, подпрессовывают его и выдерживают до появления слабокислого вкуса. Затем пласт сырной массы режут на куски и помещают в месильную машину (фарш мешалку), куда добавляют в сухом виде 2% хлорид натрия и 1,5-2% гидрофосфата натрия. Сырную массу с солями тщательно перемешивают, перекладывают в бочки или полимерные мешки и плотно утрамбовывают. Для предохранения от плесневения поверхность массы в бочках заливают парафиновой смесью, нагретой до 140-150 ºС. 191 Условия и сроки хранения те же, что и для сыра ускоренного созревания из обезжиренного молока. Брынза из обезжиренного молока. Основные показатели технологического процесса производства брынзы следующие: массовая доля влаги в готовом продукте не более 65 %; хлорида натрия 4-6 %; продолжительность созревания не менее 20 сут. В подготовленное к свертыванию обезжиренное молоко вносят хлорид кальция и 0,5-1 % бактериальной закваски для сыров с низкой температурой обработки сырного зерна, перемешивают и оставляют для свертывания. Молоко свертывается 30-40 мин при температуре 32-34 ºС. Для получения брынзы с белее мягкой консистенцией свертывание проводят 50-60 мин. Готовый сгусток разрезают на кубики с ребром 2-2,5 см, массу осторожно вымешивают в течение 20-30 мин. Затем полностью сливают сыворотку и солят сырную массу. Соли вносят 4-4,5 % от массы сыра, тщательно перемешивают. Для самопрессования сырную массу перекладывают на специальный стол, выложенный серпянкой. После заполнения концы серпянки крестообразно связывают в узел и сырную массу оставляют для самопрессования при температуре воздуха16-18 ºС. Во время самопрессования через каждые 30– 40 мин серпянку развязывают и сырную массу встряхивают, разрыхляя образовавшуюся корку. Эту операцию повторяют дважды через каждые 50-60 мин. Затем массу собирают в пласт прямоугольной формы, концы серпянки укладывают конвертообразно и прессуют 2-4 ч с постепенным увеличением давления до 2,5 кПа. Отпрессованный пласт сырной массы режут на прямоугольные куски квадратного сечения и укладывают в бочки. Если сырную массу не солили, то отпрессованную брынзу солят в рассоле, массовая доля хлорида натрия, в котором 22-24 %, в течение 18-20 ч при температуре рассола 15-20 ºС. После посолки брынзу обсушивают в течение 2-3 ч. Подготовленную брынзу укладывают в бочки, посыпая каждый ряд сыра тонким слоем соли (70-80 г). Наполненную бочку оставляют на 1-2 сут незакупоренной, чтобы брынза уплотнилась и осела, после чего бочки дополняют брынзой доверху. Брынза созревает в рассоле, который выделяется из сырной массы в первые дни ее созревания. Если этого рассола недостаточно для погружения всех кусков брынзы, бочки доливают рассолом, приготовленным на кислой, освобожденной от сывороточных белков сыворотке. Массовая доля хлорида натрия в рассоле 15-18 %. В течение 10-12 сут брынзу хранят в помещении с температурой 16-18 ºС, а затем до конца созревания - при температуре 10-12 ºС. Контрольные вопросы и задания. 1. Какие классификации приняты в сыроделии и в чем их принципиальные различия? 2. Назовите отличительные особенности технологии сыров с высокой температурой второго нагревания. 3. В чем заключается сущность ступенчатого температурного режима созревания сыров? 4. Назовите особенности технологии твердых сычужных сыров с низкой температурой второго нагревания. 5. Что характерно для технологии твердых сычужных сыров с низкой температурой второго нагревания и с повышенным уровнем молочнокислого брожения? 6. Каковы особенности технологии производства сыров, созревающих при участии молочнокислых бактерий и микрофлоры слизи? 7. Каковы особенности технологии слизевых сыров? 8. Каковы особенности технологии сыров, созревающих при участии плесени? 9. Каковы особенности технологии свежих сыров? 10. Каковы особенности технологии брынзы? 11. Каковы особенности технологии сыров для плавления? Глава 3.ТЕХНОЛОГИЯ ПЛАВЛЕНЫХ СЫРОВ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЛАВЛЕНЫХ СЫРОВ Плавленые сыры представляют собой пищевой продукт, вырабатываемый из различных видов сыров, масла, творога, консервов и других молочных продуктов с 192 вкусовыми наполнителями и специями или без них путем тепловой обработки смеси с добавлением специальных солей-плавителей. Плавленые сыры по сравнению с натуральными содержат больше растворимых форм белка и хорошо эмульгированный жир, что способствует их легкой усвояемости. Массовая доля жира в плавленом сыре составляет от 8 до 30%, белка от 13 до 24%, углеводов 1,5-34%, минеральных солей 4-7%, воды 33-58%. Энергетическая ценность 100г плавленого сыра составляет 684-1452 кДж. Сырье, используемое в производстве плавленых сыров, делят на основное и вспомогательное. Основным сырьем является натуральные жирные сыры. Специальные виды сыров и сырные массы для плавления, творог, сметана, закваска, белковые массы из молочной сыворотки и пахты, казеинаты. Наряду с сырами используют различные жиры и молочные консервы. В качестве вспомогательного сырья используют различные наполнители, специи и приправы. Сыры для производства плавленых сыров хранят при температуре от 0-4 до минус 4 ºС, натуральные твердые сыры жирные и нежирные хранят при 0-4 ºС в течение 2-3 мес, мягкие – 10-15 сут, рассольные и российский – 1 мес. Продолжительность хранения твердых сыров при минусовых температурах удлиняется в 2-5 раз. Мягкие сыры не допускается хранить при отрицательных температурах. Сыры для плавления типа российского хранят 8 мес, быстросозревающий сыр - 3, сырную массу - 1 мес, сырную массу без созревания - до 20 сут. Творог хранят при 4-6 ºС не более 2-3 сут, сметану при 2-4 ºС - не более 3 сут. Закваску используют в свежем виде. Кислотность закваски не должна превышать 90 ºТ. В качестве жиров для производства плавленых сыров используют несоленые виды сливочного масла, в том числе подсырное и топленое, сливки, подсолнечное и кукурузное масло, гидрогенизированные жиры и жидкие маргарины. Продолжительность хранения сливочного масла при минус 5 - минус 8 ºС составляет 10 сут. Растительного масла при температуре не более 20 ºС - 6 мес. Сливки натуральные используют свежими. В производстве плавленых сыров используют молочные консервы: сухое цельное и обезжиренное молоко, свежую, сгущенную и сухую молочную сыворотку и пахту. Вспомогательным сырьем в производстве плавленых сыров служат вкусовые наполнители: копченое мясо и рыбные продукты, паста "Океан", сушеные белые грибы и свежие шампиньоны, орехи, мед, сахар, какао, кофе, фруктовое пюре, сиропы, эссенции, изюм, соль. В качестве специи и приправы используют перец, лавровый лист, гвоздику, кардамон, мускатный орех, томат-паста, соусы. В качестве вспомогательных материалов применяют соли-плавители, главным образом цитраты и фосфаты, сорбиновую кислоту, антибиотик низин, коптильный препарат, агар, агароид, желатин. Схема технологической линии производства плавленых сыров приведена на рис. . Технологический процесс производства плавленых сыров включает следующие технологические операции: подбор и подготовку сырья, составление сырной смеси, плавление, фасование, охлаждение, упаковывание и хранение готовой продукции. ПОДБОР И ПОДГОТОВКА СЫРЬЯ Сырье подбирают по рецептуре в зависимости от вида готового продукта. Подбирая основное сырье, контролируют его химический состав, выполняют органолептическую оценку. Сыры всех видов подбирают по зрелости и кислотности. Незрелые сыры и сыры с повышенной кислотностью плохо плавятся. Наилучшие результаты получаются при переработке сыров средней зрелости, т.е. содержащих 20-30 % растворимых форм азота и имеющих рН 5,3-5,8. При подборе сырья надо обращать внимание на степень выраженности вкуса исходного сырья, так как при плавлении снижается выраженность вкуса. Не используют 193 сырье, имеющее пороки вкуса и запаха, с посторонними включениями, с наличием заметных пригорелых частиц, так как они могут перейти в готовый продукт. После подбора сырья приступают к его подготовке. Сыры сначала освобождают от полимерного покрытия, а сыры с парафиновым покрытием направляют на машину для снятия парафина, где их моют горячей водой температурой 90-95 ºС, затем 40-45 ºС и холодной. В дальнейшем с сыра вручную удаляют корку и зачищают поврежденные места (расколы, механические повреждения и т.д.). Сыры нежирные замачивают в течение 1,5-2 ч в воде температурой 35-40 ºС или в сыворотке кислотностью около 200 оТ. При поступлении быстросозревающего сыра и сырной массы в кадках последние открывают, с сыра удаляют парафин и зачищают верхний слой. Брынзу моют в теплой воде и ополаскивают в холодной. Творог, белковую массу и другие белковые продукты освобождают от тары, предварительно зачищая верхний слой. При необходимости творог и белковую массу освобождают от излишней влаги прессованием. Предварительно подготовленное и рассортированное по виду, жирности и качеству сырье разрезают. Отобранные сыры, белковые массы и творог дробят на волчке с 2-3 решетками. Диаметр отверстий в решетке 10,5 и 3 мм. При отсутствии волчка с набором решеток массу дополнительно измельчают на вальцовочной машине или вторично измельчают на волчке. Каждый вид сырья измельчают отдельно и загружают в отдельные ванны-наполнители. При использовании агрегата В2-ОПН, в котором совмещены операции дробления и плавления, обработку сыра на волчке и вальцовочной машине не выполняют. Поверхность монолита масла перед переработкой зачищают от штаффа, разрезают на куски массой 2-3 кг и подвергают перетопке. При необходимости сухие молочные продукты, а также сахар-песок просеивают. Сгущенную сыворотку при наличии выпавших кристаллов лактозы разбавляют теплой питьевой водой до их растворения, сливки фильтруют, сметану тщательно перемешивают до получения однородной консистенции. Твердые наполнители измельчают не ранее как за 1 ч до внесения в сырную массу. При необходимости жидкие наполнители фильтруют. Специи вводят в смесь при плавлении в сухом виде, в виде готовых экстрактов или спиртовых и масляных вытяжек. Спиртовые и масляные экстракты можно приготавливать на предприятии в строгом соответствии с действующими инструкциями. Все специи предварительно обрабатывают. Так, семена тмина и сельдерея просеивают, промывают сначала холодной, а затем горячей водой температурой 95-100ºС, после чего используют в виде зерен. Такие специи, как черный перец, душистый перец, гвоздика, обдувают горячим воздухом на вибросите и измельчают в тонкий порошок на мельнице. Орехи очищают от скорлупы, ядра обжаривают до появления слабокоричневого цвета, охлаждают, дробят и высушивают. Подбор и подготовка солей-плавителей существенно влияет на качество плавленого сыра и стойкости его при хранении. Для производства плавленого сыра используют натриевые соли лимонной кислоты (цитраты), фосфорной кислоты (гидрофосфат натрия), пирофосфорной кислоты (гидропирофосфат натрия), триполифосфат натрия и др. Характеристика широко используемых солей-плавителей приведена в табл. Характеристика солей-плавителей, используемых в технологии плавленых сыров Наименование соли-плавителя Химическая формула Раствори мость при 20 ºС, % Массовая доля сухих веществ, % Величина рН 1%ного водного раствора 194 Цитрат натрия Гидрофосфат натрия (кристаллогидрат) Гидропирофосфат натрия Триполифосфат натрия Фосфатная добавка «Фонакон» Фосфатная добавка «Полифан» 2Na3C6H5O7·11H2O Хорошая 72 6,23-6,26 Na2HPO4·12H2O 18 39 8,9-9,1 Na3HP2O7·9H2O Na5P3O10 Смесь полифосфатов разной степени конденсации, в т.ч. Na5P3O10 (50-90 %) Смесь полифосфатов разной степени конденсации, в т.ч. Na5P3O10 (75-85 %) 32 14-15 60 100 6,7-7,5 9,3-9,8 Хорошая 100 8,0-9,2 Хорошая 100 8,0-9,2 Соли лимонной кислоты (цитраты) получают путем смешения лимонной кислоты с гидрокарбонатом натрия (NaHCO3), которые в растворе образуют соли различной степени замещенности и с различным рН раствора. Используют также смеси цитратов натрия с гидрофосфатом натрия. Широко используют также смеси триполифосфата натрия с гидропирофосфатом натрия. Допускается использование отдельно гидрофосфата натрия. В настоящие время широко используют композиции из полифосфатов разной степени конденсации, которые выпускаются под торговыми марками «Фонакон» и «Полифан». Эти соли взаимозаменяемые, содержащие 100 % су-хого вещества, при этом массовая доля триполифосфата натрия в «Фонаконе» составляет 50-90 %, а в «Полифане»75-85 %. Выбор солей-плавителей должен производиться с учетом вида получаемого плавленого сыра. Для ломтевых плавленых сыров необходимо использовать цитраты, для пастообразных сыров - смеси цитратов с фосфатами. Существенное значение для получения качественного продукта имеет активная кислотность соли-плавителя. Она должна быть выбрана с таким расчетом, чтобы получить плавленый сыр оптимальной кислотности. Плавленые сыры, выработанные с различными солями-плавителями имеют различное оптимальное значение активной кислотности рН, так сыры, выработанные с гидрофосфатом натрия, имеют рН 5,5-5,8; с цитратом натрия5,3-5,6; со смесью триполифосфата натрия и гидрофосфата натрия- 5,4-5,7. Если оптимальное значение рН плавленого сыра выше рН сырья, то следует использовать щелочные соли, если наоборот, то необходимо применять кислые соли, значения рН которых ниже значения рН сырья. В тех случаях, когда рН сырья и оптимальные значения рН плавленого сыра близки между собой, рН соли-плавителя также должен быть близким к этому значению. Для определения дозы солей-плавителей пользуются пробными микроплавками сыра массой 100 г. на основании микроплавок с различными дозами солей выбирают наилучший вариант. Установлено, что максимальное ко-личество солей-плавителей не должно превышать для цитратов 3%, и фосфатов- 2% в пересчете на безводную соль. Смесь фосфатов используют в виде 20-25%-ного водного раствора гидрофосфата натрия в виде кристаллогидрата. Цитрат калия используют в сухом виде. Растворы солей-плавителей пастеризуют при температуре 80-90°С или доводят до кипения. Чтобы избежать гидролиза солей, после нагревания его немедленно охлаждают. СОСТАВЛЕНИЕ СЫРНОЙ СМЕСИ Смесь сырья составляют для каждого вида плавленого сыра. Поскольку основную массу смеси для плавления составляют натуральные сыры, прежде всего обращают внимание на их зрелость, активную кислотность и вкусовые достоинства. При подборе сырья особое внимание обращают на зрелость сыров, 195 предназначенных для плавления. Степень зрелости обычно оценивается по массовой доле растворимого азота, содержание которого для различных зрелых сыров представлено в табл. Характеристика зрелости различных видов сыров Массовая доля Активная кислотность Сыры растворимого азота,% зрелого сыра, рН общего ТВЕРДЫЕ Швейцарский 20-25 5,6-5,7 Ярославский 16-20 5,3-5,4 Голландский 15-20 5,25-5,35 Российский 18-20 5,25-5,35 Латвийский 25-30 5,4-5,5 МЯГКИЕ Дорогобужский 54-59 5,5-5,6 Рокфор 40-45 5,5-5,8 РАССОЛЬНЫЕ Брынза 13-15 5,2-5,35 Чанах 20-21 5,1-5,2 Наименьшая зрелость отмечается в рассольных сырах. Мягкие сыры содержат значительное количество растворимого азота. Среди твердых сыров наименьшая зрелость отмечается у российского сыра. Незрелые сыры с массовой долей растворимого азота менее 17% плохо плавятся при использовании обычно применяемых количеств солей-плавителей и после плавления приобретают грубую, резинистую консистенцию. Перезрелые сыры с массовой долей растворимого азота свыше 46 % теряют способность к образованию геля и консистенция плавленого сыра становится пастообразной. Оптимальная массовая доля растворимого азота для плавления смеси должна составлять 20-25 %. Зрелость сырной смеси можно регулировать, добавляя к незрелым сырам перезрелые, массу зрелого и незрелого сыра в смеси можно рассчитать методом треугольника. Для расчета необходимо установить аналитическим путем зрелость сыров, используемых для составления смеси и задаться массой какого-либо компонента или смеси. Активная кислотность сыров также имеет существенное значение для плавленого сыра. Поэтому рекомендуется использовать для плавления сыров типа голландского с рН 5,2-5,5, сыры типа швейцарского с рН 5,6-5,8, сыры для плавления типа российского с рН 5,0-5,6, быстро созревающую сырную массу с рН 5,6-5,8, то есть со значениями рН, соответствующими рН зрелых сыров. Активную кислотность смеси сыров можно рассчитать как среднюю величину по формуле рНсм = (рН1·m1 + рН2· m2 + … + рНn· mn) / mсм где рНсм, рН1, рН2,…,рНn- активная кислотность смеси и ее компонентов; mсм, m1, m2,…, mn- масса смеси и ее компонентов. Отобранные сыры подвергают измельчению, которое необходимо для хорошего смешивания компонентов, удобства их отвешивания и для обеспечения хорошего взаимодействия сыра с солями-плавителями. Дроблению подвергают твердые, мягкие, и рассольные сыры и творог. Измельченный сыр и другие виды сырья отвешиваются в соответствии с рецептурой. Так, для выработки плавленых сыров с массовой долей жира 40-50 % количество сычужных зрелых сыров, соответствующих по названию в смеси, должно быть не менее 65-70 %. Плавленые сыры с массовой долей жира в сухом веществе 30-40 % 196 вырабатывают из нежирных иди из специальных сыров для плавления с добавлением масла и 5-15 % жирного сыра. Для улучшения консистенции и получения более нежного теста при переработке недостаточно созревшего сыра добавляют сухие молочные продукты в количестве 2-3 % , а при переработке перезрелых сыров используют ранее расплавленный сыр в количестве 5-10 %. Для улучшения вкуса плавленого сыра, вырабатываемого из незрелого сырья, в конце плавления вносят до 10% бактериальной закваски для сыров с низкой температурой второго нагревания. Кислотность закваски должна составлять 90-120 °Т. С этой же целью при составлении смеси вместо воды применяют молоко или подсырную сыворотку. Массу сырья, необходимого для каждого вида плавленого сыра, рассчитывают исходя из норм расхода сырья на 1 т готового продукта и химического состава сырья. Незрелые сыры, главным образом нежирные, могут подвергаться созреванию. Для этого измельченный сыр смешивают с солями-плавителями; в случае необходимости добавляют воду и выдерживают в течении 2-3 ч и более при комнатной температуре (2022°С). Эта операция способствует связыванию воды белками и лучшему плавлению сырной массы, вследствие чего улучшается консистенция готового продукта и снижается расход солей-плавителей на 0,5-1%. ПЛАВЛЕНИЕ СЫРНОЙ МАССЫ Теоретические основы плавления. Плавление сырной массы является основной и наиболее важной операцией, в технологии плавленых сыров и заключается в нагревании и перемешивании сырной массы в присутствии солей-плавителей. Плавление сыра, сопровождаемое размягчением и приобретением массой текучести, можно рассматривать как своеобразную пастеризацию продукта. Важную роль при плавлении выполняют солиплавители. Если нагревать сыры без солей-плавителей, то получается неоднородная масса, при этом происходит синеретическое сжатие структуры белка, сыр расслаивается на воду, свободный жир и белковый осадок. После перемешивания и охлаждения этой расплавленной массы получается продукт грубой слоистой структуры. Напротив, нагревание сыра с солями-плавителями дает возможность получить продукт, имеющий однородную пластичную консистенцию. На основании анализа результатов исследований, проведенных отечественными и зарубежными учеными, Г.Н. Крусь сформулированы теоретические основы плавления, заключающиеся в следующем. Плавление сырной массы представленный собой сложный комплекс химических, физико-химических и коллоидных процессов: - декальцинирование параказеинаткальцийфосфатного комплекса (ПККФК) мицелл казеина солями-плавителями, сопровождающееся разрушением гелевой структуры сыра и переходом казеина из нерастворимого состояния (гель) в растворимое- золь; - образование кальциевых солей на основе ионов кальция, выделившихся при декальцинировании ПККФК, и анионов солей-плавителей и их участие в стабилизации золевой и формировании новой гелевой структур плавленого сыра; - диспергирование жидкой фазы сыра (жир, вода) и эмульгирование жира. Определяющим процессом при плавлении сырной массы является декальцинирование ПККФК мицелл казеинового геля солями-плавителями. Они отщепляют кальций и коллоидный фосфат кальция от ПККФК с образованием параказеината натрия (ПКН). В результате разрушаются связи между мицеллами, параказеиновый гель распадается на отдельные мицеллы, которые в свою очередь распадаются на субмицеллы. Кроме того, дестабилизация мицелл приводит к диспергированию из них таких полипептидов как -казеины, пара-x-казеин и др. (по данным Н.П. Захаровой) Одновременно со структурными изменениями ПККФК образуются соли кальция с соответствующими анионами солей-плавителей. При использовании солей лимонной кислоты образуются цитраты кальция, при использовании пирофосфатов – пирофосфаты кальция, фосфатов – фосфаты кальция. Образовавшиеся соли обладают различной 197 растворимостью, наименьшей растворимостью обладают фосфаты кальция. Образующиеся при диссоциации этих солей катионы и анионы играют определяющую роль в формировании структуры плавленого сыра. Так, ионы кальция участвуют в образовании нового геля. При охлаждении плавленого сыра растворимость образованных кальциевых солей повышается, и образовавшиеся ионы кальция снова связывают мицеллы и субмицеллы параказеината натрия, образуя новый параказеиновый гель, структура и свойства которого будут определяться длиной цепочек связанных между собой мицелл и субмицелл. Длина цепочек зависит от количества свободных ионов кальция, а следовательно, от растворимости образовавшихся солей. Цитраты, пирофосфат и триполифосфат кальция обладая большей растворимостью, чем фосфаты кальция, образуют больше свободных ионов кальция, которые связывают мицеллы и субмицеллы ПКН в длинные цепочки, при этом образуется длинноволокнистая структура и вязко-упругая консистенция плавленого сыра. При использовании для плавления фосфатов, образуются труднорастворимые фосфаты кальция, которые слабо диссоциируют при охлаждении плавленого сыра, в результате образуются короткие цепочки из мицелл и субмицелл ПКН, обусловливающие получение коротковолокнистой структуры и вяко-пластичной, пастообразной консистенции плавленого сыра. Недиссоциированные фосфаты кальция остаются в плавленом сыре в виде отложений солей кальция. Так, методом микроструктурного анализа было показано, что в случае применения гидрофосфата натрия образуется фосфат кальция, который выявляется в виде дополнительных (по отношению к исходному сырью) отложений солей кальция (по данным В.Г. Тинякова). Анионы кальциевых солей участвуют в адсорбционных процессах, способствуя повышению растворимости белка сыра. Образовавшиеся при декальцинировании ККФК структурные элементы: мицеллы и субмицеллы обладают высокой гидрофильностью вследствие большей доступности пептидных связей воде. Дополнительным фактором усиления гидрофильности мицелл и субмицелл является адсорбция на их поверхности многовалентных анионов солей-плавителей, что приводит к повышению растворимости белка, увеличению связывания воды и повышению вязкости сырной массы. Жидкая фаза сыра (жир и вода) также подвергается изменением в процессе плавления. Увеличивается дисперсность воды. Значительным изменениям подвергается жир. В натуральном сыре жир диспергирован в гелевой структуре белка в виде жировых микрозерен, отличающихся от жировых шариков более крупными размерами. Размер жировых микрозерен превышает средний диаметр жировых шариков в 2-4 раза и составляет для разных сыров 8-14 мкм. При нагревании и перемешивании происходит диспергирование жира, а образовавшиеся жировые шарики стабилизируются субмицеллами и мицеллами ПКН, образующими на поверхности жировых шариков белковую оболочку. В результате жир в плавленом сыре лучше диспергирован и стабилизирован, чем в натуральном сыре. Режимы и техника плавления заключается в следующем. Сырную массу плавят в специальных аппаратах. Нагрев сырной массы в них осуществляется теплоносителем через стенку емкости и путем непосредственного введения пара в сырную массу. Порядок закладки сырья зависит от вида вырабатываемого плавленого сыра. При выработке сыров 45-60%-ной жирности рекомендуют следующий порядок закладки компонентов. В аппарат для плавления сыра вносят все компоненты смеси, кроме сливочного масла, массу нагревают до температуры 65-70 °С. после этого вносят масло и плавят до готовности. При выработке сыров 30-40-ной жирности во избежание пригара на дно котла помешают часть масла, затем жирные сычужные сыры и творог, нежирный сыр и сухое молоко. В последнюю очередь в котел вносят соли-плавители и воду, массу подплавляют и вносят остальную часть масла. Вкусовые наполнители рекомендуется вводить в сырную массу в конце плавления, чтобы сохранить сопутствующие им витамины, вкус и аромат. При использовании 198 агрегата В2-ОПН все компоненты закладывают одновременно. Для того чтобы предохранить плавленые сыры от плесневения, вносят сорбиновую кислоту в конце плавления из расчета 0,1% общей массы компонентов, предварительно растворив в небольшом объеме воды температурой 25-30°С. количество воды учитывают при расчете рецептуры. В целях предохранения плавленых сыров, особенно пастообразных, от вспучивания при большой обсемененности сырья маслянокислыми бактериями вносят антибиотик низин. Его вносят из расчета 1,5 г на 10 кг готового продукта в сухом виде непосредственно в смесь перед плавлением или с сухими компонентами (сливками, молоком, сывороткой), предварительно смешав с ними. При плавлении смесь компонентов непрерывно перемешивается мешалкой сначала на малой скорости, а затем скорость перемешивания увеличивают. При температуре 5055°С сырая масса становится однородной и текучей, во время пастеризации ее обычно нагревают до 75-95°С. Продолжительность плавления сыра в зависимости от используемого оборудования и технологии составляет 5-20 мин. Режим плавления сырной массы устанавливают в зависимости от состава и свойств исходного сырья, степени его зрелости, вида вырабатываемого плавленого сыра и применяемых солей-плавителей. Так , сыры с повышенным содержанием влаги плавят при температуре 85-95°С. Увеличить кислотность и придать сыру острый вкус, получив менее плотную консистенцию можно, повысив температуру плавления до 90°С, а в отдельных случаях до 95°С. Если необходимо значительно увеличить остроту и кислотность сыра, а так же получить нежную, пластичную консистенцию, сырную массу выдерживают при температуре плавления 3-10 мин. Наоборот, для уменьшения кислотности и остроты вкуса снижают температуру плавления и не выдерживают сыр. Более связной и плотной консистенции можно добиться, уменьшая температуру плавления до 80°С и увеличивая продолжительность нагрева. Плавление (при нагревании через стенку) при температуре 75-80°С должно быть более длительным (15-20 мин), плавление при более высоких температурах (90 и 95°С), наоборот, должно быть менее длительным (10-12 мин), но более интенсивным. При плавлении путем ввода пара непосредственно в сырную массу продолжительность плавления составляет 10-15 мин, при использовании агрегата В2-ОПН она уменьшается до 5-7 мин. Для получения более однородной консистенции (без пузырьков воздуха) и удаления нежелательных запахов сырье плавят под вакуумом. При этом из сырной массы удаляются летучие компоненты и воздух, что приводит, с одной стороны, к снижению интенсивности запаха, а с другой- к ослаблению окислительных процессов во время хранения плавленого сыра. Стойкость продукта в этом случае повышается. Для улучшения эмульгирования жира и получения более тонкой структуры пастообразных и сладких сыров сырную массу гомогенизируют непосредственно после плавления при температуре 75-80 °С и давлении 10-15 МПа. Применять гомогенизацию при выработке ломтевых сыров нецелесообразно из-за значительного уплотнения структуры, выраженного в получении грубой резинистой консистенции. ФАСОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ ПЛАВЛЕНОГО СЫРА Расплавленная горячая сырная масса поступает в разгрузочную тележку, оборудованную насосом. Далее она подается в бункер автомата для фасования пастообразных продуктов. Во время фасования масса должна находиться в расплавленном состоянии и не терять текучести. Сыр фасуют в фольгу по 30; 62,5 и 100 г, стаканчики по 100 и 200 г, коробочки из полистирола по 100 г., тубы по 160 и 180 г, жестяные банки по 100 и 250 г и стеклянные банки по 225 г. Сыр также фасуют в виде колбасок и батонов от 30 г до 2-2,5 кг и в виде блоков массой от 0,5 до 10 кг. 199 Фасованный сыр немедленно охлаждают. В результате быстрого охлаждения повышается качество сыра и стойкость при хранении. Способы охлаждения могут быть различными: в специальных камерах на стеллажах или тележках при температуре воздуха не выше 10°С, в охладителях туннельного типа. Продолжительность охлаждения в камерах составляет 16 ч, а в туннельном охладителе 1-2 ч. Интенсивность охлаждения в охладителе туннельного типа повышается за счет активной циркуляции холодного воздуха. Охлажденный сыр должен иметь температуру не выше 15°С. При такой температуре брикет сыра становится твердым и не деформируется при укладке в ящики. Сыры , фасованные в полимерную и другую жесткую тару, можно сразу укладывать в ящики и направлять на охлаждение. Сыр маркируют наклеиванием или нанесением этикеток литографским способом. При маркировании колбасного сыра допускается вкладывать этикетку между двумя слоями оболочки. Затем сыр упаковывают в транспортную тару. Плавленый сыр упаковывают в ящики, изготовленные из различных материалов, а так же в ящики, бывшие в употреблении, из-под масла коровьего, маргарина, плавленого сыра. Транспортную тару внутри выстилают оберточной бумагой. Между рядами сыра, упакованного непосредственно в ящики без коробок, прокладывают листы оберточной бумаги. При упаковывании сыров, фасованных в потребительскую тару из полимерных материалов и стекла, на всю высоту ящика помещают прокладки, предохраняющие ее от повреждений. Тубы помещают в ящики, снабженные перегородками, колпачками вверх. В каждый ящик укладывают сыр одного наименования, одной жирности, плавки, формы, массой нетто для брусков и сыров в коробках от 5 до 25 кг, для секторов (без коробок), а так же сыров в тубах и различной таре из полимерных материалов- до 10 кг. На торцевой стороне транспортной тары прочной несмывающейся краской наносят отчетливый штамп или наклеивают этикетку. Хранят сыр в хорошо вентилируемом помещении при температуре воздуха от 0 до минус 3°С и от 0 до плюс 4°С и относительной влажности воздуха соответственно 85-90% и 80-85%. Предельный срок хранения зависит от вида и качества плавленого сыра. Так, сыры плавленые ломтевые и колбасные хранят не более 3 мес, ломтевые с копчеными мясопродуктами, томатным соком, пастеризованные с ветчиной, сыры к обеду- не более 30 сут, сыры, упакованные в полимерную тару со съемной крышкой, – не более 15 сут, пастеризованный сыр- не более 6 мес, стерилизованный- не более 1 года. Нельзя хранить и транспортировать плавленые сыры совместно с другими продуктами, имеющими неприятный запах. Транспортирование сыра осуществляется всеми видами транспорта с соблюдением санитарных требований и условий, обеспечивающих сохранность качества продукта. Сыры транспортируют в изотермических вагонах с температурой внутри вагона не более 8°С (летом) и в вагонах-ледниках без отопления в зонах с минусовой температурой до 25°С (зимой). ОЦЕНКА КАЧЕСТВА И ПОРОКИ ПЛАВЛЕНЫХ СЫРОВ Плавленые сыры характеризуются определенными, свойственными каждому отдельному виду органолептическими показателями, а также должны отвечать требованиям стандарта по физико-химическим показателям. Для внутризаводской оценки вкуса и запаха, консистенции, цвета, внешнего вида, упаковки и маркировки плавленого сыра существует 30-балльная шкала, где каждому показателю отводится предельное количество баллов: вкус и запах – 15 баллов; консистенция-9; цвет-2; вид на разрезе-2 балла; внешний вид (упаковка и маркировка)-2 балла. При обнаружении порока в плавленых сырах с соответствующего показателя снимается определенное число баллов (скидка). 200 Для оценки вкуса и запаха установлены скидки с предельного количества баллов – 15 (хорошо выраженные вкус и запах сыра, типичные для данного вида). При умеренно выраженном вкусе, но слабовыраженном аромате скидка составляет 1 балл; недостаточно выраженном вкусе и аромате – 2, нетипичном для данного вида сыра – 3 балла. Скидка составляет от 2 до 3 баллов в зависимости от степени выраженности следующих пороков вкуса: легкий привкус солей-плавителей, слегка щелочной, слабый кормовой, слабый затхлый, слегка прогорклый, аммиачный (кроме латвийского и волна), слегка салистый. Кислый вкус – скидка 3 – 4 балла. Скидка составляет от 4 до 6 баллов, если обнаружен горький, затхлый, салистый, прогорклый, кормовой, щелочной вкус, привкус солейплавителей, металлический привкус. Для оценки консистенции плавленого сыра установлены следующие скидки с предельного количества баллов – 9 (консистенция отличная). Хорошая консистенция – 1 балл; слегка несвязная, слегка мучнистая, слегка вязкая, слегка липкая – скидка 1 – 2 балла; излишне упругая, плотная, вязкая, липкая, мажущаяся, излишне мягкая, слегка песчанистая, крошливая, ломкая, колющаяся – 4 балла. Для оценки цвета сырного теста установлено предельное число баллов 2 (нормальный цвет). При неоднородном цвете теста скидка 1 балл. Если при оценке вида на разрезе обнаруживаются единичные включения (нерасплавившиеся частицы сыра, пригорелые частицы белка) – скидка 1 балл. Установлено предельное число баллов за внешний вид (упаковка, маркировка) – 2 (правильная форма, цельная чистая упаковка, красочная этикетка). При легкой деформации формы, неплотно прилегающей фольге, осыпающемся парафине на колбасном сыре – скидка 1 балл. За поврежденную, слегка загрязненную упаковку, нечеткую маркировку, неправильную укладку сыра в ящики – скидка в 1 балл. Сыры, получившие оценку менее 19 баллов, подлежат переработке. В промышленности возможны случаи выработки плавленых сыров с пороками вкуса, запаха, консистенции, внешнего вида. Пороки вкуса и запаха. Слабо выраженные вкус и запах. Порок чаще наблюдается у видовых плавленых сыров ( голландский, костромской и др.). Причина образования порока – использование натуральных сыров с недостаточным выраженным для данного вида сыра вкусом и запахом. Чаще это наблюдается при переработке сычужных сыров с пониженной влажностью и сыров с повышенным содержанием хлорида натрия. Порок можно предупредить, если к таким сырам при составлении смеси добавить 15 – 20% зрелого или перезрелого сыра того же наименования с хорошо выраженными вкусом и запахом. Кормовые привкусы. Порок обусловлен переработкой натуральных сычужных сыров с этими пороками. Слабо выраженные кормовые привкусы можно удалить при плавлении под вакуумом, повышении температуры плавления до 95 -98ºС, когда сырная масса приобретает привкус пастеризации. Кормовые привкусы устраняются при переработке сыров с добавлением специй или наполнителей. Нетипичные для данного вида сыра вкус и запах. Причиной порока (наличие аммиачного привкуса и запаха у плавленых сыров костромского и голландского) является переработка твердых сычужных сыров типа голландского с подопревшей коркой, с коркой, пораженной сырной слизью или плесенями. Для устранения порока сыры тщательно моют и плавят их под вакуумом. Излишне аммиачные, слабо затхлые вкус и запах. Пороки возникают при избыточном развитии сырной слизи и щелочеобразующих бактерий в используемом сырье. Для устранения пороков сыры необходимо тщательно мыть и ополаскивать, использовать сыры с излишне аммиачным вкусом в смеси со свежим несоленым сыром, добавлять хлорид натрия в сырную смесь до содержания, предусмотренного стандартом. Затхлые вкус и запах. Порок наблюдается при использовании сырья с затхлым привкусом, чаще нежирного сыра, вырабатываемого из молока, загрязненного 201 посторонней микрофлорой, или сыров с плохо защищенной коркой. Предупреждение порока заключается в повышении требований к заводам-изготовителям нежирного сыра. При переработке сыров с затхлым вкусом их тщательно обрабатывают и замачивают в сыворотке, уменьшают количество в рецептуре и повышают температуру плавления сыра до 90-95ºС. готовый продукт после фасования быстро охлаждают и хранят при температуре -3ºС. Излишне кислые (творожистые) вкус и запах. Порок возникает в сырах при использовании избыточного количества творога с повышенной кислот-ностью. Для предупреждения этого порока необходимо соблюдать утвержденные рецептуры. Горький вкус. Порок может вызваться горечью исходного сырья, неправильным применением гидрофосфата натрия, т.е. дополнительным его внесением в процессе плавления, избыточным количеством солей-плавителей. Для устранения горького привкуса необходимо выявить причину его образования. Горький вкус в плавленых сырах может появляться также при использовании нежирного сыра с повышенным содержанием хлорида натрия и солей магния. Для предупреждения порока нежирный сыр используют в небольших количествах в смеси со свежим, несоленым нежирным сыром. Прогорклый вкус. Порок возникает при переработке измельченного жирного сычужного сыра, долго хранившегося при температуре окружающей среды. Происходит окисление молочного жира кислородом воздуха. Появление плесени приводит к распаду молочного жира с образованием масляной и других кислот. Для предупреждения порока не следует хранить измельченную сырную массу и использовать при выработке плавленых сыров сырье с прогорклым вкусом. Щелочной, мылистый привкусы. Порок возникает при внесении излишнего количества щелочного реагента: гидрофосфата натрия, триполифосфата натрия и питьевой соды. При избыточном использовании щелочной соли-плавителя повышается водородный показатель (pH выше 6), что приводит к образованию кристаллов солей в плавленом сыре (порок песчанистость) и резко снижается стойкость готового продукта при хранении. Меры предупреждения порока – не допускать избыточного количества солей-плавителей при выработке плавленых сыров, использовать триполифосфат натрия только в растворе со слабокислыми солями конденсированных фосфатов, систематически контролировать pH плавленых сыров, который должен быть 5,6 – 5,8. Пороки консистенции. Мучнистая консистенция. Сущность порока – недостаток солей-плавителей при переработке незрелых сыров (17 – 19% растворимого азота), при pH сырья ниже 5,2 или при использовании недостаточно активной соли-плавителя (например, гидрофосфата натрия), при неправильно подобранной по зрелости смеси сырья. Порок можно устранить, если составить смесь по зрелости (20 - 25% растворимого азота) и подобрать соль-плавитель (заменить гидрофосфат натрия, например, солями лимонной кислоты, а также правильно определить их дозы). Рыхлая консистенция. Порок появляется при переработке перезрелых сыров (свыше 35% растворимого азота) с pH выше 6. Порок устраняется правильным подбором сырья по степени зрелости. Излишне твердая, грубая консистенция. Порок появляется при использовании недостаточно зрелых сыров (14 -15% растворимого азота) и пониженном содержании влаги в готовом продукте. Порок можно устранить правильным подбором смеси сырья и увеличением влаги до установленной нормы. Клейкая, липкая консистенция. Порок вызывается низкой активной кислотностью плавленого сыра (рН 6.2 – 6.3), а также низким содержанием жира и сухого вещества (массовая доля влаги 60%). Порок устраняется повышением активной кислотности плавленого сыра, уменьшением влаги и увеличением жира в сухом веществе сыра. Нерасплавленные зерна белка в тесте. Порок появляется при грубом измельчении нежирного сыра и отсутствии предварительного созревания раздробленного сырья с 202 солями-плавителями. Порок устраняется при тонком измельчении исходного сырья, применении кратковременного созревания измельченного сыра с раствором солейплавителей и фильтровании горячей сырной массы. Порок цвета сырного теста. Порок неравномерная окраска теста наблюдается при фасовании сырной массы с различных аппаратов плавления с неодинаковым оттенком цвета. Порок исключается при соблюдении строго определенного режима плавления. Пороки внешнего вида. Деформация упакованных в фольгу брикетов. Порок вызывается недостаточной регулировкой работы автомата. Своевременная наладка автомата исключает порок. Коррозия фольги. Порок появляется при хранении плавленого сыра. Причина порока – неравномерное или тонкое лакирование фольги, хранение сыра при положительной температуре и высокой влажности воздуха 90 – 95%. Порок устраняется путем контроля за качеством поступающей фольги и режимом хранения сыра. Наличие плесени на сыре. Порок наблюдается в пазах заделки фольги и на поверхности сырной массы при упаковывании в полистироловые коробочки. Причина порока – обсеменение плавленого сыра спорами плесеней в результате негерметичности упаковки или хранения продукта при повышенной (90 - 95%) влажности воздуха. Порок устраняется при условии герметичного упаковывания сыра в фольгу, применения в процессе плавления сорбиновой кислоты. Хранения плавленого сыра в хорошо вентилируемом помещении при установленных режимах. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ОТДЕЛЬНЫХ ГРУПП ПЛАВЛЕНЫХ СЫРОВ Ассортимент и классификация плавленых сыров. Ассортимент выпускаемых промышленностью плавленых сыров, насчитывающий около 100 наименований, можно систематизировать согласно технологической или товароведной классификации, предложенной Н.П.Захаровой, О.В. Лепилкиной и Т.М. Коноваловой (ВНИИМС). Технологическая классификация, предложенная сотрудниками ВНИИМС и модифицированная авторами, построена с учетом двух групп признаков: используемое сырье и основные технологические операции, формирующие видовые особенности готового продукта. Согласно технологической классификации (рис. ) плавленые сыры делятся по виду используемого сырья на четыре группы: вырабатываемые на основе молочного сырья без вкусовых наполнителей (одна группа); с вкусовыми наполнителями (вторая); сыры, вырабатываемые на основе молочного сырья с использованием сырья немолочного происхождения (комбинированные) без вкусовых наполнителей (третья); сыры, вырабатываемые на основе молочного сырья с использованием сырья немолочного происхождения со вкусовыми наполнителями (четвертая группа). Каждая из четырех групп делится на три подгруппы в зависимости от применяемых основных технологических операций: плавление – плавленые; плавление и копчение – копченые; плавление и пастеризация готового продукта – пастеризованные. В подгруппу плавленые входят сыры, технологический процесс производства которых завершается после проведения операции плавления фасованием и охлаждением сырной массы. В подгруппу копченые входят сыры, схема технологических процессов изготовления которых предусматривает операцию копчения (или внесения коптильного ароматизатора). В подгруппу пастеризованные входят сыры, технологический процесс производства которых предусматривает после проведения операции плавления пастеризацию готового продукта. С учетом указания характеристик ассортимент плавленых сыров делится на 12 видов, из которых три вида: плавленые комбинированные пастеризованные, плавленые комбинированные с наполнителями копченые и плавленые комбинированные с наполнителями пастеризованные – в настоящее время в ассортименте не имеются. 203 Таким образом, согласно предложенной технологической классификации, весь существующий ассортимент плавленых сыров можно разделить на 9 видов: плавленые, плавленые копченые, плавленые пастеризованные, плавленые с наполнителями, плавленые с наполнителями копченые, плавленые с наполнителями пастеризованные, плавленые комбинированные, плав-леные комбинированные копченые, плавленые комбинированные с наполнителями. К виду «плавленые» относятся сыры: советский, российский, чеддер, голландский, костромской, городской, городской в блоках, латвийский, «Орбита», угличский, невский, «Янтарь», « Дружба», неженка, рокфор, кисломолочный, «Пингвин», «Русич». К виду «плавленые копченые» относятся сыры: колбасный копченый 30 % и 40 %, охотничий 30 % и 40 %, туристический. К виду «плавленые пастеризованные» - пастеризованный. Сыры, относящиеся к виду «плавленые с наполнителями», можно разделить на две разновидности: с сахарозой (сладкие) и с другими наполнителями. К разновидности «плавленые с наполнителями сладкие» относятся: «Омичка», «Омичка» с орехами, «Омичка» с изюмом, «Кубаночка», шоколадный, кофейный, фруктовый, медовый, «Сказка», мятный, с орехами, «Светлячок», «Сластена», «Золушка», цитрусовый. К разновидности «плавленые с наполнителями» относятся: «Крымский», «Балтийский», «Осень», сыр с ветчиной, сыр с окороком сырокопченый, острый с перцем, сыр с томатным соусом, «Лето», «Волна», с луком, с овощными добавками, для овощных блюд, «Чиполлино», с белыми грибами, для макаронных блюд, с луком для супа, любительский (для соуса), кавказский, с грибами для супа. К виду «плавленые с наполнителями копченые» относятся: колбасный копченый с тмином, колбасный копченый с перцем, охотничий со специями 30% и 40%, туристический с перцем, туристический с тмином. К виду «плавленые с наполнителями пастеризованные» относятся: сыр пастеризованный с ветчиной. К виду «плавленые комбинированные» относятся: «Бородинский», «Особый», «К пиву», «Радуга», «Белоснежка». К виду «плавленые комбинированные копченые» относятся: «Особый копченый». К виду «плавленые комбинированные с наполнителями» относятся: «Бородинский» с хмели-сунели; «Особый» с перцем, а также томатом, тмином, горчицей; «Нептун», балтийский с крилем, «Радуга» с тмином, «Радуга» с аджикой, «Коралл», паштетный. Сюда же относятся « сыры плавленые комбинированные с наполнителями сладкие»: «Осенний», «Чебурашка». Товароведная классификация строится с учетом консистенции, вкусовых особенностей, способов специальной обработки, придающих продукту способность к длительному хранению и др. По товароведным признакам весь ассортимент плавленых сыров делят на четыре группы: ломтевые ( вот числе копченые и пастеризованные), пастообразные, сладкие, сухие. Сыры плавленые ломтевые. Отличительной особенностью этих сыров является достаточно плотная, слегка упругая консистенция и возможность их нарезания на ломтики. К ним относятся: столовый, городской, голландский, российский и другие, а также копченые и пастеризованные. Сыры плавленые ломтевые вырабатывают на основе только молочного сырья, а также с использованием компонентов немолочного происхождения, без наполнителей и со вкусовыми наполнителями, с массовой долей жира в сухом веществе от 20 до 50 %. В технологии ломтевых сыров при использовании незрелого нежирного сыра рекомендуется выдерживать размельченную массу с солями-плавителями или с пепсином говяжьим или свиным. Это способствует переходу влаги в связанное состояние, лучшему 204 плавлению сырной массы, улучшению консистенции сыра. Для производства сыров данной группы рекомендуется применять в качестве солиплавителя смесь триполифосфата натрия и гидропирофосфата натрия. Температура плавления сырной массы составляет 80–90 ºС. При выработке копченых сыров продукт после фасования подвергают дымовому копчению в специальных камерах. Коптильный дым получают от сжигания опилок из твердых несмолистых пород дерева (береза без коры, дуб, бук, ольха, ясень и др.). При бездымном способе копчения эту операцию заменяют внесением в сырную массу в конце плавления коптильного препарата в количестве 0,6 %. Коптильный препарат представляет собой дистиллят дыма, полученного при сжигании древесины. При выработке пастеризованных сыров сырную массу после плавления фасуют в металлические банки, которые закатывают и подвергают дополнительной тепловой обработке на аппаратах непрерывного и периодического действия, что снижает объем остаточной микрофлоры до минимального. Продолжительность хранения пастеризованных сыров 6-12 месяцев. Сыры плавленые пастообразные. В эту группу входят сыры, консистенция которых отличается пластичностью и напоминает консистенцию паст и кремов: угличский, невский, «Янтарь», «Коралл», «Дружба», «Волна», «Лето», рокфор, «Луковичка», «Перчинка», «Пингвин», «Чиполлино», паштетный, кавказский, с белыми грибами, с луклм для супа и другие. Сыры этой группы вырабатываются на основе молочного сырья, а также с использованием компонентов немолочного происхождения без вкусовых наполнителей и со вкусовыми наполнителями с массовой долей жира в сухом веществе от 40 до 60 %. Для выработки сыров этой группы используется высококачественное сырье: сычужные сыры, сливочное масло, сухое молоко и др. В качестве солей-плавителей рекомендуется использовать смеси фосфатов и цитратов. Температура плавления сырной массы 85-90 ºС. Плавленые сыры этой группы характеризуются повышенным содержанием жира и влаги, поэтому для получения устойчивой эмульсии расплавленную сырную массу рекомендуется подвергать гомогенизации при давлении 10– 15 МПа. Сыры плавленые сладкие. Отличительной особенностью этой группы является обязательное использование в рецептуре сахара – песка (сахарозы), что обеспечивает им сладкий вкус. Сырв плавленые сладкие вырабатывают на основе молочного сырья, а также комбинированные со вкусовыми наполнителями, с массовой долей жира в сухом веществе от 17 до 50 %. К этой группе сыров относятся: «Омичка», шоколадный кофейный, фруктовый, медовый, мятный, «Сказка», с орехами, «Светлячок», «Сластена», «Золушка», цитрусовый, «Чебурашка» и другие. Сладкие сыры рекомендуется вырабатывать с использованием несоленых сыров. В качестве ароматизаторов и вкусовых наполнителей используют сахар-песок, кофе, какао, ванилин, орехи (грецкие, фундук, кешью), мед, сиропы плодовые и ягодные натуральные, морковный сок, «фруктовые и цитрусовые эссенции, соки с мякотью, изюм. Вкус сыров обусловлен внесенными наполнителями и сахаром. Консистенция сладких сыров изменяется от ломтевой до пастообразной. Температура плавления сладких сыров должна быть не ниже 80 ºС. Отличительной особенностью технологии является внесение сахара в конце плавления сырной массы, что обусловлено необходимостью завершения процесса эмульгирования жира к моменту внесения сахара. Карамелизованный сахар для сыра «Сластена» готовят путем длительного нагревания в сироповарочных котлах сахара-песка до темного, почти черного цвета, затем добавляют воду. На одну весовую часть сахара-песка берут 1,25 весовой части воды. Для улучшения консистенции сыра горячую расплавленную массу, кроме сыров с орехами и изюмом, рекомендуется гомогенизировать при давлении 10,0—15,0 МПа. 205 Гомогенизированную массу подают в приемный бункер фасовочного автомата. Сыры плавленые сухие предназначены для длительного хранения. К ним относятся сыр в порошке, вырабатываемый на основе молочного сырья без вкусовых наполнителей, с массовой долей жира в сухом веществе 30 и 40%. Сыр получают из сычужных зрелых сыров путем их плавления и последующей сушкой распылительным способом. Компоненты смеси подбирают так, чтобы получить сырную массу, легко поддающуюся плавлению, а готовый продукт — с умеренно выраженным сырным вкусом. Для этого применяют хорошо созревшие сыры, а также смесь сыров повышенной зрелости с молодыми недозрелыми. Сыр плавят в плавильных котлах, нагревая его до температуры 80–85 °С в течение 10–15 мин. Горячую расплавленную массу перекачивают в промежуточную емкость с обогревом и мешалкой. Здесь массу нормализуют горячей водой температурой, равной температуре плавления, на расчета получения эмульсии с массовой долей сухих веществ 35%. И через фильтр подают насосом па сушку. Во избежание загустевания сырную массу подают на распылительную сушилку не позднее чем через 16—20 мин после плавления при температуре не ниже 75 °С. При сушке необходимо соблюдают следующий температурный режим: температура воздуха, поступающего в сушильную камеру, 160—170 °С, температура воздуха на выходе из камеры 70—85 °С, температура в зоне распыления 50—65 °С. Сухой сыр из сушилки поступает для просеивания на вибросито. Просеянный порошок фасуют в герметичную тару. Контрольные вопросы и задания. Охарактеризуйте сырье, используемое в производстве плавленых сыров. 2. Дайте схему технологического процесса производства плавленых сыров. 3. Каково назначение солей-плавителей; в производстве плавленых сыров? 4. Каков порядок подготовки сырья и составления сырной массы? 5. Назовите пороки плавленых сыров? Раздел 9. ТЕХНОЛОГИЯ МАСЛА Глава 1. ВИДЫ МАСЛА И СЫРЬЕ ДЛЯ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА ХАРАКТЕРИСТИКА СЛИВОЧНОГО МАСЛА Сливочное масло – пищевой продукт, вырабатываемый из коровьего молока, состоящий преимущественно из молочного жира и плазмы, в которую частично переходят все составные части молока – фосфатиды, белки, молочный сахар, минеральные вещества, витамины, вода. Состав сливочного масла основных видов приведен ниже. Вид масла Вологодское Традиционного состава сладкосливочное и кислосливочное: несоленое соленое Любительское: сладкосливочное: несоленое 16,0 1,5 - Энергетическая ценность, кДж/100 г продукта 3113 82,5 81,5 16,0 16,0 1,5 1,5 1,0 3113 3096 78,0 20,0 2,0 - 2961 жира, в том числе раститель ного 82,5 Массовая доля, % воды СОМО соли 206 соленое 77,0 20,0 2,0 1,0 2929 кислосливочное: несоленое 78,0 20,0 2,0 2961 соленое 77,0 20,0 2,0 1,0 2929 Крестьяноское: сладкосличное: несоленое 72,5 25,0 2,5 2776 соленое 71,0 25,0 2,5 1,5 2726 кислосливочное несоленое 72,0 25,0 2,5 2776 Российское сладкосливочное и кислосливочное 70,0 27,0 3,0 2686 Бутербродное сладкосливочное и кислосливочное 61,5 35,0 3,5 2378 Эдельвейс 52,0 43,0 5,0 2110 С наполнителями (вкусовыми, растительным маслом) 50-62 16-42 1,0-11,8 2081-3113 Славянское: несоленое 80,0/32,0* 18,5 1,5 3050 * соленое 79,0/31,6 18,5 1,5 1,0 2985 * -массовая доля растительного жира Вкус и запах сливочного масла обусловлен наличием в нем веществ, одна часть из которых переходит в него из исходного молока и сливок, а другая (большая) часть образуется в результате тепловой обработки, физического и биологического созревания и др. Вкусовыми компонентами сливочного масла являются: диацетил, летучие жирные кислоты, некоторые эфиры жирных кислот, лецитин, белок, жиры, молочная кислота. Желтую окраску сливочному маслу придает β-каротин. В зависимости от содержания каротина масло имеет сочную, с темно-желтым оттенком или бледно-желтую окраску, а иногда почти белую. Пищевая ценность сливочного масла обусловлена его химическим составом: молочным жиром, жирными кислотами, фосфолипидами и др. Жирные кислоты используются в организме человека для синтеза незаменимых аминокислот и других веществ. В молочном жире различных жирных кислот содержится значительно больше, чем в любом другом пищевом жире. Наибольшее значение имеют полиненасыщенные жирные кислоты (арахидоновая, линолевая, линоленовая), которые входят в состав липидов жировых клеток н фосфолипидов и являются наиболее активными Пищевую ценность сливочного масла повышают содержащиеся в нем фосфолипиды особенно лецитин, попадающий в масло вместе с оболочками жировых шариков. Холестериновый обмен в организме регулируется наличием лецитина, которого в молоке и сливках несколько больше, чем холестерина. Пищевая ценность сливочного масла обусловлена также наличием в нем минеральных веществ, лактозы, водо- и жирорастворимых витаминов. Минеральные вещества сливочного масла представлены как макроэлементами: калий, кальций, магний, натрий, сера, фосфор, хлор, так и микроэлементами: железо, медь, марганец, цинк. Массовая доля минеральных веществ в масле составляет 0,1–0,3 %. С увеличением массовой доли плазмы в сливочном масле ощущается сладковатый привкус, причиной которого является повышенное содержание лактозы. Среди витаминов велико значение жирорастворимых витаминов: А – для роста клеток, защиты эпителия и др., витамина D – для строения костной ткани, предупреждения заболевания рахитом и др. Молочный жир восполняет энергетические затраты организма человека. Энергетическая ценность сливочного масла традиционного состава с массовой долей жира 207 82,5 % составляет 31130 кДж/кг, самого низкожирного сливочного масла «Эдельвейс» – 21100 кДж/кг, масла с наполнителями – от 2081 до 3113 кДж/кг. Усвояемость сливочного масла составляет 97-98 %. Низкая температура плавления основных групп глицеридов (27-34ºС) и отвердевания (18-23°С) способствует переходу молочного жира в пищеварительном тракте в наиболее удобное для усвоения жидкое состояние. В связи с этим сливочное масло рекомендуют больным функциональными расстройствами пищеварительные органов, а также для детского питания. ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ МОЛОКА И СЛИВОК Для производства масла используют молоко и сливки. Сливки получают на сепараторных пунктах, куда с ферм доставляют молоко, которое сепарируют, а сливки пастеризуют, охлаждают и доставляют на молочный завод. Получение сливок на сепараторных пунктах нежелательно. Наилучшим по качеству можно выработать масло из сливок, полученных непосредственно на молочном заводе. Поэтому предпочтительно доставлять молоко непосредственно с фермы на молочный завод. Требования к молоку, поступающему в переработку на масло, регламентируются действующим ГОСТ 13264—88 «Молоко коровье. Требования при закупках». Помимо стандартных требований, при производстве масла к молоку предъявляют особые требования: по содержанию жира в молоке, химическому составу молочного жира. С повышением жирности молока увеличивается выход масла и улучшается использование жира, т. е. относительно меньшее количество жира остается в обезжиренном молоке и пахте. Для производства масла целесообразно направлять молоко повышенной жирности. На технологические режимы производства масла влияет химический состав молочного жира. От содержания в молочном жире различных жирных кислот зависит температура плавления и отвердевания масла. Зимой в молочном жире увеличивается количество насыщенных жирных кислот, вследствие чего масло приобретает твердую консистенцию. Летом в жире значительно возрастает содержание ненасыщенных жирных кислот и жидких фракций жира, масло имеет более мягкую консистенцию. Состав сливок. Сливки состоят из тех же составных частей, что и молоко, но с другим соотношением между жиром и плазмой, вследствие чего физико-химические свойства молока и сливок (плотность, кислотность и др.) различаются. Средний химический состав сливок, используемых в маслоделии, приведен ниже. Составные части молока Жир Вода Сухой обезжиренный молочный остаток, в том числе: - белки - лактоза Зола Фосфолипиды, мг/100г Массовая доля их в сливках, % 25 - 45 66,27 - 49,85 8,73 - 5,15 2,95 - 1,74 4,93 - 2,91 0,58 - 0,34 180,5 Плотность сливок с повышением массовой доли жира и температуры уменьшается. Плотность сливок с массовой долей жира 35 % при температуре 10, 20, 40, 50 и 80 ºС составляет 1002,2; 999,9: 983,0; 974,0 и 964,0 кг/м3 соответственно. Плотность сливок может быть использована в качестве показателя их натуральности. Кислотность сливок измеряют в единицах титруемой кислотности (градусах Тернера) и активной – рН. Зная кислотность сливок (Ксл) и массовую долю в них жира (Жсл) можно рассчитать кислотность плазмы (Кпл) по формуле 208 К пл Ксл 100 . 100 Жсл Кислотность сливок оценивается как нормальная (Ксл.н), если она не превышает для сливок данной жирности предельной кислотности, которую рассчитывают с учетом массовой доли жира и предельной кислотности плазмы сливок (25 ºТ) по вышеприведенной формуле. Предельная кислотность сливок с массовой долей жира, рекомендуемой для маслоделия приведена ниже. Массовая доля жира в сливках, % Предельная кислотность сливок, % 31 17,25 35 16,25 40 15,00 45 13,75 50 12,50 55 11,25 Кислотность сливок оценивается как повышенная (Ксл.п), если она больше предельной кислотности для заданной жирности сливок. Кислотность плазмы таких сливок колеблется от 26 до 35 ºТ. Температура замерзания сливок зависит от содержания в их плазме лактозы и солей, находящихся в молекулярном или ионном состоянии. Определить температуру замерзания плазмы сливок (Тз) можно по формуле, предложенной В.М, Силиным Т з 5,496 Спл , 100 Спл где Спл – массовая доля сухих веществ в плазме сливок, %. При массовой доле сухих веществ в сливках 10 и 35 % плазма в них замерзает при минус 0,6 и минус 3,0 ºС соответственно. Сливки для производства масла делят на два сорта. Сливки первого сорта должны иметь чистый, свежий, слегка сладковатый вкус, без посторонних привкусов и запахов, однородную консистенцию. В сливках первого сорта не допускается наличие комочков жира и хлопьев белка. Бактериальная обсемененность сливок первого сорта составляет не более 500 тыс. бактерий в 1 см3 . Ко второму сорту относят сливки, у которых обнаружены слабовыраженные кормовой вкус и запах, в небольшом количестве комочки жира, отдельные хлопья белка. Бактериальная обсемененность сливок второго сорта – не более 4млн. бактерий в 1 см3. Температура сливок первого и второго сортов во время приемки должна быть не выше 10 ºС. Кислотность сливок с массовой долей жира 20—55% для первого и второго сортов составляет 19—13 °Т. Для сортировки сливок с различной массовой долей жира по кислотности пользуются данными табл. Физико-химические показатели сливок Массовая доля жира в сливках, % 20-27 28-38 39-49 50-55 Кислотность сливок, оТ первого сорта второго сорта 17 15 14 13 19 18 17 15 При приемке определяется термоустойчивость сливок пробой на кипячение и хлоркальциевой. Для сливок первого сорта характерно отсутствие хлопьев белка, второго сорта – допускаются отдельные хлопья белка. Если термоустойчивость сливок определяют пол алкогольной пробе, то к первому сорту относят сливки I и II групп, а ко 209 второму – III и IV групп. Сливки, не удовлетворяющие требованиям второго сорта, относят к несортовым. Для выработки всех видов масла кроме вологодского можно применять сливки, полученные в результате сепарирования подсырной сыворотки (подсырные сливки). Подсырные сливки должны иметь сладковато-солоноватый вкус, допускается слабовыраженный кислый вкус, кислотность плазмы не более 30°Т. Для этого подсырные сливки немедленно после получения охлаждают до 6—8 °С. Продолжительность сбора однородной партии сливок при этой температуре не должна превышать 2 суток. ПОДГОТОВКА СЫРЬЯ И СПОСОБЫ ПРОИЗВОДСТВА МАСЛА Принятое на предприятие молоко сепарируют при температуре 35—40 °С для получения сливок с желаемой массовой долей жира. При приемке сливок на завод их фильтруют для удаления механических примесей, пропуская через марлевые или лавсановые фильтры. Сливки, массовая доля жира в которых не соответствует желаемой, нормализуют. Если массовая доля жира в сливках выше желаемой, то их нормализуют, смешивая с цельным или обезжиренным молоком. Сливки, массовая доля жира в которых ниже желаемой, нормализуют на сепараторе– нормализаторе. Все сливки, предназначенные для производства масла, подвергают тепловой обработке. При необходимости исправляют пороки сливок. Тепловая обработка. Выбирая режим тепловой обработки сливок, учитывают ее влияние не только на микрофлору, но и на микробную липазу и пероксидазу. Инактивируют липазу и пероксидазу, нагревая сливки до 85 °С без выдержки при этой температуре. Поэтому тепловая обработка сливок ниже этой температуры не допускается. При выборе режима тепловой обработки учитывают качество сливок и вид вырабатываемого масла. Сливки первого сорта при выработке сладкосливочного масла пастеризуют при температуре 85—90°С, а сливки второго сорта пастеризуют при температуре 92—95°С. При выработке вологодского масла используют сливки только первого сорта, а тепловую обработку проводят при температуре 105—110°С, чтобы продукт имел специфические вкус и запах. При переработке сливок со слабо выраженными посторонними привкусами и запахами температуру тепловой обработки сливок повышают и устанавливают в зависимости от массовой доли влаги в в масле пределах 103—108°С для весенне-летнего периода года и 103—115°С для осенне-зимнего. Исправление пороков. Для исправления пороков сливки дезодорируют или заменяют плазму сливок. Дезодорацию сливок обычно совмещают с тепловой обработкой. При дезодорации удаляют посторонние запахи и привкусы, обусловленные наличием легколетучих жиро- или водорастворимых веществ, которые концентрируются в жировой фазе или плазме сливок. Для дезодорации сливки сначала нагревают до температуры 80°С, затем направляют в вакуум-дезодорационную установку, где сливки кипят при разрежении 0,04—0,06 МПа и температуре 65 - 70°С. Продолжительность пребывания сливок в дезодораторе при нормальной работе 4-5 с. На выходе из дезодоратора сливки нагревают до температуры 95 °С, при этом устраняется невыраженный вкус, который имеется в сливках после дезодорации. Привкусы луковый, чесночный, нефтепродуктов и некоторые другие при тепловой и вакуумной обработке сливок полностью не устраняются, так как эти пороки обусловлены наличием высокомолекулярных соединений, образующих смеси, температура кипения которых выше температуры кипения воды. Для подсырных сливок перед переработкой на масло проводят одно- или двукратную замену плазмы в них путем смешивания с обезжиренным молоком или водой 210 и последующего сепарирования смеси. Таким образом подсырные сливки обрабатывают с целью улучшения их качества и повышения термостабильности белков. При однократной замене плазмы сливки смешивают с сырым обезжиренным молоком при температуре не выше 10 °С таким образом, чтобы массовая доля жира в смеси не превышала 3,5 %. Полученную смесь нагревают до 35—40 °С и сепарируют. Массовую долю жира в подсырных сливках с заменой плазмы устанавливают в пределах 32–37 % при переработке сливок способами преобразования высокожирных сливок и сбивания в маслоизготовителях периодического действия и 38–45 % при переработке в маслоизготовителях непрерывного действия. Двукратную промывку подсырных сливок проводят при повышенной (25—30 °Т) кислотности плазмы. Для этого подсырные сливки смешивают с водой при температуре не выше 10 °С до массовой доли жира смеси 3,5 %. Смесь подогревают до 30–40 ºС и сепарируют. В полученных сливках повторно заменяют плазму обезжиренным молоком так, как описано выше. Подсырные сливки после замены плазмы добавляют к сливкам в количестве не более 25 % массы перерабатываемых сливок. Смесь пастеризуют при температуре 92—95 °С и направляют на выработку масла. Технологический процесс производства масла включает концентрирование жира молока, разрушение эмульсии жира и формирование структуры продукта с заданными свойствами. Различают два способа производства масла: сбивание сливок и преобразование высокожирных сливок. При выработке масла способом сбивания концентрирование жировой фазы достигается сепарированием молока и последующим разрушением эмульсии молочного жира при сбивании полученных сливок. Регулирование влаги осуществляется во время обработки масла. Кристаллизация глицеридов молочного жира завершается во время физического созревания до механической обработки масла. При получении масла способом преобразования высокожирных сливок концентрирование жировой фазы молока осуществляется сепарированием. Нормализация высокожирных сливок по влаге проводится до начала термомеханической обработки с таким расчетом, чтобы массовая доля жира в сливках соответствовала массовой доле жира в готовом продукте. Разрушение эмульсии жира сливок и кристаллизация глицеридов молочного жира происходит главным образом во время термомеханической обработки. Для производства масла перечисленными способами существуют различные технологические линии. Линия для осуществления технологического процесса тем или иным способом имеет характерное оборудование. Например, в линию производства масла способом сбивания включены емкости для физического созревания сливок, которых нет в линии производства масла способом преобразования высокожирных сливок. В эту же линию включены маслоизготовители непрерывного или периодического действия. В линию производства масла способом преобразования высокожирных сливок включены сепараторы для высокожирных сливок, которые отсутствуют в линии производства масла способом сбивания. В эту линию включают для преобразования высокожирных сливок в масло маслообразователи различных типов и конструкций: цилиндрические (трех-, четырехцилиндровые) и пластинчатые. Глава 2. ТЕХНОЛОГИЯ МАСЛА СПОСОБОМ СБИВАНИЯ СЛИВОК Технологический процесс производства масла способом сбивания сливок состоит из следующих последовательно осуществляемых операций: приемки молока, охлаждения, хранения, подогревания, сепарирования молока, тепловой обработки сливок. низкотемпературной их подготовки (физическое созревание сливок), сбивания сливок, 211 промывки масляного зерна, посолки масла (только для соленого масла), механической обработки, фасования, хранения масла. Для выработки масла способом сбивания в маслоизготовителях непрерывного действия используют сливки с массовой долей жира 36–50%. Такая концентрация жира способствует ускорению образования масляного зерна и повышает производительность маслоизготовителя. При выработке масла способом сбивания в маслоизготовителях периодического действия используют сливки средней жирности с массовой долей жира 32–37%. При использовании сливок с массовой долей жира ниже указанных пределов снижается производительность оборудования и увеличиваются потери жира. Повышение массовой доли жира в сливках выше 40% не оказывает влияния на качество масла, обеспечивает снижение потерь жира и повышение производительности оборудования. Однако при высокой массовой доле жира в сливках замедляется отвердевание жира вследствие быстрого повышения вязкости в процессе охлаждения сливок, что необходимо учитывать при выборе режимов физического созревания. НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ОБРАБОТКА СЛИВОК После тепловой обработки сливки быстро охлаждают до температуры ниже точки отвердевания молочного жира и выдерживают определенное время (физическое созревание). В результате физического созревания сливок происходит отвердевание молочного жира внутри жировых шариков, изменяется оболочка жировых шариков и свойства сливок: устойчивость эмульсии и дисперсность жира, вязкость сливок. Отвердевание молочного жира является основной целью низкотемпературной обработки сливок и играет важную роль в процессе маслообразования. Только при наличии отвердевшего жира при сбивании сливок можно выделить молочный жир в виде масляного зерна и обеспечить хорошую консистенцию сливочного масла и нормальный отход жира в пахту. В охлажденных сливках только часть жидкого жира переходит в твердое состояние. Отношение количества отвердевшего жира к первоначальному его количеству в процентах называют степенью отвердевания жира. Каждой температуре охлаждения сливок соответствует максимально возможная степень отвердевания молочного жира. Для получения масла хорошей консистенции необходимо, чтобы степень отвердевания жира составляла не менее 30–35 %. Степень отвердевания жира зависит от температуры охлаждения и продолжительности выдержки сливок при этой температуре и влияет на жирность пахты при выработке масла. Данные по влиянию температуры охлаждения и продолжительности выдержки охлажденный сливок на степень отвердевания молочного жира в сливках приведены ниже Температура охлаждения сливок (без выдержки), ºС 3 6 9 12 Степень отвердевания жира в сливках, % 33,6 26,6 19,5 15,2 Массовая доля жира в пахте, % 0,87 2,06 3,00 3,03 Продолжительность выдержки охлажденных сливок, мин 0 30 90 180 Степень отвердевания жира, % 33,6 33,5 32,9 32,8 Массовая доля жира в пахте, % 0,87 1,07 1,10 1,33 С повышением температуры охлаждения сливок от 3 до 12 ºС без выдержки степень отвердевания жира уменьшается с 33,6 % до 15,2 %, а массовая доля жира в пахте увеличивается с 0,87 % до 3,03 %. При этом необходимое количество твердого жира в сливках (30–35 %) при охлаждении до 3ºС достигается сразу в процессе охлаждения, а при охлаждении до температуры 6, 9 и 12 ºС – только после 60, 90 и 180 мин выдержки соответственно. Массовая доля жира в пахте при этом колебалась от 0,87 % (при 212 охлаждении до 3ºС без выдержки) до 1,33 % (при охлаждении до 12 ºС и выдержке 180 мин). Состояние оболочек жировых шариков при созревании сливок существенно изменяется. Некоторые вещества оболочки жировых шариков, в частности фосфолипиды, переходят в плазму. Оболочки жировых шариков становятся более тонкими и хрупкими и легче разрушаются при сбивании сливок в масло. Переход части веществ оболочки в плазму приводит к снижению электрического заряда оболочек, что способствует сближению и агрегации жировых шариков. Появление кристаллов молочного жира внутри жирового шарика нарушает связи между жиром и оболочками жировых шариков, что приводит к снижению устойчивости эмульсии жира в сливках. Кроме того, возможно нарушение целостности оболочки и вытекание жидкого жира из жирового шарика. Жидкий жир способствует слипанию жировых шариков и образованию более крупных жировых частиц. Это приводит к изменению дисперсности жира, так как количество мелких жировых частиц уменьшается, а крупных – увеличивается. Изменение дисперсности жира и сливок в зависимости от режима созревания приведено ниже. Температура охлаждения сливок До (без выдержки), ºС охлаждения Количество жировых шариков, %, размером: от 1 до 5 мкм 87,5 от 6 до 10 мкм 12,1 Продолжительность выдержки сливок, ч – Количество жировых шариков, %, размером: от 1 до 5 мкм 87,9 от 6 до 10 мкм 12,1 Средний размер жировых частиц, мкм – 3 6 9 12 70,5 25,4 74,2 25,0 81,0 18,6 81,2 18,4 2,0 3,0 4,5 5,0 48,6 43,6 50,6 42,6 62,8 35,5 74,9 23,9 6,99 6,05 5,52 5,30 С понижением температуры охлаждения и увеличением продолжительности выдержки сливок уменьшается количество жировых частиц размером 1–5 мкм и увеличивается количество жировых частиц размером 6–10 мкм. При этом наибольшее влияние оказывает выдержка. Так, при охлаждении сливок до температуры 3 ºС без выдержки количество жировых шариков размером 1–5 мкм уменьшилось на 17,3 %, а с выдержкой в течение 2 ч – на 39,3 %. При этом количество жировых частиц размером 6– 10 мкм увеличивается соответственно на 13,3 % и на 31,5 % по сравнению со сливками до их охлаждения. С понижением температуры охлаждения сливок с 12 до 3 ºС увеличивается средний размер жировых частиц с 5,30 до 6,99 мкм. В результате повышения содержания отвердевшего жира и образования структурных связей при физическом созревании возрастает вязкость сливок. Вязкость сливок, содержащих примерно одинаковую массовую долю отвердевшего жира (32–34%) и созревших при различных режимах приведена ниже. Температура охлаждения сливок, ºС 3 6 9 12 Продолжительность выдержки, мин 0 60 90 150 Вязкость сливок, Па·с ·10-3 35,1 34,8 30,1 21,2 Из приведенных данных видно, что вязкость сливок, созревающих при температурах от 3 до 12 ºС и выдержке от 0 до 150 мин, значительно различается и колеблется от 35,1 до 21,2·10-3 Па·с, т.е. в 1,5 раза. По-видимому, вязкость зависит 213 преимущественно не от степени отвердевания молочного жира, а от процессов, протекающих в плазме сливок, на которые существенное влияние оказывает температура созревания. Молочный жир является сложной по составу смесью глицеридов, имеющих различные точки плавления и отвердевания. При кристаллизации молочного жира во время физического созревания сливок образуются главным образом две группы смешанных кристаллов: низкоплавкая с температурой плавления от 15 до 25 °С и высокоплавкая с температурой плавления от 27 до 35 °С. Для получения масла хорошей консистенции соотношение легкоплавкой группы кристаллов и высокоплавкой должно составлять 2:1. С этой целью регулируют температуру созревания сливок. Если в жире преобладают легкоплавкие глицериды (весенне-летний период), то созревание сливок проводят при более низких температурах, чем для жира с преобладанием высокоплавких глицеридов (осенне-зимний период года). Для обеспечения необходимой степени созревания сливок используются следующие режимы (табл. ). Режимы созревания сливок Весенне-летний период, йодное Осенне-зимний период, йодное число жира более 39 число менее 39 Массовая доля влаги в масле, % температура, °С выдержка, ч температура, °С выдержка, ч 16 4-6 5 5-7 7 20 5-9 7 6-10 8 25 6-10 8 7-11 10 35 6-12 8 8-14 10 Различают длительную и ускоренную низкотемпературную подготовку сливок к сбиванию. При этом режимы созревания могут быть одно- и многоступенчатыми. Под ступенью понимают длительную выдержку сливок при постоянной или переменной температуре. В промышленности преимущественно используют длительную подготовку сливок и одноступенчатые режимы физического созревания. Одноступенчатые режимы физического созревания часто не обеспечивают достаточной степени отвердевания жира и оптимального соотношения низкоплавких и высокоплавких групп глицеридов, поэтому используют многоступенчатые режимы низкотемпературной подготовки сливок. Так, в весенне-летний период сливки после пастеризации охлаждают до 13 – 15 °С и выдерживают при этой температуре 3 ч, затем сливки охлаждают до 4 – 6 °С и выдерживают 3 ч, после чего сливки подогревают до 7 – 15 °С и направляют на сбивание. В осенне-зимний период сливки после пастеризации охлаждают до 5 – 7°С и выдерживают при этой температуре 2 – 3 ч, затем сливки подогревают до 13 – 15 °С и выдерживают 4 ч, потом сливки охлаждают до 8 – 16 °С и направляют на сбивание. Летние многоступенчатые режимы способствуют упрочению структуры масла и повышению его термоустойчивости, а зимние ступенчатые режимы – снижению механической прочности масла при сохранении высокой термоустойчивости. При выборе режимов низкотемпературной подготовки сливок учитывают содержание плазмы в масле. При выработке сливочного масла с высоким содержанием плазмы в нем (выше 20 %) повышают температуру и увеличивают длительность выдержки сливок во время физического созревания, чтобы повысить способность масла удерживать влагу во время механической обработки. Устанавливая режим физического созревания, учитывают повышение температуры (на 1–2 °С) сливок в результате выделения скрытой теплоты кристаллизации. Правильно выбранный режим низкотемпературной подготовки сливок улучшает использование жира из-за снижения жирности пахты. Нарушение установленных режимов ведет к 214 повышенному отходу жира в пахту и ухудшению консистенции масла. Режимы созревания сливок при выработке масла на маслоизготовителях периодического и непрерывного действия одинаковы. Основой ускоренной подготовки сливок является интенсификация механического и температурного воздействия на сливки. Ускоренная подготовка сливок осуществляется двумя способами: механическим воздействием на охлажденные сливки в сливкообработниках или без механического воздействия – путем быстрого охлаждения сливок в распыленном состоянии в среде азота. В сливкообработнике конструкции ЛТИХПа сливки перемешиваются мешалкой, а в сливкообработнике конструкции Литовского филиала ВНИИМСа – диском. Окружная скорость вращения мешалки должна быть 2,3–4,5 м/с. Сливки перемешивают при температуре 3–6 °С в течение 2–5 мин. После механического воздействия в сливкообработнике сливки выдерживают при 3–5ºС (первая выдержка) в весенне-летнее время в течение 1,5–2 ч, а в осенне-зимнее – 45–50 мин. Затем сливки нагревают в потоке до температуры сбивания (8–12°С) и выдерживают 20–30 мин (вторая выдержка), после чего их подают в маслоизготовитель непрерывного действия на сбивание. Ускоренная низкотемпературная подготовка сливок в две стадии с применением жидкого азота предложена ВНИИМСом: на первой стадия сливки после пастеризации охлаждают до 18–20 °С в теплообменниках, а на второй стадии в распыленном состоянии доохлаждают в специальном аппарате в атмосфере паров жидкого азота до 2–4°С. Охлажденные сливки поступают в емкость, где их перемешивают в течение 6 мин, затем подогревают до температуры сбивания, выдерживают в течение 20–30 мин и подают в маслоизготовитель. Ускоренную подготовку сливок к сбиванию целесообразно использовать при выработке масла на маслоизготовителях непрерывного действия. СБИВАНИЕ СЛИВОК Сущность сбивания сливок заключается в разрушении оболочек и агрегации (слипании) жировых шариков, заканчивающейся образованием масляного зерна. Теоретические основы сбивания сливок в масло. В настоящее время нет единой теории, которая давала бы исчерпывающие ответы на вопросы механики и сущности маслообразования. Существующие теории маслообразования можно разделить на три группы: гидродинамические (Г. Кук, Р. Асейкин, А. Грищенко, В. Сурков, А. Гордиенко); коллоидно-химические (Я. Зайковский, М. Казанский, В Пискарев, Ю. Глаголев) и физико-химические (А. Белоусов, О. Ран, Н. Кинг). Г. Кук, Р. Асейкин и А. Грищенко главным фактором в образовании масла считают вихревые движения сливок при сбивании. На оси «вихревых шнуров» возникает разрежение и концентрируются жировые шарики. В результате сильного механического сжатия шарики теряют белково-липоидные оболочки и формируются исходные зерна масла. По кавитационной теории В. Суркова при значительной скорости движения бил в маслоизготовителях периодического и непрерывного действия возникает отрицательное давление, жидкость разрывается, образуя полости. В полости под большим давлением врываются газовая фаза и поток жидкости со скоростью до 500 м/с. Движущаяся жидкость сжимает газ, температура среды повышается, оболочки жировых шариков разрушаются, а шарики объединяются в масляные зерна. Последующими работами В.Д. Суркова совместно с В.М. Карнаухом с использованием стробоскопии и скоростной киносъемки было подтверждено «разрывное течение» сливок в маслоизготовителях непрерывного действия. По теории Я. Зайковского, основная роль в образовании масла принадлежит адсорбционным оболочечным слоям жировых шариков. Оболочка способствует образованию кучек из жировых шариков при накоплении их в пене, стенки которой 215 обладают такими же свойствами, как и оболочки. В кучках жировые шарики еще сохраняют индивидуальность, еще не сливаются в сплошную массу жира. Затем под влиянием механических ударов студнеобразная оболочка частично разрушается, жир вступает в непосредственное соприкосновение и образуются комочки (зерна) масла. По М. Казанскому, в стадии созревания сливок часть жира переходит в твердое состояние, и снижается электрозарядность оболочки жировых шариков. Связь между жиром и белково-липоидной оболочкой ослабляется, оболочка становится тоньше, уменьшается ее прочность, она частично разрушается. Жировые шарики, на которых сохранилась оболочка, в образовании масла не участвуют и переходят в пахту. В конгломераты могут сливаться только те жировые шарики, в которых сохранилась часть жира в жидком некристаллизованном виде. Следовательно, масляное зерно образуется в результате цементирования жировых агрегатов жидким неотвердевшим жиром. По Кингу, при перемешивании сливок значительно увеличивается поверхность раздела воздух–плазма. Когда в контакт с этой поверхностью приходит жировой шарик, то часть оболочки распространяется по ней вместе с частью жидкого жира. Слой жидкого жира остается соединенным с жировым шариком, который сохраняет также часть оболочки. Жидкий жир способствует объединению жировых шариков в комки. Другая часть растекшегося жира образует на поверхности воздушного пузырька слой толщиной в несколько молекул, усеянный островками микроскопически видимого жира (жировыми пятнами). Такой слой жира на пузырьке действует как пеногаситель, вызывая разрушение пены. Слой жира на поверхности пузырька при этом диспергируется в плазме, образуя частицы размером менее 0,2 мкм, тогда как жировые шарики, скопившиеся у поверхности пузырька, с силой ударяются о комки. При повторном образовании и разрушении пузырьков воздуха комки объединяются в зерна масла. Согласно флотационной теории А.П. Белоусова сбивание сливок можно разделить на три стадии: первая – образование воздушных пузырьков, вторая – разрушение дисперсии воздушных пузырьков и третья – формирование масляного зерна. На первой стадии в результате интенсивного перемешивания сливок образуется дисперсия воздушных пузырьков, которые в поверхностном слое сливок, граничащем с воздухом, разрушаются. Кроме того, появляясь в поверхностном слое сливок, пузырьки воздуха вовлекаются потоками сливок внутрь их объема до тех пор, пока не происходит их разрушение. Следовательно, на первой стадии сбивания сливок параллельно происходит образование и разрушение воздушных пузырьков, при этом процесс образования воздушных пузырьков преобладает над их разрушением. В этих условиях образуется структурированная подвижная пена, которая содержит в 1 дм3 сливок от 6 до 7·109 воздушных пузырьков. На первой стадии завершается процесс включения новых объемов воздуха в сбиваемые сливки. На второй стадии происходит быстрое уменьшение количества невспененных сливок, что резко снижает скорость образования воздушных пузырьков в сливках. При этом из сливок удаляется больше воздуха, чем включается, что приводит к уменьшению воздушной дисперсии. Заканчивается вторая стадия разрушением агрегатной пены и образованием комочков жира из слипшихся жировых шариков. Степень агрегации жировых шариков к моменту разрушения пены составляет от 78 до 80 %. Процессы агрегации жировых шариков и образования масляного зерна при сбивании сливок в маслоизготовителях периодического и непрерывного действия принципиально не различаются между собой. Однако процесс образования масляного зерна в маслоизготовителях непрерывного действия имеет некоторые особенности. При сбивании сливок в маслоизготовителе непрерывного действия скорость процесса агрегации жировых шариков в 1000 раз больше, чем при сбивании сливок в маслоизготовителях периодического действия в результате интенсивного образования новых поверхностей раздела воздух–плазма. 216 В маслоизготовителе непрерывного действия в свободной поверхности сливок с большой скоростью разрушаются воздушные пузырьки, в то время как при сбивании в маслоизготовителе периодического действия вероятность разрушения воздушных пузырьков в свободной поверхности сливок в течение длительного времени относительно невелика. Агрегация жировых шариков в объеме в результате их столкновений, а также при участии жидкого молочного жира приобретает более важное значение при сбивании сливок в маслоизготовителе периодического действия, чем в маслоизготовителе непрерывного действия. Факторы, влияющие на сбивание сливок. Сбивание сливок в масло является сложным процессом и зависит от многих факторов, из которых следует выделить следующие: частота вращения рабочего органа маслоизготовителя, начальная температура сбивания сливок, жирность сливок и др. При сбивании сливок в маслоизготовителях периодического действия важное значение имеют такие факторы, как степень заполнения маслоизготовителя сливками, частота вращения маслоизготовителя, начальная температура сбивания сливок. Степень заполнения маслоизготовителя сливками влияет на продолжительность сбивания сливок. Оптимальной считается степень заполнения маслоизготовителя 40–50 %. При степени заполнения маслоизготовителя более 50% нарушается нормальный процесс сбивания сливок, что приводит к повышению содержания жира в пахте. Процесс сбивания тормозится из-за уменьшения пограничной поверхности воздух–сливки. Минимальная степень заполнения маслоизготовителя составляет 25% от общего объема. При степени заполнения маслоизготовителя менее 25% центробежная сила прижимает сливки к стенке маслоизготовителя тонким слоем. Прекращается перемешивание сливок, и в результате сбивания сливок не происходит. Частоту вращения рабочей емкости маслоизготовителя выбирают с таким расчетом, чтобы центробежное ускорение, возникающее при его вращении, было меньше земного ускорения. В этом случае при подъеме и падении сливок создаются условия для образования масляного зерна: возникает градиент скорости в потоке сливок и происходит диспергирование воздуха. Частоту вращения рабочей емкости маслоизготовителя можно определить по формуле А.Д. Грищенко n 0,5 R , где n – частота вращения рабочей емкости маслоизготовителя, с-1; R – радиус рабочей емкости маслоизготовителя, м. Начальная температура сбивания сливок выбирается с таким расчетом, чтобы независимо от формы рабочей емкости маслоизготовителя продолжительность сбивания составляла 50–60 мин. Сокращение продолжительности сбивания приводит к ухудшению качества масляного зерна и значительному отходу жира с пахтой. При увеличении продолжительности сбивания масляное зерно получается слишком твердое, упругое, оно плохо обрабатывается, а полученное масло может иметь грубую, засаленную консистенцию. Температуру сбивания сливок устанавливают с учетом химического состава жира, зависящего от времени года, жирности сливок, степени отвердевания жира. В весенне-летний период года при повышенном содержании ненасыщенных жирных кислот в молочном жире сливки сбивают при 7—15 °С. В осенне-зимний период года, когда молочный жир состоит главным образом из высокоплавких глицеридов, содержащих насыщенные жирные кислоты, температуру сбивания сливок повышают на 1–1,5 ºС. С повышением содержания жира в сливках температуру сбивания понижают, чтобы избежать излишне быстрого образования масляного зерна и тем самым 217 предотвратить увеличение содержания жира в пахте и обеспечить благоприятные условия для формирования масляного зерна во время его обработки. Для весенне-летнего периода года температуру сбивания сливок tсб в зависимости от массовой доли жира в сливках Жсл можно ориентировочно определить по следующему уравнению: tсб=0,55·(54,7 – Жсл). Температура сбивания сливок зависит от степени отвердевания жира. Если степень отвердевания жира ниже 30–35 %, а также после ускоренной подготовки сливок к сбиванию температуру сбивания понижают на 1– 2 °С, чтобы избежать повышения содержания жира в пахте и получения масла с недостаточно твердой консистенцией. Если степень отвердевания жира выше 35 %, то увеличивается продолжительность сбивания сливок. Масляное зерно получается излишне твердым, понижается его влагоудерживающая способность. В этом случае повышают температуру сбивания сливок на 1–2 °С, чтобы расплавить часть отвердевшего жира и таким образом избежать замедления сбивания сливок и получения излишне твердого масляного зерна. Во время сбивания температура сливок повышается вследствие превращения механической энергии в тепловую. Изменение температуры сливок обусловлено также теплообменом между сливками и окружающим воздухом помещения, между сливками и охлаждающей водой, орошающей маслоизготовитель периодического действия или циркулирующей в рубашке сбивателя маслоизготовителя непрерывного действия, куда она подается для регулирования температуры сбивания сливок. О правильности выбора температуры сбивания можно судить по консистенции и размерам масляного зерна, по массовой доле жира в пахте, по повышению температуры сбиваемых сливок. При правильно выбранной температуре сбивания масляное зерно получается упругой консистенции размером 2–5 мм. Массовая доля жира в пахте должна быть минимальной. Если температура сбивания выбрана правильно, повышение температуры сбиваемых сливок не должно превышать 2–3 °С. При сбивании сливок в маслоизготовителях непрерывного действия важное значение имеют такие факторы, как частота вращения мешалки сбивателя и температура сбивания сливок. Частоту вращения мешалки сбивателя устанавливают опытным путем в зависимости от времени года. В зимнее время, когда в молочном жире увеличивается содержание высокоплавких глицеридов, повышают частоту вращения мешалки сбивателя в целях ускорения агрегации жировых шариков. Для каждого типа маслоизготовителя устанавливают соответствующую частоту вращения мешалки сбивателя, а также производительность. С увеличением частоты вращения мешалки продолжительность сбивания сливок уменьшается, производительность маслоизготовителя увеличивается и наоборот. Температура сбивания сливок в маслоизготовителях непрерывного действия устанавливается так, чтобы получить достаточно упругое масляное зерно и по возможности низкую жирность пахты. Температуру сбивания устанавливают с учетом тех же факторов, что и для маслоизготовителей периодического действия. ПРОМЫВКА МАСЛЯНОГО ЗЕРНА Чтобы создать условия, неблагоприятные для развития микроорганизмов в масле, осуществляют промывку масляного зерна, во время которой часть плазмы удаляется вместе с водой, вследствие чего уменьшается содержание питательных веществ и повышается стойкость масла при хранении. При выработке сливочного масла из сливок первого сорта масляное зерно не промывают водой. В непромытом масляном зерне лучше сохраняются все компоненты плазмы, обладающие антиокислительными свойствами, обусловленными наличием сульфгидрильных групп (—SH), токоферолов (витамин Е), каротина, фосфолипидов и др. Исключение промывки не влияет отрицательно на стойкость масла в том случае, если 218 плазма хорошо диспергирована во время механической обработки. Непромытое сливочное масло имеет более выраженные вкус и запах, и повышенное содержание СОМО. В промытом сливочном масле СОМО от 0,8 до 1,0 %, в непромытом от 1,2 до 1,6 %. Масляное зерно промывают в случае использования сливок, обладающих выраженными кормовыми привкусом и запахом, которые концентрируются в плазме (силосный, нечистый и др.). При промывке вместе с плазмой удаляются вещества, обусловливающие жизнедеятельность посторонней микрофлоры, что повышает стойкость масла в процессе хранения. Промывка позволяет воздействовать на консистенцию масла. Чтобы исправить консистенцию масляного зерна для промывки применяют воду соответствующей температуры. Температура воды должна соответствовать температуре пахты, если консистенция масляного зерна нормальная. При промывке мягкого зерна температуру воды понижают на 1–2 ºС. Для промывки грубого, крошливого масляного зерна температура воды должна быть на 1–2 ºС выше температуры пахты. ПОСОЛКА МАСЛА Посолка придает маслу умеренно соленый вкус и повышает стойкость масла при хранении. Растворяясь в плазме масла, соль повышает осмотическое давление, вследствие чего прекращается развитие микрофлоры в масле. Для прекращения развития всех видов бактерий, плесеней и дрожжей массовая доля соли в масле должна быть не менее 4 %, но масло в этом случае имело бы резко соленый вкус, поэтому стандартом предусмотрена массовая доля соли в масле не более 1,5 %. Стойкость соленого масла в процессе хранения зависит от температуры. При низких положительных температурах хранения соленое масло сохраняется лучше несоленого, так как соль тормозит развитие микрофлоры. При отрицательных температурах несоленое масло более стойко в хранении, чем соленое, так как плазма несоленого масла замерзает, а соленого не замерзает и в ней могут происходить химические процессы, может развиваться микрофлора, малочувствительная к соли и низким температурам. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МАСЛА Механическую обработку применяют для формирования из разрозненных масляных зерен сплошного пласта масла, регулирования содержания влаги в соответствии с требованиями стандарта, равномерного распределения и диспергирования влаги и получения масла требуемой структуры и консистенции. Несоленое масло обрабатывают сразу после промывки, а соленое –после посолки или параллельно с ней. Процесс механической обработки масла в маслоизготовителях непрерывного и периодического действия можно условно разделить на три стадии (рис. ). На первой стадии происходит постепенное соединение разрозненных масляных зерен в сплошной рыхлый пласт. На этой стадии удаляется влага с поверхности масляных зерен и частично механически связанная влага, находящаяся в микрокапиллярах. По истечении некоторого времени прекращается выпрессовывание влаги из пласта масла. Момент обработки, соответствующий минимальному содержанию влаги в масле, называется критическим, что соответствует массовой доле влаги в масле 11 %. В критический момент влага выделяется и поглощается в одинаковых количествах. На второй стадии масло способно удерживать влагу, при этом больше врабатывается влаги в масло, чем отжимается из него. На второй стадии наряду с вработкой влаги происходят диспергирование в первую очередь крупных капель влаги и равномерное распределение ее в объеме масла, капсулирование капиллярной влаги и частичное разрушение структуры, которая сформировалась на первой стадии. 219 На третьей стадии обработки увеличивается содержание влаги в масле и почти полностью прекращается ее отжатие, продолжается диспергирование капель плазмы и равномерное их распределение. Третья стадия заканчивается после прекращения механического воздействия. Структура масла должна быть однородной и пластичной. Одним из показателей завершенности процесса механической обработки является степень дисперсности капель плазмы. В производственных условиях для определения размеров капель и распределения их используют индикаторные бумажки. При отсутствии отпечатков на индикаторной бумажке распределение влаги считается хорошим. При малых размерах капель влаги поверхность масла становится матовой, что также указывает на завершенность механической обработки. Во время механической обработки регулируют состав масла по содержанию в нем влаги и газовой фазы. Регулирование состава масла осуществляется различными способами в зависимости от типа маслоизготовителя. ПОЛУЧЕНИЕ МАСЛА В МАСЛОИЗГОТОВИТЕЛЯХ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ Технологический процесс производства масла способом сбивания с использованием маслоизготовителей периодического действия осуществляется на технологической линии (рис. ). Принятое молоко подогревается и сепарируется. Сливки поступают в емкость для промежуточного хранения сливок, откуда их направляют на пластинчатую пастеризационно-охладительную установку для сливок. После пастеризации, дезодорации и охлаждения сливки поступают в емкости, где они выдерживаются для физического созревания. Сливки после физического созревания поступают в маслоизготовитель периодического действия, где осуществляются сбивание сливок, промывка масляного зерна, посолка и обработка масла. Из маслоизготовителей периодического действия используют преимущественно безвальцовые металлические маслоизготовители с емкостью различной формы (цилиндрической, конической, кубической и др.). В маслоизготовителях с цилиндрической емкостью в качестве била установлены неподвижные полки, а в других конструкциях маслоизготовителей – лопасти. Над маслоизготовителями размещено устройство для орошения аппарата водой в целях регулирования температуры сбивания и обработки. Сливки в маслоизготовитель подаются под вакуумом или с помощью высокопроизводительных насосов (плунжерного типа, ротационных, винтовых) в количестве, необходимом для обеспечения оптимальной степени наполнения (40–50 %). Люки закрывают и маслоизготовитель включают в работу на рабочей скорости сбивания. Сливки во время сбивания подвергаются сильному механическому воздействию в виде ударов. При вращении маслоизготовителя периодического действия сливки поднимаются на определенную высоту, а затем падают вниз. При превышении скорости вращения маслоизготовителя сливки центробежной силой удерживаются у стенок, падения сливок не происходит, сбивание практически прекращается, поэтому рабочая скорость вращения маслоизготовителя должна обеспечить подъем сливок на максимально возможную высоту и падение их. Это условие достигается при такой скорости вращения, когда ускорение силы тяжести больше центробежного ускорения. В первые 5 мин сбивания маслоизготовитель останавливают 1–2 раза для выпуска газов, выделяющихся при перемешивании сливок. Сливки сбиваются до получения масляного зерна размером 3–5 мм. Продолжительность сбивания составляет 50–60 мин. После получения масляного зерна выпускают пахту, процеживая ее через сито. Промывка масляного зерна осуществляется после удаления пахты. Для промывки в маслоизготовитель подается необходимое количество воды и плотно закрывается люк. Маслоизготовитель вращается со скоростью сбивания, после чего промывная вода 220 сливается. Промывку проводят дважды, используя заранее подготовленную воду в количестве 50-60% от массы сливок. Температуру промывной воды устанавливают равной температуре пахты, а при второй промывке – на 1–2 ºС ниже. Для мягкого, слипающегося масляного зерна температуру промывной воды (первой и второй) понижают на 2 ºС, а продолжительность промывки увеличивают на 5–10 мин. Для промывки твердого, крошливого масляного зерна используют воду, температура которой на 1–2 ºС выше температуры пахты. При выработке соленого сливочного масла осуществляют посолку масла сухой солью или рассолом. Посолку сухой солью осуществляют внесением соли в масляное зерно или в пласт масла. Наиболее распространена посолка сухой солью в пласт. При этом способе посолки в большей степени используется соль по сравнению с посолкой в зерне. Но в этом случае могут появиться пороки: наличие нерастворившихся кристаллов соли, неравномерное распределение влаги и соли и сопутствующий этому пороку неоднородный цвет масла. При посолке рассолом эти пороки не возникают. При посолке рассолом используют водный раствор соли с массовой долей соли 25%. Рассол вносят после удаления пахты (промывной воды) в масляное зерно или пласт масла в количестве 10—15% массы масляного зерна (пласта) и врабатывают при закрытых кранах и люке. После 8 – 15 отжатий рассол спускают. Затем в маслоизготовитель вносят вторую порцию рассола и вырабатывают ее до получения требуемого содержания влаги в масле. После этого рассол сливают. Затем проводят механическую обработку масла, во время которой при вращении маслоизготовителя продукт подвергается многократным ударам от падения со стенок или лопастей вращающегося аппарата. Обработка масла продолжается 15–50 мин. Первые 5–8 мин процесс обработки проходит при закрытых кранах, а с образованием пласта краны открывают для вытекания влаги. При достижении критического момента обработки маслоизготовитель останавливают, берут пробу для определения влаги в масле. По результатам пробы рассчитывают недостающее количество влаги и вносят ее в виде пахты или воды. Обработку продолжают до полного распределения влаги в масле Готовое масло выгружается в специальные тележки, из которых оно подается в тару или бункер автомата для фасовки. Из некоторых маслоизготовителей масло выгружают с помощью сжатого воздуха. Для улучшения консистенции и распределения влаги масло обрабатывают в гомогенизаторе-пластификаторе. В осенне-зимний период, когда масло имеет твердую консистенцию вследствие высокого содержания высокоплавких глицеридов, масло гомогенизируют сразу после его выработки при интенсивном механическом воздействии. В весенне-летний период, когда масло имеет мягкую консистенцию вследствие низкого содержания высокоплавких глицеридов в молочном жире, масло предварительно выдерживают в помещении цеха в течение 0,5–1,0 ч для отвердевания глицеридов и упрочения структуры, а затем подвергают дополнительной механической обработке. ПОЛУЧЕНИЕ МАСЛА В МАСЛОИЗГОТОВИТЕЛЯХ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ Технологический процесс производства масла способом сбивания с использованием маслоизготовителей непрерывного действия осуществляется на технологической линии (рис. ). Сливки с массовой долей жира 36–50% после пастеризации, дезодорации, охлаждения поступают в емкости, где они выдерживаются для физического созревания. Созревшие сливки до начала сбивания охлаждают или подогревают в емкостях до температуры сбивания и выдерживают при этой температуре в течение 30–40 мин. В течение выдержки устанавливается равновесие между твердым и жидким жиром. Затем сливки поступают в маслоизготовитель непрерывного действия, где осуществляется 221 сбивание сливок, промывка масляного зерна и, посолка и обработка масла. Во избежание пенообразования сливки перекачивают из резервуара в маслоизготовитель объемными насосами (ротационными, винтовыми и др.) Для производства масла способом непрерывного сбивания используют маслоизготовители как отечественного, так и зарубежного производства, которые могут иметь свои конструктивные особенности, однако основным рабочим органом маслоизготовителя непрерывного действия является сбиватель и обрабатывающие устройства (маслообработник). Принципиальная схема маслоизготовителя непрерывного действия представлена на рис. . Сбиватель представляет собой цилиндр с установленной внутри мешалкой (билом), частота вращения которой может достигать 2800 мин-1 и более. Сбиватель имеет систему охлаждения. Сливки, подаваемые в сбиватель, подвергаются интенсивному механическому воздействию мешалки-била, что приводит к разрушению жировой эмульсии и образованию масляного зерна. В маслоизготовителях непрерывного действия применяют экструзионно-шнековый способ обработки масла, заключающийся в механическом воздействии на масло с помощью шнеков и специального устройства, состоящего из металлических решеток и мешалок, с целью отпрессовывания масляного зерна, диспергирования плазмы, равномерного распределения компонентов в пласте масла и уплотнения масла. Поэтому обработник масляного зерна состоит из нескольких шнековых камер и укомплектован дозирующим устройством. Отделение пахты и промывка масляного зерна. Первая шнековая камера предназначена для обработки и отделения пахты от масляного зерна, а вторая шнековая камера – для промывки масляного зерна и отделения от него промывной воды. Для этого в камерах имеется устройство для промывки масла струями ледяной воды. Промывка масляного зерна обычно осуществляется дважды. Сначала промывают масляное зерно в первой шнековой камере с помощью специального приспособления, затем промывают пласт масла во второй шнековой камере струями охлажденной воды. В маслоизготовителях с разделительным цилиндром масляное зерно промывают в разделительном цилиндре в секции промывки. Для промывки используют воду, предварительно охлажденную до 0 – 8 °С. Посолка масла. При выработке соленого масла посолку осуществляют в блоке посолки, при этом рассол с массовой долей хлорида натрия 25 % дозируется с помощью специального дозирующего устройства. Содержание влаги в масле контролируется электронным влагомером и регулируется внесением недостающего количества воды дозирующим устройством или изменением параметров сбивания сливок и обработки масла. Насос-дозатор используют для вработки в масло небольшого количества недостающей влаги (до 1 %). Применение насоса-дозатора для вработки в масло влаги более 1 % приводит к плохому диспергированию капель плазмы масла. Среди параметров сбивания сливок и обработки масла для регулирования содержания влаги используют температуру сбивания сливок, температуру масляного зерна в первой шнековой камере, уровень пахты в первой шнековой камере, производительность маслоизготовителя, частоту вращения мешалки сбивателя и частоту вращения шнеков. При повышении температуры сбивания сливок получается масляное зерно мягкой консистенции, которое хорошо удерживает влагу. При изменении температуры сбивания сливок на 0,4 °С массовая доля влаги в масле изменяется на 1 %. Для увеличения содержания влаги в масле повышают температуру масляного зерна во время его пребывания в первой шнековой камере, а для снижения — наоборот. При 222 изменении температуры масляного зерна на 1°С массовая доля влаги в масле изменяется на 0,5—1 %. Содержание влаги в масле регулируют изменением при помощи сифонов уровня пахты в первой шнековой камере. При снижении уровня пахты в первой шнековой камере обработника содержание влаги в масле уменьшается, а при повышении, наоборот, увеличивается вследствие увеличения времени контакта пахты с маслом, что способствует капиллярному всасыванию пахты маслом. Путем изменения уровня пахты я первой шнековой камере на 2 см можно изменить массовую долю влаги в масле на 0,1 %. Содержание влаги в масле регулируют изменением производительности маслоизготовителя. При увеличении производительности маслоизготовителя возрастает степень заполнения первой шнековой камеры маслом, повышается прессующее давление шнеков, ускоряется выпрессовывание пахты. Это приводит к уменьшению влаги в масле, а при уменьшении производительности, наоборот, содержание влаги в масле повышается. Уменьшение производительности маслоизготовителя на 10 % приводит к повышению массовой доли влаги в масле примерно на 1 %. Вакуумирование масла. В блоке посолки и регулирования влажности масло перемешивается и направляется в вакуум-камеру. Масло, выработанное в маслоизготовителях непрерывного действия, содержит больше газовой фазы по сравнению с маслом, полученным на маслоизготовителях периодического действия (соответственно от 5 до 10 и от 2 до 3·10-5 м3/кг). Содержание газовой фазы в масле, выработанном на маслоизготовителе непрерывного действия, регулируют вакуумированием масла с помощью вакуум-насоса, а также изменением параметров сбивания и обработки масла. Масло вакуумируют в вакуум-камере обработника при разрежении 0,02—0,08 МПа. Вакуум-камера должна быть постоянно заполнена маслом приблизительно до половины. С увеличением степени разрежения в вакуум-камере содержание газовой фазы в масле уменьшается. Однако увеличивать степень разрежения выше 0,08 МПа не рекомендуется, так как наблюдается подсос плазмы и масла в вакуум-провод. Для снижения содержание газовой фазы в масле, получают при сбивании масляное зерно размером 1-2 мм, повышают степень заполнения обработника маслом и поддерживают повышенный уровень пахты в первой шнековой камере. Обработанное под вакуумом масло содержит меньше воздуха и более стойко в хранении. Из вакуум-камеры масло, поступающее в блок механической обработки, продавливается через различного диаметра отверстия металлических решеток и перемешивается трехлопастными крыльчатками. Затем масло проходит через коническую насадку, уплотняется и выходит из маслоизготовителя. С момента поступления сливок до выхода масла из обработника проходит 3–5 мин. Готовое масло подается в машины для крупноблочного и мелкого фасования. При фасовании масла используют машины для пластичных продуктов. Глава 3. ТЕХНОЛОГИЯ МАСЛА СПОСОБОМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВЫСОКОЖИРНЫХ СЛИВОК Технологический процесс производства сливочного масла способом преобразования высокожирных сливок (ПВЖС) включает приемку молока, охлаждение, хранение, подогревание, сепарирование молока (получение сливок средней жирности), тепловую обработку сливок, сепарирование сливок (получение высокожирных сливок), посолку (только для соленого масла), нормализацию высокожирных сливок по влаге, термомеханическую обработку высокожирных сливок, фасование и термостатирование масла, хранение масла. 223 ПОЛУЧЕНИЕ И НОРМАЛИЗАЦИЯ ВЫСОКОЖИРНЫХ СЛИВОК Высокожирные сливки получают путем сепарирования сливок средней жирности (32–37%). Для этого сливки средней жирности после пастеризации направляют на сепаратор для высокожирных сливок, где под действием центробежной силы жировые шарики максимально концентрируются. Температуру сепарирования поддерживают на уровне 65–70 С, при этом жир находится в жидком состоянии, а оболочки жировых шариков сильно гидратированы и несмотря на максимальное сближение их, самопроизвольного разрушения оболочек жировых шариков не происходит. Более высокая температура сепарирования приводит к быстрому испарению влаги с поверхности продукта, снижению стабильности оболочек жировых шариков и увеличению количества деэмульгированного жира. При сепарировании следует получать высокожирные сливки с заданным содержанием влаги, что позволяет исключить их последующую нормализацию. Нормализация приводит к ухудшению консистенции масла и понижению производительности маслообразователя. Полученные высокожирные сливки с температурой 60–70 °С поступают в емкости для нормализации. Сливки нормализуют обычно по содержанию влаги, а в ряде случаев – по жиру и СОМО, пахтой, молоком, сливками, молочным жиром и др. Массовая доля влаги, жира и СОМО в нормализованных сливках должна соответствовать массовой доле влаги, жира и СОМО в получаемом масле. Если содержание влаги в высокожирных сливках ниже требуемого, их нормализуют пахтой, пастеризованным цельным молоком или сливками. Для нормализации высокожирных сливок не следует использовать обезжиренное молоко или воду, так как это приводит к увеличению вязкости, а также к снижению СОМО в высокожирных сливках, а, следовательно, и в масле при одновременном увеличении в них эмульгированного жира и повышению стабильности эмульсии жира, что затрудняет процесс преобразования высокожирных сливок в масло и тем самым вызывает понижение производительности маслообразователя. Данные по влиянию способа нормализации высокожирных сливок на содержание в них СОМО, эмульгированного жира и вязкость приведены в табл. . Если массовая доля влаги в высокожирных сливках больше, чем требуется, их нормализуют молочным жиром или высокожирными сливками с более низкой массовой долей влаги, чем в нормализуемых сливках. Если требуется нормализация высокожирных сливок по СОМО, то используют сгущенное (или сухое) обезжиренное молоко либо пахту, которые предварительно восстанавливают в натуральном обезжиренном молоке или пахте. Влияние способа нормализации на состав и свойства высокожирных сливок Массовая доля, % Вязкость, Способ нормализации 10-3 Па·с эмульгирова влаги СОМО (при 60 ºС) нного жира Сливки, пастеризованные при 92-95ºС 58,8 – 92 220 Высокожирные сливки (при 65ºС): до нормализации 19,3 2,0 86 383 после нормализации: - сливками 24,2 2,6 87 258 - пахтой 24,2 2,6 88 240 - обезжиренным молоком 24,2 2,4 89 207 - водой 24,2 2,2 92 187 Высокожирные сливки, полученные с 24,2 2,6 87 292 заданной массовой долей влаги 224 Каротин вносят в высокожирные оливки тонкой струей при непрерывном перемешивании в течение 4–8 мин. После нормализации и тщательного перемешивания сливок емкости для нормализации закрывают крышками во избежание испарения и загрязнения, а высокожирные сливки направляют в маслообразователь для термомеханической обработки, при этом сливки перемешивают через каждые 10–15 мин, чтобы избежать расслаивания фаз (жир–плазма), т. е. отстоя сливок. В маслообразователе сливки охлаждаются и подвергаются механическому воздействию для получения масла. ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ВЫСОКОЖИРНЫХ СЛИВОК Высокожирные сливки являются высококонцентрированной эмульсией молочного жира в плазме молока. Массовая доля в них жира (61,5–83 %) превышает предел концентрации, при котором жировые шарики могут сохранять шарообразную форму. Однако, неоднородность размеров жировых шариков допускает такую возможность. По структуре высокожирные сливки представляют концентрат плотно упакованных жировых шариков с ненарушенными оболочками. При температуре, когда жир находится в расплавленном состоянии, такая эмульсия обладает достаточно высокой устойчивостью. Охлаждение высокожирных сливок до температуры ниже точки отвердевания основной массы глицеридов и интенсивная механическая обработка приводят к необратимому разрушению их структуры. Это свойство используется при термомеханической обработке высокожирных сливок для преобразования их в масло. В процессе термомеханической обработки высокожирных сливок создаются условия, необходимые для кристаллизации триглицеридов молочного жира и смены фаз (разрушение эмульсии высокожирных сливок жир/вода и образование эмульсии вода/жир – масло). Термомеханическая обработка осуществляется на двух темперетурных стадиях: первая – интенсивное охлаждение высокожирных сливок от 60–70С до температуры ниже начала кристаллизации основной массы глицеридов молочного жира 20–23 С; вторая – охлаждение от температуры 20–23 С до 11–17 С. Молочный жир отвердевает в температурной зоне от 6 до 23 С, но основная масса глицеридов кристаллизуется при охлаждении сливок до 11С. Дальнейшее понижение температуры до 8 С не оказывает существенного влияния на консистенцию масла, тогда как увеличение вязкости продукта осложняет работу маслообразователя. На практике конечную температуру охлаждения определяют с учетом содержания в молочном жире высокоплавких глицеридов и выбирают с таким расчетом, чтобы обеспечить максимально возможную степень их отвердевания во время обработки в маслообразователе. Преобразование высокожирных сливок в масло во время термомеханической обработки является сложным физико-химическим процессом, включающим обращение фаз, массовую кристаллизацию глицеридов, формирование пространственной структуры масла (первичное структурообразование). Обращение фаз эмульсии высокожирных сливок является главным физическим процессом маслообразования. Обращение фаз происходит на первой температурной стадии, то есть при охлаждении высокожирных сливок от 60–70 ºС до температуры ниже точки кристаллизации молочного жира (20–23 ºС). Скорость охлаждения на этой стадии наиболее интенсивная. Быстрое охлаждение высокожирных сливок способствует кристаллизации высоко- и среднеплавких глицеридов в объеме неразрушенного жирового шарика с образованием мелких кристаллов. При быстром охлаждении наряду со снижением разрушения эмульсии происходит повышение степени переохлаждения жира, так как жир в состоянии эмульсии способен к большему переохлаждению, чем находящийся в свободном состоянии. 225 Обращение жировой фазы начинается с момента появления деэмульгированного (свободного от оболочки) жира, выделившегося через поврежденные оболочки жировых шариков. Дисперсионной (сплошной) средой становится жидкий жир, в котором в виде дисперсной фазы находится отвердевший жир, капельки воды, пузырьки воздуха и отдельные жировые шарики с ненарушенными оболочками. Таким образом происходит обращение жировой фазы, то есть превращение эмульсии типа «жир в воде» (высокожирные сливки) в эмульсию типа «вода в жире» (масло). Степень обращения жировой фазы характеризуется содержанием деэмульгированного жира. На первой температурной стадии массовая доля деэмульгированного жира в сливках составляет 80– 94%, а твердого жира – 1,5–2 %. Массовая кристаллизация глицеридов молочного жира происходит во второй температурной зоне, то есть при охлаждении от 22–23 ºС до 10–16 ºС. Начало массовой кристаллизации характеризуется резким возрастанием вязкости продукта. На этой стадии скорость обращения жировой фазы постепенно снижается, и дестабилизация практически заканчивается. В состоянии неразрушенной эмульсии сохраняется лишь незначительная часть жира (2–6 %) в виде наиболее мелких жировых шариков, а доля деэмульгированного жира составляет 94–98 %. Формирование пространственной структуры. Первичное структурообразование молочного жира происходит во второй температурной зоне (охлаждение от 22–23 ºС до 10–16 ºС) практически уже после обращения фаз жировой эмульсии. Первичное структурообразование начинается при массовой доле твердого жира 4–7%. Интенсивное механическое перемешивание предупреждает образование крупных кристаллов жира и раздробляет ранее образовавшиеся, обусловливает равномерное распределение жидкой и твердой фаз жира и всех других компонентов. В процессе термомеханической обработки первичная структура частично разрушается, продукт находится в текучем состоянии и в таком виде поступает из маслообразователя в тару. Свежевыработанное масло содержит сравнительно высокую массовую долю твердого жира 30–38 %. При этом часть жира находится в переохлажденном состоянии, вследствие чего продукт, попадая в тару, быстро (за 20–90 с) отвердевает. Следует отметить, что степень завершенности формирования первичной структуры при термомеханической обработке имеет определяющее значение для консистенции сливочного масла. Наиболее полное завершение структурообразования при термомеханической обработке положительно сказывается на консистенции продукта. Во время термомеханической обработки начинается формирование структуры масла, но полностью не завершается, оно продолжается во время термостатирования и хранения масла. При термостатировании свежевыработанного масла необходимо создать условия, благоприятные для завершения формирования структуры сливочного масла. Различают две стадии формирования структуры сливочного масла после окончания термомеханической обработки: стадию вторичного структурообразования и стадию окончательного формирования структуры сливочного масла. Продолжительность стадии вторичного структурообразования зависит от температуры. Чем выше температура термостатирования (14–16 ºC), тем интенсивнее и полнее происходят процессы образования высокоплавких групп глицеридов в твердой фазе, стабильных полиморфных форм в процессе фазовых изменений глицеридов молочного жира и формирование коагуляционной структуры продукта. Стадия вторичного структурообразования завершается в основном через 3–4 ч при температуре 14 ºC и через 2–3 ч при 16 ºC. Для масла с недостаточно твердой консистенцией рекомендуется термостатирование в течение первых 5 дней при температуре 5 °С. Масло с достаточно высокой твердостью рекомендуется термостатировать в 226 течение 3–5 дней после выработки при температуре 10–15°С. Стадия окончательного формирования структуры завершается в процессе холодильного хранения масла и составляет 3–4 недели при +5 ÷ –10 °С. Получение масла на различных маслообразователях. Высокожирные сливки преобразуют в масло на специальных аппаратах – маслообразователях, которые включаются в технологическую линию. Схема технологической линии производства масла способом преобразования высокожирных сливок приведена на рис. . Сливки средней жирности пастеризуются на установке трубчатого типа и подаются на сепаратор для высокожирных сливок. Полученные высокожирные сливки поступают в емкость для нормализации. Для создания непрерывного процесса маслообразования обычно устанавливают три емкости для нормализации. Нормализованные сливки подаются насосом-дозатором в маслообразователь, где они преобразуются в масло. Для получения масла из высокожирных сливок предназначены цилиндрический и пластинчатый маслообразователи, вакуум-маслообразователь. Цилиндрический маслообразователь (рис. ) состоит из трех последовательно сообщающихся цилиндров с рубашками, в которые подается хладоноситель (рассол или ледяная вода). В каждом цилиндре имеется вытеснительный барабан, который при вращении перемешивает и продвигает сливки, находящиеся в зазоре между цилиндром и вытеснительным барабаном, по спирали вдоль барабана. На барабане закреплены два откидывающихся при вращении плоских ножа, которые снимают с внутренней охлаждающей поверхности цилиндра отвердевший слой высокожирных сливок. Параметры термомеханической обработки высокожирных сливок в цилиндрических и пластинчатых маслообразователях Маслообразователи Массовая Производительность. Температура Частота вращения доля кг/ч на выходе, вала, с-1 о влаги в С масле, % Весенне-летний период* Цилиндрический трехцилиндровый Т1-ОМ-2Т 16 20 25 35 16 трехцилиндровый Я7-ОМ-3Т (модернизированный) четырехцилиндровый для низкожирных видов масла Я5-ОМЛ Пластинчатый Р3-ОУА-1000 600-750 500-600 400-500 350-400 800-850 16-17 13-15 13-14 12-14 14-15 2,5 2,5 2,5 2,5 16 800-850 14 – 15 3,0 – 20 25 35 700-750 650-700 550-600 15 – 15 14 – 15 14 – 16 3,0 3,0 3,0 – – – 17 – 21 8,3 – 16,5–18,0 16,5–18,0 1,16 1,16 – 1,33 35 16 20 1000 1000 1000 4,67 4,67 – 5,33 227 25 35 850-950 600-700 16,5 – 18,0 17,0 – 18,5 1,66 1,66 6,67 6,67 Осенне-зимний период** Цилиндрический трехцилиндровый Т1-ОМ-2Т трехцилиндровый Я7-ОМ-3Т четырехцилиндровый Я5-ОУА-1000 Пластинчатый Р3-ОУА-1000 16 20 25 35 16 20 25 35 35 16 20 25 35 500-550 500-600 320-420 300-350 750-800 650-700 600-650 500-550 1000 1000 1000 800-900 550-600 13 – 15 13 – 15 12 – 13 11 – 12 14 – 16 14 – 16 15 – 16 15 – 16 17 – 21 17,0 – 17,5 16,5 – 17,5 16,5 – 18,0 17,5 – 18,5 2,5 2,5 2,5 2,5 3,0 3,0 3,0 3,0 постоянная 8,3 1,33 – 1,66 1,33 - 1,66 1,66 1,66 – – – – – – – – – 5,33 – 6,67 5,33 – 6,67 6,67 6,67 * йодное число 39 и выше. ** йодное число ниже 39 Сливи при температуре 60–70 С поступают сначала в нижний, затем в средний и верхний цилиндры. В нижнем цилиндре сливки интенсивно охлаждаются до 22–23 С, сохраняя свойства эмульсии жира в плазме, и перемешиваются для ускорения образования центров кристаллизации. В среднем цилиндре происходит дополнительное охлаждение. При достижении начальной температуры кристаллизации молочного жира начинается во всем объеме высокожирных сливок массовая кристаллизация глицеридов, которая сопровождается сменой фаз. В верхнем цилиндре происходит обработка кристаллизующегося продукта в результате чего формируется требуемая структура и консистенция масла. Температура масла, выходящего из верхнего цилиндра составляет 13–17 С. Продолжительность механической обработки в аппарате должна быть достаточной для кристаллизации глицеридов в количестве, необходимом для формирования структуры, обусловливающей в необходимой степени твердую и пластичную консистенцию масла. При преобладании в молочном жире высокоплавких глицеридов продолжительность обработки в зоне кристаллизации жира увеличивают по сравнению с жиром, в котором преобладают легкоплавкие глицериды. Так по данным ВНИИМСа требуемая продолжительность перемешивания сливок в зоне кристаллизации составляет летом 140– 160 с, а зимой, когда в молочном жире содержится больше высокоплавких глицеридов и больше его может перейти в твердое состояние, – 180–200с. В случае получения масла твердой крошливой консистенции увеличвают продолжительность обработки продукта в зоне кристаллизации путем снижения производительности маслообразователя и понижают температуру масла на выходе из аппарата. При мягкой консистенции масла сокращают продолжительность обработки продукта в зоне кристаллизации путем увеличения производительности маслообразователя и повышают температуру масла на выходе из аппарата. Регулируют температуру масла на выходе из маслообразователя путем изменения расхода или температуры хладоносителя (рассола, ледяной воды), используемого для охлаждения, при постоянной производительности маслообразователя. Уменьшение количества хладоносителя или повышение его температуры приводит к повышению температуры продукта на выходе из аппарата. Увеличение подачи хладоносителя или снижение его температуры способствует снижению температуры продукта на выходе из маслообразователя. 228 Современный трехцилиндровый маслообразователь позволяет получать 750—1000 кг масла в час В таком маслообразователе процессы охлаждения высокожирных сливок и механическая обработка продукта происходят в различных аппаратах, для чего маслообразователь дополнительно укомплектован специальным обработником. Для контроля правильности выбора режима термомеханической обработки и прогнозирования консистенции готового продукта определяют скорость отвердевания свежевыработанного масла и прирост температуры в монолите масла. Скорость отвердевания свежевыработанного масла выражают в секундах от момента отбора пробы на выходе из маслообразователя до прекращения деформации масла. Прирост температуры в монолите масла определяют по величине повышения температуры помещенного в тару (ящик) свежевыработанного продукта в течение 10 мин. Отвердевание пробы свежевыработанного масла в течение 30–70 с в летний период и 40–100 с в зимний, а также прирост температуры 1,5–2,5 ºС свидетельствуют о том, что процесс выработки масла проведен правильно и готовый продукт будет иметь нормальную консистенцию. Продолжительность отвердевания менее 30 с и значительный прирост температуры в монолите масла (3–5 ºС) указывает на продолжающуюся интенсивную кристаллизацию молочного жира в готовом продукте. Такое масло после стабилизации структуры имеет грубую, крошливую консистенцию. Причина – недостаточная термомеханическая обработка продукта в маслообразователе. Отвердевание более 70 с в летний период и 100 с в зимний, а также прирост температуры менее 1,5 ºС указывает на излишнюю обработку масла в маслоизготовителе и излишне мягкую консистенцию готового продукта. В пластинчатом маслообразователе можно проводить термомеханическую обработку высокожирных сливок более интенсивно. Он состоит из теплообменного аппарата (охладителя) и камеры для кристаллизации молочного жира и механической обработки продукта (рис. ). Охладитель имеет чередующиеся между собой продуктовые и охлаждающие пластины, выполненные в виде полой плиты. Пластины имеют отверстие в центре для прохода продукта, а также два отверстия по углам для входа и выхода хладоносителя. Внутри камер продуктовых пластин размещены диски-турбулизаторы с ребрами-ножами. Камера для кристаллизации представляет собой цилиндр, закрытый конусной насадкой и выходным патрубком. Внутри' камеры расположены отражатель и лопастная мешалка. В месте соединения конусной насадки с цилиндром установлена дисковая решетка. Внутри конусной насадки вращается крыльчатка. Высокожирные сливки подаются в камеру первой продуктовой пластины и по щели, образуемой поверхностью охлаждающей пластины и диском-турбулизатором, движутся к центру. Затем сливки проходят через центральное отверстие охлаждающей пластины и движутся к периферии камеры следующей продуктовой пластины, проходя последовательно весь охладитель. Охлажденные сливки поступают в камеру кристаллизации, где подвергаются интенсивной механической обработке. Кристаллизация молочного жира, начавшаяся в охладителе, продолжается в камере кристаллизации. При продавливании продукта через дисковую решетку разрушаются грубые кристаллические структуры молочного жира и под действием крыльчатки продукт выталкивается через патрубок. Пластинчатый маслообразователь входит в состав линии производительностью 1000 кг масла в 'час. Некоторые параметры термомеханической обработки высокожирных сливок в пластинчатом маслообразователе приведены в табл. . 229 Основными параметрами термомеханической обработки высокожирных сливок на пластинчатом маслообразователе являются удельные затраты мощности или энергии на механическую обработку, продолжительность механической обработки и температура масла, выходящего из аппарата. Для получения масла, обладающего хорошей консистенцией, удельные затраты мощности составляют от 20 до 60 Вт/кг, Необходимую продолжительность механической обработки τ, с, высокожирных сливок в зависимости от удельной затраты мощности на механическую обработку N определяют по формуле: τ = 202,6—2,94 N. Конечная температура масла на выходе из аппарата в зависимости от времени года колеблется от 16,5 до 18,5 °С. В весенне-летний период для обеспечения достаточно твердой консистенции масла уменьшают удельные затраты мощности, не снижая производительности аппарата. Для этого снижают частоту вращения вала охладителя и вала обработника по сравнению с осенне-зимним периодом. Температуру продукта на выходе из аппарата при этом снижают на 0,5 С. Уменьшение удельных затрат энергии на механическую обработку способствует уменьшению степени отвердевания жира в высокожирных сливках во время их пребывания в аппарате и степени дисперсности отвердевших частиц жира, больше жира отвердевает в масле после выхода его из маслообразователя, в состоянии покоя, что способствует образованию кристаллизационной структуры, вследствие чего повышается твердость масла В осенне-зимний период для получения масла пластичной, мягкой консистенции удельные затраты энергии на механическую обработку продукта повышают путем увеличения частоты вращения вала охладителя и обработника, не снижая производительности аппарата. Повышают температуру продукта, выходящего из охладителя и обработника, на 0,5 °С. При увеличении удельных затрат энергии повышаются степень отвердевания жира в высокожирных сливках и степень дисперсности частиц твердого жира, меньше жира отвердевает в масле после выхода из аппарата в состоянии покоя, создаются благоприятные условия для образования коагуляционной структуры. Вакуум-маслообразователь (рис. ) состоит из вакуум-камеры и шнекового текстуратора. В состав вакуум-камеры входит трубопровод, заканчивающийся распылительной форсункой. Внутри камеры имеется лопастная мешалка. Масло со стенок снимается ножами лопастной мешалки Текстуратор представляет собой шнековый пресс и состоит из двух шнеков, вращающихся навстречу один другому, и конической насадки. Для отвода тепла, выделяющегося при механической обработке масла, текстуратор снабжен рубашкой, где циркулирует холодная вода. Высокожирные сливки температурой 70–75 °С под действием вакуума засасываются в камеру и, проходя через форсунку, распыляются. Сливки, попадая в камеру с глубоким вакуумом, оказываются перегретыми, вследствие чего вскипают, теряя 6–8 % влаги. Испарение сопровождается потерей значительного количества тепла, в результате чего каждая частица охлаждается до 8–3 °С. Происходят быстрое отвердение около 50 % жира, разрыв оболочек и агрегирование жировых комочков в масляные зерна. Масляное зерно направляется на шнеки текстуратора. Захваченное шнеками текстуратора масло уплотняется, продавливается через отверстия решеток и перемешивается крыльчатками, насаженными на концы шнеков. Из аппарата выходит пласт масла, который направляют на упаковку. Создан маслообразователь для получения масла из высокожирных сливок с охлаждением их в атмосфере азота в распыленном состоянии и последующей механической обработкой. Маслообразователи с вакуумным охлаждением и с охлаждением в атмосфере азота конструктивно оформляются одинаково. Различие состоит в том, что в первом случае из 230 маслообразователя отсасывается воздух, а во втором – подается азот. ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ МАСЛА РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ ПРОИЗВОДСТВА Характер структуры сливочного масла определяет консистенцию готового продукта, которая может быть хорошей пластичной или крошливой, слоистой, нетермоустойчивой. В формировании структуры сливочного масла участвуют вещества, находящиеся в различных агрегатных состояниях: твердом и жидком – жир, газообразном – воздух, коллоидном – белки. Австралийский ученый Кинг предложил модель структуры масла. Согласно этой модели в непрерывной жировой среде, которая представляет собой жидкую фракцию молочного жира, распределены капли влаги, не разрушенные жировые шарики и скопления из кристаллов молочного жира овальной формы (рис. ). На структуру, качество, хранимоспособность масла влияет состояние жира, однородность распределения и размер капель воды и пузырьков воздуха и пр. Молочный жир находится в масле в твердом кристаллическом состоянии и жидком. Кристаллический жир имеет мелкие кристаллы размером до 0,1 мкм или сросткикристаллиты неправильной формы, а также упорядоченные кристаллиты – сфериты. Для структуры сливочного масла, выработанного способом сбивания сливок характерно наличие мелких шарообразных или иглоподобных кристаллов, для масла полученного способом преобразования высокожирных сливок – крупных сферолитов. Мелкие кристаллы (размером до 0,1 мкм), характерные для масла, полученного способом сбивания сливок, является результатом преимущественного формирования их внутри отдельных жировых шариков при физическом созревании сливок. Кристаллики и кристаллиты взаимосвязаны между собой в определенных участках или во всем объеме, образуя структуру, подобную кристаллическому каркасу. Эти связи могут быть очень слабыми, и тогда структура представлена в виде мелких, почти независимых друг от друга кристалликов и кристаллитов. Если они значительные, кристаллический жир пронизывает весь объем масла. К таким пространственным структурам дисперсных частиц применима теория физико-химической механики П.А. Ребиндера о коагуляционных и кристаллизационных структурах дисперсных системах. Коагуляционная или обратимая, тиксотропная структура обусловлена относительно слабыми межмолекулярными силами притяжения (Ван-дер-Ваальса – Лондона) между дисперсными частицами, разделенными в местах связи очень тонкими прослойками жидкой дисперсионной среды, и придает маслу нежную консистенцию и пластические свойства. Эта структура характеризуется низкой механической прочностью и обратимостью, то есть способна к самопроизвольному восстановлению в покое после механического разрушения. Кристаллизационная или необратимая, конденсационная структура образуется благодаря более прочным химическим связям, возникающим при непосредственном соприкосновении частиц друг с другом. Эти связи возникают обычно в состоянии покоя системы, чаще всего уже в готовом продукте. Такая структура лишена тиксотропных и пластично-вязких свойств. В случае преобладания такой структуры масло становится избыточно твердым и хрупким. Механическим воздействием кристаллизационная структура может быть необратимо разрушена и превратиться в коагуляционную. Масло хорошей консистенции представляет собой смешанную коагуляционнокристаллизационную структуру с преобладанием свойств коагуляционной. При выработке масла способом сбивания сливок кристаллизация глицеридов происходит в процессе физического созревания сливок после быстрого их охлаждения, внутри отдельных жировых шариков, в течение длительного времени. В результате образуется много мелких кристаллов, что и определяет формирование 231 мелкокристаллической структуры продукта. Кристаллизация глицеридов и формирование структуры в основном заканчивается в процессе выработки масла. Структура такого масла характеризуется как коагуляционно-кристаллизационная. При выработке масла в маслоизготовителях непрерывного действия условия формирования структуры аналогичны вышеизложенным. Однако, более интенсивное механическое воздействие на сливки в процессе их сбивания и обработки масляного зерна приводит к значительному разрушению жировых шариков и даже к частичному расплавлению ранее кристаллизовавшегося жира. Отличительной особенностью структуры такого масла по сравнению со структурой масла, выработанного в маслоизготовителях периодического действия, является более тонкое диспергирование плазмы и повышенное содержание газовой фазы. Таким образом, структура сливочного масла, выработанного способом сбивания сливок (независимо от используемого маслоизготовителя) представлена в основном жировыми микрозернами, состоящими из высоко- и среднеплавких глицеридов молочного жира. Промежутки между ними заполнены жидким жиром, состояние которого зависит от температуры и жирнокислотного состава. Это предопределяет пластичность масла и его термоустойчивость. Термоустойчивость такого масла хорошая. При выработке масла способом преобразования высокожирных сливок уже в начальный период обработки сливок в маслообразователе создаются условия, при которых разрушение жировой эмульсии преобладает над процессом кристаллизации. Быстрое охлаждение сливок обусловливает кристаллизацию высокоплавких глицеридов, образование твердого жира и повышение вязкости. При этом значительная часть жировых шариков разрушается раньше, чем в них закристаллизуются высоко- и особенно среднеплавкие глицериды. Это приводит к образованию жидкого жира усредненного состава. Кристаллизация глицеридов происходит в расплаве жира. При быстром охлаждении расплава возможно его переохлаждение, когда жир остается жидким при температурах ниже точки отвердевания части составляющих его глицеридов. Содержание твердого жира в таком масле будет меньше, чем в полученном способом сбивания сливок. Этим объясняется повышенная текучесть масла на выходе из маслообразователя. Кроме того, поскольку кристаллизация осуществляется из расплава жира, то при этом создаются условия для неограниченного роста кристаллов и формирования преимущественно кристаллизационной структуры вырабатываемого масла. Это оказывает влияние на температуру плавления жира, а так как последний является дисперсионной средой, то продукт будет более чувствителен к колебаниям температуры, нежели масло, полученное способом сбивания. Именно преобладанием кристаллизационной структуры можно объяснить пониженную термоустойчивость и повышенную способность жидкого жира к вытеканию для масла, выработанного способом преобразования высокожирных сливок. Регулирование параметров термомеханической обработки высокожирных сливок с целью получения мелкокристаллической коагуляционной структуры масла способствует повышению термоустойчивости масла и снижению вытекания свободного жидкого жира. Жидкий жир преобладает в масле. Он равномерно распределен в объеме продукта, образуя непрерывную дисперсионную среду, обеспечивая связность структуры и пластичную консистенцию. Чем больше объем кристаллического жира и мельче его кристаллики, тем больше его адсорбирующая поверхность, и тем лучше будет удерживаться жидкий жир. Располагаясь между отдельными элементами структуры масла жидкий жир выполняет роль «смазки». Недостаток жидкого жира является причиной хрупкой, крошливой консистенции масла, а избыток вызывает порок «мягкая консистенция». Для получения масла пластичной консистенции необходимо, чтобы образовалось достаточное количество свободного жидкого жира. С этой целью применяют ступенчатые режимы физического созревания. Вода находится в масле в свободном состоянии, однако часть воды пребывает в связанном состоянии и прочно удерживается на поверхности жировых агрегатов. 232 Свободная вода служит растворителем для различных составных частей молока, переходящих в масло, и называется плазмой. Плазма, представляющая собой водный раствор белков, молочного сахара, минеральных веществ, витаминов и др., распределена в жидком жире в виде капель различного размера и является дисперсной фазой. Некоторая часть капель плазмы соединена тончайшими протоками, пронизывающими часть или всю массу монолита масла. В этом случае плазму можно рассматривать как дисперсионную среду в масле. Дисперсность плазмы влияет на консистенцию масла, стойкость его в хранении и зависит от способа производства масла. Размеры капель в масле, выработанном способом сбивания сливок на цилиндрическом маслоизготовителе составляют 10–25 мкм, на коническом и кубическом – 7–15 мкм, на маслоизготовителе непрерывного действия – 3– 15 мкм, для масла, выработанного способом преобразования высокожирных сливок – 1–3 мкм. Дисперсность плазмы в масле характеризуют следующим образом: хорошая – все капли менее 10 мкм; удовлетворительная – большинство капель менее 10 мкм; плохая – значительное число капель больше 10 мкм, встречаются капли до 30 мкм и больше. Дисперсность плазмы в значительной степени зависит от способа производства масла (табл. ). В таблице приведены результаты исследований Ф.А. Вышемирского для сладкосливочного масла с массовой долей жира 82,5%. По данным Ф.А. Вышемирского наиболее тонко плазма диспергирована в масле, выработанном способом преобразования высокожирных сливок (ПВЖС), в котором средний размер капель плазмы составлял 2,88 мкм, при этом 61,5 % плазмы находилось в виде капель диаметром от 1 до 5 мкм (93–97 % общего количества капель). Для способа сбивания в маслоизготовителе непрерывного действия дисперсность плазмы ниже, чем для способа ПВЖС. При этом средний размер капель плазмы соответствовал 3,20 мкм, и только 40,6 % плазмы находилась в виде капель размером 1–5 мкм (90–94 % от общего количества капель). Для способа сбивания в маслоизготовителях периодического действия степень дисперсности плазмы самая низкая, средний диаметр капель плазмы 3,36 мкм, объем плазмы, находящейся в каплях диаметром 1–5 мкм – 38,5 % (88–93 % общего количества капель). Влияние способа производства на распределение плазмы в масле (по данным Ф.А, Вышемирского) Объем плазмы в Количество Средний размер каплях капель плазмы Способ производства масла капель плазмы, размером 1-5 размером 1-5 мкм мкм, % мкм, % Сбивание сливок: - в маслоизготовителях 3,36 38,5 88-93 периодического действия - в маслоизготовителях 3,20 40,6 90-94 непрерывного действия Преобразование высокожирных 2,88 61,5 93-97 сливок Дисперсность плазмы влияет на хранимоспособность продукта, так как она обусловливает протекание микробиологических и химических процессов в масле. Плазма является хорошей питательной средой для роста микроорганизмов, однако развитие бактерий возможно лишь в каплях размером более 10 мкм. В каплях меньших размеров бактерии практически не развиваются, что обусловлено их размерами: длина бактериальной клетки колеблется от 1 до 5 мкм, а ширина 0,5–1,0 мкм. При повышении дисперсности плазмы увеличивается суммарная поверхность 233 контакта плазма–жир, и создаются условия для более интенсивного протекания химических процессов. Однако, плазма хорошего качества при отсутствии в ней солей тяжелых металлов (катализаторов окислительных процессов) обладает антиокислительными свойствами за счет растворенных в ней соединений, содержащих сульфгидрильные группы –SH, фосфолипидов, β–каротина и др. При высокой дисперсности такая плазма способствует повышению сохраняемости качества продукта. Содержание фосфолипидов выше в масле, выработанном способом ПВЖС, чем способом сбивания сливок. Таким образом, в масле, выработанном способом ПВЖС, вследствие более тонкого распределения плазмы и большей поверхности соприкосновения плазма-жир, химические процессы окисления могут протекать интенсивнее. Однако, высокое качество плазмы снижает интенсивность химической порчи. Микробиологические процессы при этом заторможены вследствие высокой дисперсности плазмы. В масле, выработанном способом сбивания сливок в маслоизготовителях периодического действия из-за более грубого распределения плазмы микробиологические процессы протекают интенсивнее, а химические – медленнее, чем в масле, выработанном способом ПВЖС. Поэтому порча его происходит в основном за счет микробиологических процессов. В масле, выработанном способом сбивания сливок в маслоизготовителях непрерывного действия могут одновременно развиваться микробиологические и химические процессы. Состав плазмы зависит от способа производства и является показателем степени дестабилизации эмульсии жира сливок при выработке масла (табл. ). Состав плазмы в зависимости от способа производства масла (по данным Ф.А. Вышемирского) Массовая доля в плазме, % Степень Способ производства масла неповрежденных деэмульгирования жира жира, % жировых шариков Сбивание сливок в маслоизготовителях 1,7-2,1 0,15-0,40 99,9 периодического и непрерывного действия Преобразование высокожирных до 12,3 до 2,15 97,5-98,8 сливок В плазме масла, выработанного способом сбивания и характеризующегося высокой степенью деэмульгирования жира 99,9 %, жировых шариков значительно меньше, чем в масле, выработанном способом ПВЖС (степень деэмульгирования жира 97,5–98,8 %) и составляет соответственно 1,7-2,1 % и 0,15–0,40 %, в то время как для способа ПВЖС эти показатели достигают 12,3 % и 2,15 % соответственно. Газовая фаза присутствует в масле в виде пузырьков воздуха диаметром от 1 до 200 мкм. В основном газовая фаза находится в виде мелких пузырьков, меньшая часть ее растворена в жидком жире и плазме. Газовая фаза, содержащая до 20–21 % кислорода, оказывает влияние на качество масла, и прежде всего, на его консистенцию. В масле нормальной консистенции газовая фаза служит буфером (амортизатором) между отдельными структурными элементами. Кроме того, пузырьки воздуха, адсорбируя на своей поверхности жидкий жир, препятствуют его вытеканию из масла и тем самым способствуют стабилизации структуры продукта. Масло с повышенным содержанием воздуха имеет пониженную твердость, более рыхлую и хрупкую консистенцию, бледный цвет вследствие рассеяния света пузырьками воздуха. Чрезмерное увеличение в масле газовой фазы приводит к разрыхлению 234 монолита, способствуя появлению порока «рыхлая консистенция», повышению окисляемости масла и стимулирует развитие аэробной микрофлоры. При недостатке газовой фазы повышается твердость и хрупкость масла, что может привести к появлению трещин в монолите масла – следствие порока «колющаяся консистенция» и «крошливость». Кроме того, чрезмерное снижение в масле газовой фазы, например при вакуумировании, может стать причиной появления порока «выделение капель жидкого жира». Объясняется это тем, что в нормально обработанном масле определенная часть жидкого жира адсорбируется на поверхности пузырьков воздуха, а при недостатке последних часть жидкого жира остается свободной и может выделяться в виде капель. Содержание газовой фазы в масле непостоянно, колеблется от 0,5 до 12 см3 на 100г продукта, и зависит от способа производства масла. Объемная доля воздуха, см3 на 100 г Способ производства масла масла Сбивание сливок: в маслоизготовителях периодического действия 2–3 в маслоизготовителях непрерывного действия 4 – 12 Преобразование высокожирных сливок 0,5 – 1,0 Наибольшим содержанием газовой фазы отличается масло, выработанное способом сбивания в маслоизготовителях непрерывного действия (4–12 см3/100 г). При этом способе производства содержание воздуха в масле регулируют изменением параметров сбивания сливок и обработки масляного зерна, а также вакуумированием масла во время его обработки. Обработка масла под вакуумом способствует снижению в нем воздуха и уменьшению неоднородности цвета. При этом масло приобретает плотную структуру. Чрезмерная обработка масла под вакуумом может привести к выделению жидкого жира. Меньше всего содержится газовой фазы в масле, выработанном способом преобразования высокожирных сливок (0,5–1,0 см3/100 г). Такое масло имеет повышенную плотность, а порок «рыхлая консистенция» практически не встречается. Промежуточное положение по содержанию газовой фазы занимает масло, выработанное способом сбивания в маслоизготовителях периодического действия (2–3 см3/100 г). При этом следует учитывать, что неравномерная вработка воздуха приводит к получению масла неоднородной структуры и цвета. В местах скопления газовой фазы такое масло имеет более бледную окраску в связи с рассеиванием света пузырьками воздуха. Газовая фаза влияет на сохраняемость качества сливочного масла. Нормальное содержание воздуха в продукте составляет 2–3 см3/100 г. Структурно-механические характеристики сливочного масла различных способов производства. К ним относятся твердость, модуль упругости, вязкость, термоустойчивость, вытекание жидкого жира и др. Твердость сливочного масла характеризует способность его структуры оказывать сопротивление внедрению в его толщу инденторов различной формы (конуса, цилиндра, шара и др.) или резанию проволокой, пластиной. Наиболее распространенным является определение твердости масла по его сопротивлению резанию проволокой. Модуль упругости (Е) при испытаниях на сжатие цилиндрических образцов масла рассчитывают по формуле: E δy ε , где y – напряжение, соответствующее пределу упругости , н/м2; – относительная деформация образца. Вытекание жидкого жира характеризует способность структуры сливочного 235 масла удерживать жидкий жир. Пробу масла в форме кубика (длина ребра 3,5 см) помещают на 5 слоев фильтровальной бумаги, уложенной в чашку Петри. Подготовленные пробы масла помещают в термостат при 25ºС, выдерживают 30 мин и осторожно удаляют с бумаги остатки масла. Массу вытекшего жира определяют по формуле: mвж c a 100 ba , где a, b, c – масса чашки Петри с фильтровальной бумагой, с фильтровальной бумагой и кубиком масла, с фильтровальной бумагой, пропитанной вытекшим жиром, соответственно. Термоустойчивость сливочного масла характеризует его способность сохранять форму при температуре выше комнатной и определяется термостатированием образца масла заданной формы (цилиндра диаметром и высотой 20 мм) при температуре 30±1ºС в течение 2 ч. Мерой термоустойчивости служит отношение начального диаметра исследуемого образца масла к среднему диаметру основания образца после термостатирования. Шкала, характеризующая термоустойчивость сливочного масла, приведена ниже. Показатель (коэффициент) Термоустойчивость термоустойчивости Хорошая 1,0–0,86 Удовлетворительная 0,85–0,70 Неудовлетворительная менее 0,7 Сотрудниками ВНИИМС проведены исследования структуры сливочного масла с различной массовой долей жира, выработанного способом преобразования высокожирных сливок (ПВЖС) и способом сбивания сливок (СС). Масло вырабатывалось по массовой доле жира с шагом 10 % и исследовались по следующим показателям структуры: массовая доля жира в плазме, количество эмульгированного жира, вытекание жидкого жира, термоустойчивость, твердость, вязкость практически ненарушенной структуры, модуль упругости при сжатии (табл. ). Содержание жира в плазме и количество эмульгированного жира характеризуют законченность обращения фаз при выработке масла. Снижение массовой доли жира в масле в пределах 10 % приводит к увеличению содержания эмульгированного жира, причет для масла, выработанного способом ПВЖС, эта тенденция выражена значительнее, чем для масла, выработанная способом СС. Это объясняется меньшей завершенностью процесса формирования структуры масла способа ПВЖС в маслообразователе. Содержание жира в плазме масла уменьшается при снижении массовой доли жира в продукте. Численные значения содержания жира в плазме масла способом ПВЖС выше, чем способа СС (в среднем в 4-5 раз), что объясняется уменьшением степени дестабилизации жировой эмульсии масла, полученного способом ПВЖС. Вытекание свободного жира характеризует состояние жира и его связь с другими компонентами и имеет тенденцию к снижению при уменьшении массовой доли жира в продукте на 10 %. Для масла, выработанного способом ПВЖС этот показатель снижается на 1-2,5 %, а для способа СС – в среднем на 33 %. Неодинаковая способность масла удерживать свободный жир объясняется различиями в характере кристаллической структуры отвердевшего жира, образующего непрерывную фазу и степенью прерывистости капиллярной сетки жидкого жира. Масло, выработанное способом ПВЖС, отличается лучшей дисперсностью плазмы, что свидетельствует о более развитой капиллярной сетке, заполненной жидким жиром. В масле, выработанном способом СС, большее количество капилляров жира, изолированных друг от друга и не выходящих к поверхности монолита, что затрудняет его вытекание. 236 Термоустойчивость характеризует способность масла сохранять форму при повышенных температурах (более 30 оС). Вне зависимости от способа производства термоустойчивость повышается при снижении массовой доли жира в продукте. Это объясняется ростом массовой доли СОМО и соответственно увеличением значимости его в формировании структуры. Термоустойчивость масла, выработанного способом ПВЖС ниже (в среднем на 5-10 %), чем термоустойчивость, полученного способом СС. Это является следствием различия характера их структуры. Твердость масла, выработанного способом ПВЖС, значительно выше, чем полученного способом СС. Снижение твердости при уменьшении массовой доли жира в масле независимо от способа производства обусловлено разрыхлением его структуры вследствие повышенного содержания воздуха и ухудшения дисперсности компонентов. Вязкость практически неразрушенной структуры снижается при уменьшении массовой доли жира в масле независимо от способа производства, что обусловлено ослаблением взаимосвязи компонентов продукта (жир/влага/ /СОМО). Вязкость практически неразрушенной структуры масла, выработанного способом ПВЖС, значительно выше (в 1,5-2 раза), чем полученного способом СС, что свидетельствует о различии в структурой сетке масла разных способов производства. Модуль упругости при снижении массовой доли жира в масле уменьшается вне зависимости от способа производства. Однако, численные значения модуля упругости масла способом ПВЖС в 2,1-2,8 раза выше, чем способа СС. Это объясняется преимущественно кристаллизационной структурой масла, выработанного способом ПВЖС, и преобладанием коагуляционной структуры в масле, полученном способом сбивания сливок. Глава 4. ПОДГОТОВКА МАСЛА К РЕАЛИЗАЦИИ ФАСОВАНИЕ, ХРАНЕНИЕ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ МАСЛА Масло всех видов фасуют в виде монолитов в картонные ящики массой продукта 20 кг, выстланные внутри упаковочным материалом – пергаментом или кашированной фольгой. Разрешается фасовать масло в дощатую тару с массой продукта 25,4 кг. Маслодельные заводы, имеющие фасовочные автоматы, выпускают мелкофасованное масло. Масло, выработанное способом сбивания на маслоизготовителях непрерывного действия, фасуют в потоке, без выдержки, чтобы избежать возможного выделения плазмы при фасовании. Масло, выработанное в маслоизготовителях периодического действия перед фасованием желательно подвергать механической обработке на гомогенизаторепластификаторе. Крестьянское масло обязательно гомогенизируют и фасуют сразу после выработки. Масло, выработанное способом преобразования высокожирных сливок, в жидком состоянии поступает из маслообразователя непосредственно в ящик, выстланный упаковочным материалом, или на автомат для фасования в коробочки (стаканчики). При фасовании в брикеты масло предварительно выдерживают в холодильной камере при температуре не выше 5С не более 24 ч для отвердения и стабилизации структуры. После фасования масло сразу помещают в камеру хранения масла, где его хранят при относительной влажности не более 80% во избежание плесневения продукта. Ящики с маслом укладывают штабелями и прокладывают рейками, а между рядами оставляют промежутки в 10–15 см. Это обеспечивает необходимую циркуляцию воздуха для ускорения охлаждения продукта и предупреждения отсыревания тары. Маслохранилище должно быть чистым, сухим, с хорошей вентиляцией. Его емкость должна соответствовать 3–5 - суточной производительности завода. Фасованное монолитами масло хранят: при положительной температуре (не выше 5 С) – не более 3 суток, при отрицательной (минус 5 С)- до 10 суток. Транспортируют масло всеми видами транспорта с соблюдением соответствующих 237 санитарных правил. Чтобы предохранить масло в процессе транспортирования от возможных загрязнений и предупредить повышение его температуры, используют авторефрижераторы с машинным (компрессорным) охлаждением или автомашины с изотермическим кузовом. При перевозке масла в бортовых автомашинах применяют специальные укрытия. Кузов автомашины тщательно моют, просушивают, выстилают чистым пергаментом или другими материалами. Летом сливочное масло следует перевозить ночью или утром. Более современным и надежным является транспортирование сливочного масла в рефрижераторах, в которых поддерживается постоянная температура (минус 3 – минус 5 °С и ниже). Рефрижераторы необходимо поддерживать в надлежащем санитарном состоянии – систематически мыть и дезинфицировать. На большие расстояния масло перевозят в вагонах-рефрижераторах и на пароходах-рефрижераторах. Независимо от вида используемого транспорта нельзя перевозить сливочное масло совместно с другими продуктами и материалами, имеющими резко выраженные запахи. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА И ПОРОКИ СЛИВОЧНОГО МАСЛА Основой оценки качественных показателей масла является 20-ти бальная шкала, где каждому показателю отводят предельное количество баллов: вкус и запах – 10, консистенция и внешний вид – 5, цвет 2, упаковка и маркировка – 3. В зависимости от балльной оценки масло относят к одному из сортов: высший – при оценке качества масла от 13–20 баллов, в том числе не менее 6 баллов за вкус и запах, первый сорт – при балльной оценке 5–12 баллов с оценкой за вкус и запах не менее 2 баллов. Вологодское масло не подразделяют на сорта. При несоответствии его требованиям, предусмотренном для данного вида масла по органолептическим показателям, вологодское масло относят к несоленому сладкосливочному маслу с его оценкой качества. Для экспертизы выделяют специальную чистую, светлую комнату, температуру в которой необходимо поддерживать на уровне 10–15 °С. Образцы масла в момент органолептической оценки должны иметь температуру 10–12 °С. В масле могут быть выражены различные пороки: вкуса и запаха, консистенции, цвета, обусловленные, как правило, качеством используемого сырья и нарушением технологических режимов производства и условий хранения и транспортирования продукта. Пороки вкуса и запаха масла. Причинами пороков вкуса и запаха масла может быть использование сырья с различными пороками, нарушение технологических режимов и санитарных условий производства, несоблюдение условий транспортирования и хранения масла. Кормовые привкусы. При использовании некачественного силоса, поедании животными пахучих растений (лука, чеснока, полыни и др.), несоблюдении кормового рациона в масле появляются кормовые привкусы. Для предупреждения порока необходимо перерабатывать сливки с кормовыми привкусами отдельно от сливок первого сорта, дезодорировать сливки, повышать температуру тепловой обработки. Нечистый, затхлый, гнилостный вкус. Причиной порока является развитие в масле посторонней микрофлоры и накопление продуктов расщепления белков плазмы и жира. Развитию пороков способствует длительное хранение сливок на заводе до начала их переработки, недостаточно высокая температура тепловой обработки, плохое диспергирование влаги в масле, низкий санитарно-гигиенический уровень производства. Кислый вкус. Одной из причин порока для сладкосливочного масла является интенсивное развитие молочнокислой микрофлоры в сливках и масле, вследствие чего происходит излишнее накопление молочной кислоты. Для предупреждения порока 238 необходимо соблюдать требуемый режим тепловой обработки сливок и необходимые условия хранения масла. Прогорклый: вкус. Порок появляется в масле вследствие гидролиза жира с окислением продуктов гидролиза и образованием низкомолекулярных кислот, альдегидов, кетонов и других продуктов под действием нативной и микробной липаз, а также кислорода воздуха. Для предупреждения данного порока следует обрабатывать сливки при высокой температуре, хранить масло при низкой температуре, соблюдать санитарно-гигиенические условия производства. Горький вкус. Обусловлен накоплением горьких пептонов вследствие гидролиза белков протеолитическими ферментами различных микроорганизмов: бактерий, дрожжей и плесеней. Для предупреждения порока необходимо проводить тепловую обработку сливок при температуре не ниже 85—90 °С и строго соблюдать санитарно-гигиенические режимы производства. Плесневелый привкус. Обусловлен развитием плесени на поверхности масла. Во избежание плесневения масла следует предупредить возможность обсеменения продукта плесенями. Для этого необходимо строго соблюдать режим тепловой обработки сливок, правильно обрабатывать масло, плотно набивать монолит во избежание воздушных прослоек, быстро и глубоко охлаждать его, хранить продукт при низких температурах и относительно низкой влажности воздуха, соблюдать санитарно гигиенически условия производства. Штафф (поверхностное окисление масла). Порок вызывается полимеризацией глицеридов и окислением молочного жира из-за развития на поверхности аэробных бактерий и плесеней. При этом на поверхности монолита образуется полупрозрачный слой, имеющий специфический запах и неприятный горьковатый, а иногда приторноедкий вкус. Окраска масла в слое штаффа значительно темнее остальной массы продукта. Образованию штаффа продукта способствует действие солнечного света, высокой влажности и кислорода воздуха. Предупредить порок можно, используя упаковочные материалы с низкой газо-, влаго- и светопроницаемостью, а также хранением масла при отрицательных температурах. Пороки консистенции сливочного масла. Консистенция сливочного масла является одним из основных показателей его качества и оценивается как хорошая, удовлетворительная и неудовлетворительная. Консистенция обусловлена химическим составом жировой фазы, характером кристаллизации глицеридов, соотношением твердого и жидкого жиров, количеством и дисперсностью плазмы в масле, содержанием газовой фазы и характером ее распределения в монолите. Крошливая консистенция. Порок определяется главным образом состоянием жировой фазы — степенью ее отвердевания, формой образующихся кристаллов, равномерностью их распределения, а также преобладанием в масле структуры кристаллизационного типа и недостатком свободного жидкого жира. Причинами крошливости масла могут быть длительное созревание сливок при пониженных температурах, низкая температура промывной воды, неправильные режимы хранения масла и др. При выработке масла способом преобразования высокожирных сливок причиной крошливости может быть недостаточная термомеханическая обработка продукта в аппарате, поэтому необходимо путем снижения производительности аппарата увеличить продолжительность обработки масла, чтобы интенсифицировать кристаллизацию жира непосредственно в маслообразователе. При использовании маслоизготовителей непрерывного действия для усиления кристаллизации молочного жира увеличивают удельные затраты энергии на механическую обработку масла путем увеличения частоты вращения шнеков. 239 Мягкая, мажущаяся консистенция. Характеризуется низкой термоустойчивостью вследствие преобладания коагуляционной структуры из низкоплавких глицеридов в составе отвердевших глицеридов. Причина порока заключается в недостаточной степени отвердевания молочного жира во время физического созревания, а также в нарушении температурного режима при сбивании и обработке масла. Для предупреждения порока используют ступенчатые режимы физического созревания сливок, а сбивание сливок и механическую обработку масляного зерна проводят в установленных режимах. При выработке масла способом преобразования высокожирных сливок причиной данного порока может быть излишне длительная механическая обработка сливок при снижении температуры масла, выходящего из аппарата. Предупреждают порок снижением удельных затрат энергии на механическую обработку высокожирных сливок путем увеличения производительности маслообразователя или уменьшения частоты вращения рабочих органов маслообразователя. Кроме того, целесообразно термостатировать масло при 8–10 С в течение 2-3 суток. Мучнистая консистенция. Если масло охлаждается медленно, в масле появляются крупные кристаллы жира. Образующиеся крупные кристаллоагрегаты жира отличаются повышенной по сравнению с остальной массой тугоплавкостью. Указанный порок масла чаще встречается в производстве масла способом преобразования высокожирных сливок и вызывается нарушением установленной температуры масла, выходящего из маслообразователя, а также образованием свободного жидкого жира в процессе тепловой обработки, сепарирования и нормализации высокожирных сливок. Для предупреждения образования мучнистой консистенции следует избегать повышения температуры масла, выходящего из маслообразователя, выше установленных величин, не допускать на производство масла подмороженные сливки и с повышенной кислотностью, длительную выдержку сливок при высокой температуре перед сепарированием, а также длительную выдержку высокожирных сливок в ваннах для нормализации. Пороки цвета масла. Цвет масла оказывает влияние на его товарные показатели. По этому показателю масло осенне-зимней выработки заметно уступает продукции получаемой в весенне-летний период года. В последние годы освоено промышленное производство провитамина А, который можно использовать для подкрашивания масла. Белое (бледное) масло. Порок обусловлен недостатком пигментов в молочном жире и характерен для масла, выработанного в осенне-зимний период. причиной белого, матового цвета масла может послужить также порок засаленность. Пестрое, полосатое, мраморное масло. Порок обусловлен неравномерным диспергированием рассола в соленом масле и наличием крупных капель плазмы, смешиванием масла различной окраски, недостаточной зачистки штаффа - при фасовании на холодильнике. Для предупреждения порока необходимо лучше диспергировать плазму в монолите при выработке соленого масла; при фасовании масла на базах и холодильниках следует подбирать однородные по цвету партии масла, лучше зачищать поверхность монолитов и др. Глава 5. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ОТДЕЛЬНЫХ ВИДОВ МАСЛА КЛАССИФИКАЦИЯ МАСЛА По классификации, предложенной ВНИИМС, весь ассортимент масла из коровьего молока разделяют на две группы: сливочное масло и концентраты молочного жира (табл. ). 240 К группе «Сливочное масло» отнесены разновидности его, имеющие структурномеханические характеристики и потребительские показатели, свойственные традиционному сливочному маслу. В зависимости от содержания компонентов и назначения ассортимент продуктов этой группы условно разделен на 6 подгрупп. Классификация ассортимента масла из коровьего молока Массовая Группа масла доля жира, Разновидности масла % 1. Сливочное масло традиционного состава Вологодское, сладкосливочное, 80-85 пониженной жирности кислосливочное Любительское, крестьянское, облегченное 70-80 российское легкое 60-70 Бутербродное сверхлегкое 50-60 Эдельвейс низкожирное: Масляны: диетическая, десертная, мягкое (масляны) 40-50 закусочная пастообразные (пасты) 20-39 Сливочные и бутербродные пасты Десертного назначения: шоколадное, медовое, с вкусовыми с наполнителями (вкусовыми, наполнителями; закусочного 51-62 растительными) назначения: сырное и др.; диетического назначения: детское, диетическое кулинарное 80-82,5 Славянское, угличское, городское консервное: стерилизованное 45,0-82,5 Стерилизованное, каймак, кремы сухое 70 и 80 Сухое масло 2. Концентраты молочного жира: топленое масло 99,0 Топленое и топленое-столовое масло молочный жир 99,8 Молочный жир К первой подгруппе отнесены сливочное масло традиционного состава: сладкосливочное и кислосливочное, вологодское, предназначенные для универсального потребления. Во вторую подгруппу выделены разновидности сливочного масла с пониженной массовой долей жира (но не ниже 50 %), которые могут быть использованы везде, где употребляется сливочное масло, кроме жарения и приготовления кремов. Вторая подгруппа имеет 3 градации по массовой доле жира: облегченное (70- 80 %), легкое (60-70 %) и сверхлегкое (50-60 %). К третьей подгруппе относятся низкожирные разновидности сливочного масла с массовой долей жира ниже 50 %. В зависимости от структуры и консистенции различают мягкое и пастообразное масло. Низкожирное масло предназначено для применения в натуральном виде и не пригодно для жарения. К четвертой подгруппе отнесены все разновидности масла десертного, закусочного и диетического назначения. Масло десертного назначения имеет сладкий вкус и включает вкусовые наполнители: цикорий, кофе, какао, мед и др. Отличительным и характерным для закусочного масла является соленый вкус с различными острыми пикантными привкусами, сырным и др. Отличительными признаками масла диетического назначения 241 является повышенное содержание полиненасыщенных жирных кислот за счет использования растительных жиров, а также использование бифидобактерий и др. К пятой подгруппе отнесены разновидности масла, строго ориентированные по назначению – для кулинарных целей, главным образом для жарения. Для этой подгруппы характерно повышенное содержание жира и частичная замена молочного жира композициями жиров и масел немолочного происхождения. Шестая подгруппа «Консервное масло» объединяет продукты, обладающие повышенной хранимоспособностью и транспортабельностью и имеющие способность храниться при нерегулируемой температуре. Ко второй группе «Концентраты молочного жира» отнесены топленое масло и молочный жир, массовая доля жира в которых составляет 99 % и более. Топленоестоловое масло содержит в своем составе немолочный жир. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ОТДЕЛЬНЫХ ВИДОВ СЛИВОЧНОГО МАСЛА Вологодское масло – сладкосливочное масло с хорошо выраженным вкусом и запахом высокопастеризованных сливок, имеющее однородную, пластичную плотную консистенцию и однородный светло-желтый цвет. Вологодское масло вырабатывают способом сбивания сливок и преобразования высокожирных сливок. Для производства вологодского масла используют молоко первого сорта, которое сепарируют непосредственно на заводе, а сливки немедленно перерабатывают в масло. Массовая доля жира в сливках должна составлять около 32 %, а кислотность – не выше 14 °Т. Для получения вологодского масла с хорошо выраженным вкусом и ароматом применяют высокие температуры тепловой обработки сливок. При таком режиме тепловой обработки сливок происходит изменение белков с освобождением сульфгидрильных групп (–SH) и образование некоторых ароматических соединений, придающих сливкам, а затем и маслу специфические вкус и аромат. С целью улучшения выраженности вкуса и аромата вологодского масла допускается использование сливок пониженной жирности. Для сливок с массовой долей жира 25, 30 и 35 % тепловую обработку проводят соответственно при 115, 110 и 105 °С. При производстве вологодского масла способом сбивания сливки после тепловой обработки быстро охлаждают до 4–7 °С и выдерживают при этой температуре 4–5 ч, затем сбивают. Это способствует лучшему сохранению вкусовых и ароматических веществ. Масляное зерно при выработке вологодского масла не промывают. При использовании маслоизготовителей непрерывного действия сбивание сливок регулируют так, чтобы получить масляное зерно размером 1–3 мм. При выработке масла способом преобразования высокожирных сливок после тепловой обработки сливки охлаждают до 85–90 °С и направляют на дальнейшую переработку. Высоко жирные сливки рекомендуется нормализовать пастеризованными сливками. Подсырное масло. Вырабатывают из сливок, полученных в результате сепарирования молочной сыворотки. Подсырные сливки немедленно охлаждают до температуры физического созревания и направляют в емкости. Поскольку жир сыворотки содержит преимущественно легкоплавкие глицериды, то для получения оптимальной степени отвердевания жира все температурные режимы (физического созревания и сбивания сливок, обработки масла) должны быть ниже, чем при выработке сладкосливочного масла с массовой долей влаги 16 %. Для сбивания подсырных сливок используют маслоизготовители периодического и непрерывного действия. Масляное зерно получают размером 3–5 мм и промывают дважды, количество промывной воды 70–80 % массы сливок. Подсырное масло используют для промышленной переработки, в частности для выработки топленого масла. 242 Кислосливочное масло. Производство кислосливочного масла различных разновидностей (с традиционным составом, любительского, крестьянского, бутербродного) основано на предварительном биологическом созревании сливок, для проведения которого используют чистые культуры молочнокислых бактерий Lc. lactis, Lc. cremoris, Lc. lactis subsp. diacetilactis. В процессе жизнедеятельности молочнокислых бактерий в плазме сливок накапливаются вкусовые и ароматические вещества: молочная кислота, диацетил, летучие кислоты (муравьиная, пропионовая, масляная), этанол и некоторые эфиры, которые обусловливают вкус и запах готового продукта. Накопление вкусовых и ароматических веществ в процессе биологического созревания сливок зависит от степени нарастания кислотности. Чем выше кислотность, тем больше накапливается ароматических веществ (до определенного предела кислотности). Оптимальные условия накопления диацетила в закваске: величина рН – 4,4– 4,5, титруемая кислотность – 80 °Т, температура биологического созревания – 25 °С. Молочная кислота, накапливаясь в плазме сливок, влияет не только на накопление ароматических веществ в масле, но и на его стойкость при хранении. Поэтому, чтобы получить масло с характерным для него вкусом, а также стойкое в хранении при низких положительных температурах, сливки подвергают биологическому созреванию до высокой кислотности плазмы (60 °Т). Масло, предназначенное для хранения при отрицательных температурах, вырабатывают из сливок с невысокой кислотностью (40–50 °Т). При отрицательных температурах микробиологические процессы в масле задерживаются, а химические, хотя и медленно, но протекают и тем интенсивнее, чем выше кислотность плазмы. Возможны три способа биологического созревания сливок: длительное, краткое и раздельное. При длительном биологическом созревании в весенне-летний период сливки после пастеризации быстро охлаждают до 16–20 ºС, вносят закваску в количестве 2–5 % массы сливок и выдерживают при этой температуре не менее 4–6 ч для развития микробиологических процессов. После достижения желаемой кислотности сливки охлаждают до 4–6 °С и выдерживают при этой температуре не менее 3 ч для физического созревания сливок. Затем сливки подогревают до температуры сбивания. В осенне-зимний период сливки после пастеризации быстро охлаждают до температуры массовой кристаллизации глицеридов 5–7 °С и выдерживают при этой температуре не менее 2 ч. Затем сливки медленно (в течение 50–70 мин) подогревают до 16–20 °С и вносят в них закваску в количестве 2–5 % массы сливок и оставляют для биологического созревания. После достижения заданной кислотности сливки охлаждают до температуры сбивания. Способ длительного биологического созревания сливок имеет такие недостатки: частое изменение температуры, что связано с дополнительными затратами холода, тепла, электроэнергии; низкая степень использования оборудования; потребность в больших производственных площадях; длительность производственного цикла. Способ краткого биологического созревания сливок заключается в обогащении сливок молочной кислотой и ароматическими веществами в основном путем смешивания их с большим количеством закваски. В этом случае необходимо брать более жирные сливки, так как они разбавляются закваской. Закваска должна иметь температуру сливок. Закваску вносят в сливки после окончания физического созревания за 30мин до начала сбивания сливок в таком количестве, чтобы сразу получить требуемую кислотность плазмы, которая должна быть в пределах 45–75 °Т. Преимуществами краткого биологического созревания сливок являются сокращение продолжительности биологического созревания и простота регулирования кислотности; недостатками – необходимость использования большого количества 243 закваски (до 20 % и более от массы сливок) и недостаточная выраженность вкуса свежевыработанного масла. Раздельный способ биологического созревания сливок заключается в том, что только часть сливок подвергают биологическому созреванию и используют их в качестве закваски для второй части сливок, которая подвергается физическому созреванию. Раздельный способ биологического созревания сливок особенно эффективен при производстве масла способом сбивания на маслоизготовителях непрерывного действия. Для улучшения аромата и повышения длительности хранения вносят закваску в пласт масла при его обработке. Активные расы молочнокислых бактерий, распределяясь в крупных каплях плазмы масла, развиваются в первые дни хранения и подавляют развитие посторонней микрофлоры. В результате обогащения плазмы закваской масло приобретает выраженные вкус и запах, свойственные кислосливочному маслу. Массовая доля закваски, вносимой в пласт масла, должна быть 2,5–3,5 %, содержание влаги в пласте масла должно быть таким, чтобы обеспечить после внесения закваски стандартное содержание влаги в готовом продукте. Этот способ внесения закваски позволяет значительно повысить стойкость масла в хранении, улучшить его вкусовые показатели, сократить расход закваски, устранить биологическое созревание сливок и повысить производительность труда. При выработке кислосливочного масла, предназначенного для хранения в течение длительного времени и дальних перевозок, используют дрожжи. Они предупреждают плесневение масла, задерживают окислительные процессы. Положительное влияние дрожжей на стойкость масла обусловлено антагонистическим отношением их к гнилостным бактериям и плесеням и выделением антибиотиков. При выработке кислосливочного масла способом преобразования высокожирных сливок закваску вносят в высокожирные сливки. Для активизации молочнокислого процесса можно повысить дозу закваски до 4%, а также использовать лимонную кислоту или закваски, в которые входят энергичные кислотообразователи. Сверхлегкое сливочное масло «Эдельвейс», имеет следующий состав: массовая доля жира не менее 52 %, влаги – не более 43 %. Кислотность плазмы масла – не более 28 ºТ, кислотность жира – не более 2,5 ºК. Повышенная кислотность плазмы по сравнению, например с крестьянским маслом, объясняется использованием стабилизаторов структуры. Масло «Эдельвейс» имеет самую низкую массовую долю жира среди разновидностей масел пониженной жирности. Снижение массовой доли жира в масле изменяет соотношение между жиром и плазмой. Белково-жировая дисперсия с пониженной массовой долей жира от 60 до 40 % из-за высокой эмульгирующей способности молочных белков обладает повышенной вязкостью и коллоидной устойчивостью, что затрудняет процесс маслообразования. Для получения продукта с заданными свойствами требуется либо интенсифицировать термомеханическую обработку, для чего требуется новый, более мощный маслообразователь, либо использовать стабилизаторы структуры, понижающие стабильность белково-жировой дисперсии. В последнем случае масло может быть выработано на имеющемся оборудовании. В технологии масла «Эдельвейс» предусмотрено использование стабилизаторов структуры на основе молочного, растительного или животного сырья, а также красителя на основе β-каротина, ароматизаторов для масла, улучшителей хранимоспособности (антиокислителей и консервантов). Вырабатывается масло способом преобразования высокожирных сливок. В качестве стабилизаторов структуры в технологии масла «Эдельвейс» используют как водорастворимые (карбоксиметил крахмал, казеинат натрия и др.), так и жирорастворимые (моно- и диглицериды жирных кислот и др.). Доза вносимых стабилизаторов составляет 0,2–0,4 %. 244 Растворы стабилизаторов и пищевые добавки вносят в высокожирные сливки с температурой 60–65 ºС перед их нормализацией и пастеризацией. При термомеханической обработке производительность маслообразователей снижается и составляет для Т1-О2-2Т 250–300 кг/ч, для Р3-ОУА-1000 – 450–500 кг/ч. Температура масла на выходе из маслообразователя 13–14 ºС и 16–19 ºС соответственно. Масло «Эдельвейс» имеет высокую завершенность процесса маслообразования, что объясняется участием в нем стабилизаторов структуры и эмульгаторов. Они повышают седиментационную устойчивость эмульсии жира. Одновременно интенсифицируют процесс обращения фаз при термомеханической обработке смеси. Вместе с жиром стабилизаторы составляют основу структурной решетки продукта. Готовый продукт имеет хорошую пластичность и высокую термоустойчивость. Фасуют масло «Эдельвейс» монолитами по 20 кг и в потребительскую тару. Срок хранения масла в монолите от 60 до 90 сут, мелкофасованного – от 8 до 60 сут. Мягкое и пастообразное масло. Это продукты с массовой долей жира от 20 до 50 % – масло мягкое (масляны) и масло пастообразное (пасты). Характеристика маслян и паст приведена в табл. Наименова ние продукта Масляны Пасты жира 40,0 45,0 31,0 Состав маслян и паст Массовая доля, % СОМО сухих веществ сахарозы воды в т.ч. наполни всего белка теля 15 5,9-11 0-3,5 0-2,5 45-39 15 5,9-11 0-3,5 0-2,5 40-34 15-17 7,9-11,5 0-7,0 0-2,5 39,9-51,5 Энергетическая ценность кДж/100 г продукта 1707-1729 1870-1957 1387-1522 Технологический процесс производства мягкого масла и пастообразного масла состоит из следующих операций: сепарирование молока и получение сливок средней жирности, получение белково-жировой дисперсии с заданным соотношением жир/СОМО, внесение наполнителей и пищевых добавок, пастеризация смеси, термомеханическая обработка смеси, фасование масла, хранение. Мягкое масло (масляны) вырабатывают из натуральных сливок с использованием молочнобелковых добавок, вкусовых наполнителей и биологически активных веществ в следующем ассортименте: десертная (с кофе, какао, цикорием, фруктово-ягодными добавками и др.); закусочная (сырная. сырная с перцем и др.); диетическая (с бифидобактериями и др.). Масляны вырабатывают на основе белково-жировой дисперсии, полученной различными способами: нормализацией высокожирных сливок молочнобелковыми добавками, ультрафильтрацией, вакуумированием сливок средней жирности. В полученную белково-жировую дисперсию после внесения необходимых ингредиентов пастеризуют и направляют на термомеханическую обработку. Вследствие сравнительно низкого содержания жира и высокой эмульгирующей способности молочных белков жировая дисперсия, используемая для выработки маслян, обладает повышенной вязкостью и коллоидной устойчивостью. Это затрудняет процесс обращения фаз и требует специальных условий термомеханической обработки для получения продукта с однородной пластичной консистенцией и структурномеханическими показателями, характерными для традиционного сливочного масла. Поэтому при использовании для термомеханической обработки цилиндрических маслообразователей необходимо значительно увеличить интенсивность механического воздействия за счет увеличения скорости вращения вытеснительных барабанов и 245 использования специальных условий термомеханической обработки для получения продукта с однородной пластичной консистенцией и структурно-механическми показателями, характерными для традиционного сливочного масла. Поэтому при использовании для термомеханической обработки цилиндрических маслообразователей необходимо значительно увеличить интенсивность механического воздействия за счет увеличения скорости вращения вытеснительных барабанов и использования специальных рабочих органов, обеспечивающих дополнительное механическое воздействие на продукт. Фасуют продукт в потребительскую тару – стаканчики и коробочки. Срок реализации – до 20 сут при температуре домашнего холодильника. Пастообразное масло (пасты) в зависимости от используемого сырья делятся на две группы: сливочные и бутербродные. Сливочные пасты вырабатывают на основе белково-жировых дисперсий с использованием сливок различной жирности, молочнобелковых добавок, вкусовых ингредиентов (какао, кофе, цикория, сахарозы, бактериальной закваски, включая бифидобактерии, соли и др.) и стабилизаторов структуры; допускается применение ароматизаторов, витаминов и консервантов. После смешивания компонентов и нормализации состава смесь пастеризуют при 85±5 ºС и подвергают термомеханической обработке в маслообразователе или гомогенизаторе. Затем продукт фасуют при температуре термомеханической обработки и охлаждают до 0–6 ºС. Бутербродные пасты вырабатывают с использованием жиросодержащих компонентов, включая молочный жир, сливочное и топленое масло, композиции растительных жиров, и плазмы, включая обезжиренное молоко, пахту и др. Разработаны две разновидности бутербродных паст: угличская, вырабатываемая исключительно на молочной основе, и царицынская – с заменой 50 % молочного жира на немолочные жиры. Их ассортимент: десертная (с кофе, какао, фруктово-ягодными наполнителями) и деликатесная (с овощными наполнителями и грибами). Особенностью технологии бутербродных паст является использование в качестве жиросодержащего сырья сливочного и топленого масла, молочного жира, пластических сливок, немолочных жиров. В качестве плазмы используют как натуральные, так и восстановленные обезжиренное молоко и пахту. В основе технологии бутербродных паст лежит получение устойчивой молочножировой дисперсии посредством эмульгирования смеси жировых компонентов и молочной плазмы и стабилизации устойчивости полученной дисперсии. Для термомеханической обработки используют аппараты типа «Штефан» и др., в которых одновременно осуществляется диспергирование смеси и её тепловая обработка. Масло с наполнителями. С наполнителями производят такие виды сливочного масла как шоколадное; с вкусовыми наполнителями: с какао, с кофе, с цикорием, фруктово-ягодное; медовое; сырное; детское и диетическое. Эти виды масла вырабатывают способом преобразования высокожирных сливок. Состав сливочного масла с наполнителями приведен в табл. . Ассортимент масла с наполнителями с учетом назначения условно разделяют на три группы: десертное – шоколадное, с какао, с кофе, с цикорием, фруктово-ягодное и медовое, – которое используют для приготовления бутербродов, пирожных, кремов, тортов и др.; закусочное – сырное, – которое используют для приготовления бутербродов, гарниров и вторых блюд; диетическое – детское и диетическое. Детское масло используется в питании детей и вырабатывается с использованием вкусовых наполнителей и с частичной заменой молочного жира на растительный. Диетическое масло рекомендуется для людей пожилого возраста, вырабатывают его с частичной заменой молочного жира на растительный. При регулировании жировой фазы учтены рекомендации Института питания РАМН о содержании ленолевой и линоленовой жирных кислот. 246 Ассортимент и состав сливочного масла с наполнителями Массовая доля, % Энергетиче ская в том числе Разновидности жира, воды, ценность, сухих масла не не напол сахаро кДж/100 г веществ СОМО менее более нителя зы продуктра Десертного назначения Шоколадное 62 22 1,5 2,5 18 16 2644 С вкусовыми наполнителями: с какао 2,5 и 10 и 57 и 52 15 и 18 2,5 28 и 30 2372 и 2264 10 5,5 с кофе 4,6 и 10 и 57 и 52 15 и 18 0,4 28 и 30 2372 и 2264 11,1 5,5 с цикорием 4,3 и 10 и 57 и 52 15 и 18 0,7 28 и 30 2372 и 2264 11,8 5,5 фруктово3и 10 и 57 и 52 15 и 18 2,0 28 и 30 2372 и 2264 ягодное 10,5 5,5 Медовое 52 31 1,0 30 – 17 2433 Закусочное 0,7 Сырное 54,4 10 9,3 – 36 2154 (соли) Диетического назначения 5,6 Детское 50/10* 8,0-8,3 – – 42-35 2081-2966 (белка) 82,5/ Диетическое – 1,5 – – 16 3113 20,6* * Массовая доля растительного жира Сырьем для получения сливочного масла с наполнителями служат молоко, сливки, пахта, молоко обезжиренное. В качестве наполнителей используют сухое молоко или пахту, добавку молочно-белковую, сгущенные обезжиренное молоко и пахту; вкусовые наполнители (сахарозу, ванилин, какао, кофе, цикорий, плодово-ягодные экстракты и сиропы, сироп гидролизованной лактозы, натуральный мед); крахмал, монодистиллированные глицериды, ароматизаторы. Наполнители добавляют в высокожирные сливки сразу после их получения. Нормализованную смесь направляют в маслообразователь. Технология масла шоколадного и медового не отличается от выработки масла с вкусовыми наполнителями. Сырное масло вырабатывают из высокожирных сливок и белкового наполнителя, полученного из зрелых или свежих сычужных сыров. Отличительной особенностью технологии сырного масла является получение белкового наполнителя (плавленой сырной массы). Готовят его по специальной технологии и вносят в качестве вкусового ингредиента в высокожирные сливки при температуре 60–65 ºС. Полученную смесь пастеризуют при 70 ºС с выдержкой 20 мин и подают в маслообразователь. При производстве сырного масла допускается использование немолочных (растительных или их композиций) жиров до 4 % от массы жира в продукте. Немолочные жиры вносят в плавленую сырную массу при её получении. Снижение в масле массовой доли жира при одновременном увеличении количества молочной плазмы значительно повышает устойчивость жировой дисперсии и соответственно требует интенсификации термомеханического воздействия на продукт в процессе обработки в маслообразователе, что достигается снижением производительности маслообразователя и регулированием температуры масла на выходе из 247 маслообразователя. Детское масло вырабатывают с использованием растительного масла (подсолнечного или кукурузного после дезодорирования и рафинирования), белковых наполнителей и вкусовых и др. добавок способом преобразования высокожирных сливок. Существует две разновидности детского масла: д и е т и ч е с к о е – с использованием бифидобактерий – и д е с е р т н о е (сладкое) – с использованием в качестве вкусовых наполнителей сахарозы с цикорием или с какао (норма внесения последних 0,7 и 2,0 %). В качестве стабилизатора структуры используют агар. Основой технологии детского масла является получение высокожирных сливок (массовая доля жира 72,5–82,5 %), в которые вносят подготовленные наполнители. В качестве молочно-белковых добавок используют сухую добавку ДМБ, сухое обезжиренное молоко или пахту, которые перед внесением в высокожирные сливки растворяют в обезжиренном молоке (пахте) при температуре 40–45 ºС до массовой доли сухих веществ 43–45 %, гомогенизируют или обрабатывают на коллоидной мельнице. Хранят восстановленные белковые наполнители в горячем состоянии не более 3 ч, охлажденными при 8–12 ºС – не более суток. Растительное масло и молочно-белковые добавки вносят в горячие высокожирные сливки (60–65 оС). Затем добавляют раствор агара, сахар-песок и порошок какао, сухую смесь которых (сахар-песок и какао) рассеивают по поверхности высокожирных сливок. Цикорий вносят в последнюю очередь перед подачей смеси в маслообразователь. При использовании закваски бифидобактерий её вносят (1–2 %) в смесь высокожирных сливок и молочно-белковой добавки при температуре 40–45 ºС. Закваска состоит из бифидобактерий B.longum и молочнокислых бактерий со слабой энергией кислотообразования Lc.lactis subsp.diacetilactis. Фасуют детское масло массой 100 и 250 г в стаканчики (коробочки) из полимерных или комбинированных материалов. Срок реализации – до 10 суток со дня выработки при температуре не выше 5 ºС. Детское масло не подразделяется на сорта. Диетическое масло вырабатывают из сливок, полученных из молока, и растительного масла (кукурузного или подсолнечного) способом сбивания. Возможно вырабатывать диетическое масло способом преобразования высокожирных сливок. Массовая доля жира в диетическом масле составляет 82,5 %, однако молочный жир частично (25 %) заменен на растительный, массовая доля которого в продукте – 20,6 %. Растительное масло вносят в цельное молоко, смесь нагревают до 40 ºС и сепарируют с целью получения сливок с массовой долей жира 38–42 %. Полученные сливки пастеризуют при температуре 85–92 ºС и охлаждают до температуры физического созревания сливок 2–4 ºС или 3–5 ºС соответственно для весенне-летнего и осеннезимнего периодов года. Продолжительность созревания – не менее 10 ч. Сбивают сливки при температуре созревания. Режимы работы маслоизготовителя аналогичны применяемым при выработке сладкосливочного масла традиционного состава. Срок реализации масла – 90 суток. Диетическое масло рекомендуется для людей пожилого возраста. При подборе ингредиентов для регулирования состава и свойств жировой фазы учтены рекомендации Института питания РАМН о содержании ленолевой и линоленовой жирных кислот. Комбинированное масло вырабатывают из смеси молочных (натуральных или рекомбинированных сливок) и «растительных» сливок способами периодического и непрерывного сбивания или преобразования смеси сливок. Замена молочного жира на растительный допускается до 50 %. Сырьем для производства комбинированного масла служат: сливки из коровьего молока, молочный жир, масло сливочное, топленое, молоко, обезжиренное молоко, сухое молоко и растительные масла и жиры. Возможно добавление ингредиентов, способствующих улучшению вкуса, аромата и консистенции вырабатываемого продукта. 248 Для получения «растительных» сливок используют немолочные жиры: растительные масла и жиры, а также специализированные растительные жиры, являющиеся отвержденными растительными жирами или их композициями. Поскольку качество комбинированного масла, равно как и сливочного, во многом определяется его консистенцией и термоустойчивостью, то к немолочным жирам предъявляются требования по их жирнокислотному составу, температуре плавления и застывания, массовой доле в жировой фазе продукта. В весенне-летний период года при содержании в молочном жире повышенного количества ненасыщенных жирных кислот и легкоплавких глицеридов, обусловливающих сравнительное снижение температур его плавления и застывания, рекомендуется при производстве комбинированного масла использовать высокоплавкие немолочные жиры с повышенными температурами плавления и застывания вследствие повышенного содержания в них насыщенных жирных кислот и высокоплавких глицеридов. В осенне-зимний период года при содержании в молочном жире повышенной массовой доли насыщенных жирных кислот, обеспечивающих ему сравнительно повышенные температуры плавления и застывания, рекомендуется использовать немолочные жиры с пониженными температурами плавления и застывания, обусловленными повышенным содержанием в этих жирах ненасыщенных жирных кислот. При производстве комбинированного масла максимальная доза жидких натуральных растительных масел составляет до 20 %. В осенне-зимний период года, когда молочный жир высокоплавкий, добавление таких масел способствует улучшению пластичности консистенции комбинированного масла при его удовлетворительной термоустойчивости. В весенне-летний период года при сравнительно легкоплавком молочном жире для упрочения структуры и повышения термоустойчивости комбинированного масла целесообразно использовать немолочные жиры повышенной плавкости и стабилизаторы структуры. Технологический процесс получения комбинированного масла способом сбивания смеси молочных и «растительных» сливок включает следующие технологические операции: получение и пастеризация натуральных или рекомбинированных сливок, получение и пастеризация «растительных» сливок, составление смеси молочных и «растительных» сливок, физическое созревание смеси, сбивание, фасование. Натуральные сливки получают путем сепарирования молока. Рекомбинированные сливки получают, используя молочный жир, сливочное масло, топленое масло, обезжиренное молоко и др. Обезжиренное или цельное, восстановленное молоко подогревают до температуры 505 С, в подготовленную молочную основы вносят молочный жир (сливочное масло, топленое масло) и плавят при температуре 505 С при непрерывном перемешивании. Подготовленную смесь обрабатывают, используя диспергатор, или пропускают 2–3 раза через центробежный насос до получения однородной и стабильной эмульсии. Полученные сливки пастеризуют при температуре 905 ºС и охлаждают до температуры 135 ºС и направляют в емкость для составления смеси молочных и «растительных» сливок. «Растительные сливки» приготавливают из смеси обезжиренного молока, подогретого до 50–65 С и растительного масла, предварительно подогретого до 50–65 С. Подачу расплавленного масла в емкость для приготовления смеси осуществляется самотеком или насосом, исключающим врабатывание в масло воздуха. Растительное масло добавляют в обезжиренное молоко при постоянном перемешивании приготовляемой смеси и в течение процесса смешивания поддерживают температуру 50– 65 С. Получаемую смесь обрабатывают на гомогенизаторе, диспергаторе или эмульсоре (допускается использование центробежного насоса) при условиях, исключающих врабатывание воздуха. Обработку проводят до получения однородной стабильной эмульсии «растительных» сливок. «Растительные» сливки пастеризуют при температуре 249 905 С, охлаждают до температуры 135 С и направляют в емкость для составления смеси молока и «растительных» сливок. Пастеризованные и охлажденные молочные и «растительные» сливки смешивают в емкости при температуре 135 С в пропорции, определяемой рецептурой. Массовая доля жира в смеси для способа периодического сбивания должна составлять 28–35%, а для непрерывного сбивания — 38–42%. Допускается составлять смесь молочных и «растительных» сливок до их пастеризации. Молочные и «растительные» сливки смешивают при температуре 135 С в соответствии с рецептурой. Полученную смесь пастеризуют при температуре 905 С или при температуре 1044 С и охлаждают до 135 С. Пастеризованную и охлажденную смесь сливок подвергают физическому созреванию. Продолжительность созревания молочно-растительных сливок больше, чем молочных сливок. Температура созревания 73 С, время созревания 204 ч. Созревшую смесь сливок направляют на сбивание. Режимы сбивания смеси устанавливают в зависимости от конструкции маслоизготовителя и времени года. Как правило, продолжительность сбивания молочно-растительных сливок больше, чем молочных. Технологический процесс получения комбинированного масла способом преобразования смеси высокожирных молочных и «растительных» сливок включает следующие операции: получение натуральных или рекомбинированных молочных сливок, приготовление «растительных» сливок, смешивание молочных и «растительных» сливок, перемешивание смеси до получения однородной дисперсии, пастеризация смеси, нормализация, термомеханическая обработка, фасование. При использовании специализированных аналогов молочного жира технологический процесс выработки комбинированного масла вышеуказанным способом предложено упростить и проводить без предварительного получения высокожирных молочных и «растительных» сливок следующим образом. Компоненты, составляющие молочную основу (сливки, сливочное и топленое масло, молочный жир, обезжиренное молоко, пахта, сухое молоко) подбирают по рецептуре и смешивают в емкости при температуре 50–65 С. Растительные жиры подогревают до температуры 50–65 С в отдельной емкости. Расплавленный растительный жир смешивают с молочной основой. Смесь тщательно обрабатывают путем перемешивания мешалкой и диспергирования, которое осуществляется закольцованным на емкость центробежным насосом, диспергатором, гомогенизатором или эмульсором. После получения однородной дисперсии смесь пастеризуют при температуре 905 С. После пастеризации смесь нормализуют, охлаждают до температуры 50–65 С, и подвергают термомеханической обработке на маслообразователе. Температура продукта на выходе из маслообразователя должна быть 12–14 С. Кулинарное масло. Славянское, угличское и городское масло относятся к подгруппе «кулинарное масло». В составе этих масел часть молочного жира заменена (на 40–50 %) растительным. Массовая доля жира, Замена в том числе немолочного, % на немолочный жир, % Славянское 80,0/32,0 40 Угличское 72,0/36,0 50 Городское 72,0/28,8 40 В технологии кулинарных масел допускается использование сливочного ароматизатора, каротина, соли др. Вырабатывают эти виды масла способом преобразования высокожирных сливок. 250 Славянское масло выпускают двух видов: несоленое и соленое. Массовая доля жира в несоленом масле – 80 %, в том числе растительного – 32%, а в соленом соответственно 79,0 и 31,6 %.При производстве славянского масла способом преобразования высокожирных сливок раздельно готовят молочные сливки и дисперсию (эмульсию) используемых немолочных жиров. Эмульсию растительных жиров с массовой долей жира 35–40 % получают путем смешивания растительных жиров с обезжиренным молоком или пахтой при температуре 60±5 ºС. Смесь подвергают диспергированию в коллоидной мельнице или эмульгаторе другого типа, затем пастеризуют и сепарируют. Полученную дисперсию немолочных жиров (влаги 15–17 %) в нормализационных ваннах смешивают с высокожирными сливками. К смеси добавляют поваренную соль, каротин, ароматизаторы и направляют на термомеханическую обработку. При выработке славянского масла способом сбивания полученную, как указано выше, дисперсию немолочных жиров с массовой долей жира 30–40 % после обработки на эмульгаторе охлаждают до 10±2 ºС и направляют в емкость, где смешивают с молочными сливками. Смесь пастеризуют и охлаждают до температуры физического созревания 3– 6ºС – для весенне-летнего периода года и 3–7ºС – для осенне-зимнего. Продолжительность созревания соответственно не менее 5 и 7 ч. Температура сбивания смеси 6–11 ºС и 7–12 ºС соответственно для весенне-летнего и осенне-зимнего периода года. Промывку масляного зерна при выработке славянского масла не производят. При выработке соленого масла посолку осуществляют раствором соли (в обезжиренном молоке или пахте) с массовой долей хлорида натрия 25 %. Фасование и сроки реализации славянского масла аналогичны диетическому. Консервное масло. Консервное масло вырабатывают следующих разновидностей: стерилизованное, каймак и сухое (табл. ). Наимепнование продукта Стерилизованное масло Сухое масло Состав разновидностей консервного масла Массовая доля, % жира СОМО сахара сухих воды веществ наполнителя 82,5 1,5 – – 16 78,0 2,0 – – 20 80,0 16,0 – – 4 70 26,0 – – 4 50 13 – – 37 Энергетическая ценность, кДж/100 г продукта 3313 2961 3318 3070 2050 Каймак Кремы: с кофе 45,0 10,6 12,0 0,4 32 2050 с какао 45,0 10,3 12,0 2,5 30 2050 Стерилизованное масло вырабатывают по схеме технологического процесса производства масла способом преобразования высокожирных сливок. Отличительной особенностью технологии стерилизованного масла является тепловая стерилизация высокожирных сливок и отсутствие операции – преобразования их в масло. Высокожирные сливки с массовой долей жира 78,0 и 82,5 % при температуре 60– 70 ºС фасуют в жестяные банки, укупоривают герметически и стерилизуют при температуре 120 ºС в течение 45 мин. После стерилизации банки охлаждают в течение 20 мин холодной водой и направляют в холодильные камеры, где их выдерживают 12–14 ч при 8–10 ºС. Срок хранения стерилизованного масла до 3 мес при температуре не выше 10 ºС. Реализуют стерилизованное масло без подразделения на сорта. Сухое масло вырабатывается из сливок с массовой долей жира не менее 30 %. Для повышения устойчивости эмульсии жира в сливках используют белковый концентрат, получаемый из обезжиренного молока по специальной технологии. Белковый концентрат 251 вносят в сливки в количестве 10–15 % от массы сливок. Полученную смесь при температуре 90–92 ºС гомогенизируют при 4–6 и 1–3 МПа и сушат на распылительных сушилках. Полученный сухой порошок просеивают, охлаждают до температуры 17–19 ºС и фасуют. Сроки хранения сухого масла при температуре от 0 до 10ºС и до 25ºС и относительной влажности воздуха не более 85 % соответственно 12 и 9 месяцев. Сухое масло допускается вырабатывать с частичной (на 25 и 35 %) заменой молочного жира на растительный. В качестве растительного масла используют подсолнечное или кукурузное масло. Каймак, кремы с кофе и какао вырабатывают следующим образом. В высокожирные сливки при температуре 60–70 ºС вносят ранее восстановленное сухое обезжиренное молоко или пахту (растворением в соотношении 1:1). Затем вносят вкусовые наполнители. Смесь пастеризуют при 90 ºС с выдержкой 15–20 мин при постоянном перемешивании. Фасуют смесь в горячем состоянии в жестяные банки, герметически укупоривают и стерилизуют при температуре 117 ºС с выдержкой 15–20 мин. Затем банки охлаждают сначала водой до 25– 20 ºС в течение 30 мин, а затем в холодильной камере до 2–6 ºС с выдержкой 12ч с целью формирования структуры и консистенции продукта. Срок реализации: 20 мес при температуре 1–6 ºС и 12 мес – при 20±5 ºС и относительной влажности воздуха не более 85 %. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ КОНЦЕНТРАТОВ МОЛОЧНОГО ЖИРА Топленое масло. Представляет собой молочный жир с небольшим содержанием плазмы, массовая доля жира в нем составляет не менее 98 %, сухих обезжиренных веществ – до 1 % и влаги – не более 1 %. Получают топленое масло путём тепловой обработки сливочного, подсырного и сборного топленого масла. Сырье должно быть натуральным, незагрязненным, непрогорклым, без посторонних привкусов и запахов. Получают топленое масло двумя способами: отстоем и сепарированием, сепарированием. Технологический процесс производства топленого масла отстоем и сепарированием включает следующие операции: плавление масла; частичный отстой жира и сепарирование плазмы масла; тепловую обработку, промывку и отстой жира. Плавление масла осуществляют в плавителе, снабженном пакетом труб и металлическим фильтр-ситом, куда периодически загружают масло, предназначенное для перетопки. После расплавления масло выдерживают 1 ч в ванне-плавителе при температуре 50-б0 С для частичного отделения плазмы масла от свободного жира. Отделившуюся плазму сепарируют, а полученный жир направляют в плавитель. Жир, освобожденный от большей части плазмы, подвергают тепловой обработке при 90–95 °С и подают в емкости для отстоя и выдержки при температуре тепловой обработки в течение 2–4 ч. Затем плазму отделяют от жира. Отстоявшееся масло проверяют пробой на осветление. Если масло в стакане прозрачное по внешнему виду, отстой закончен. Технологический процесс производства топленого масла сепарированием включает следующие операция: плавление масла и частичное отделение плазмы; тепловую обработку, очистку и первое сепарирование; выдержку и второе сепарирование. Плавление масла осуществляется так же, как и при выработке топленого масла способом отстоя и сепарирования. Плазму, полученную после отстоя жира, отделяют, а частично осветленный продукт нагревают до 95 или 110 °С, очищают от механических примесей и коагулированного белка на сепараторе-молокоочистителе, а затем сепарируют (первое сепарирование). При этом удаляется значительная часть белков. Если пастеризация проводилась при 95°С, то после сепарирования промежуточный продукт выдерживают в емкостях при 95 °С в течение 1–2 ч, если при 110 ºС, то выдержка исключается. 252 Обработка масла при повышенной температуре приводит к денатурации белка и образованию веществ, придающих топленому маслу специфические вкус и запах. В то же время ослабляется эмульгирующая способность системы, что улучшает процесс последующего сепарирования. Продукт, полученный от первого сепарирования, повторно сепарируют для окончательного отделения белка и влаги. Топленое масло, полученное способом отстоя и сепарирования или сепарированием, направляют на охлаждение, фасование, кристаллизацию жира и хранение. При фасовании масла в бочки (фляги) топленое масло охлаждают до 36-40 °С, в случае фасования в стеклянные и жестяные банки – до 50–60 °С. Фасованное в бочки масло помещают в камеру с температурой 4–6 °С на 2–3 суток. Для равномерного охлаждения и кристаллизации жира бочки перекатывают через 6–12 ч с момента поступления их в камеру. Фасованное во фляги масло выдерживают при 10–14 °С в течение 1,5–2 сут., при этом масло перемешивают через 5–7 ч с момента поступления его в камеру. Масло в стеклянных и жестяных банках выдерживают при температуре 20–22 °С в течение 14–18 ч. После этого банки с маслом на сутки помещают в камеру с температурой 10– 12 °С, а затем в камеру хранения. Хранится топлёное масло до отправки на базу при температуре не выше 4°С и не ниже минус 6 °С. Молочный жир. Продукт представляет собой концентрат молочного жира с минимальной массовой долей воды не более 0,2 %. Он предназначен для резервирования, выработки регенерированных продуктов и непосредственного употребления. Молочный жир используют в кулинарии, в производстве мучных кондитерских изделий, шоколада, жиросодержащих пастообразных молочных продуктов. Для производства молочного жира используют различные виды сливочного масла (сладкосливочное, крестьянское, подсырное и др.). Технологический процесс производства молочного жира включает плавление масла, сепарирование, обработку жира под вакуумом, охлаждение, фасование. Хранить молочный жир можно при температуре не выше 5 С в течении 12 мес. Контрольные вопросы и задания. 1 Дайте характеристику отдельным группам сливочного масла. 2. Назовите способы производства сливочного масла. Дайте краткую характеристику каждому способу. 3. Какие требования предъявляют к качеству молока и сливок в маслоделии? 4. Дайте схему технологического процесса производства масла способом сбивания. 5.Какова цель низкотемпературной обработки сливок? 6. В чем сущность сбивания сливок? Назовите факторы, влияющие на сбивание сливок. 7. Дайте схему технологического процесса производства масла способом преобразования высокожирных сливок. 8. Как можно получить высокожирные сливки? 9. Как нормализуют высокожирные сливки? 10. При каких режимах хранят масло? 11. Перечислите пороки вкуса, запаха, консистенции масла и назовите способы их предупреждения. 12. Каковы особенности технологии вологодского масла? 13. назовите особенности технологии кислосливочного масла. 14. Каковы особенности технологии масла с наполнителями? 253 Раздел 10. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДУКТОВ ОБЕЗЖИРЕННОГО МОЛОКА, ПАХТЫ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ ИЗ И ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЕЗЖИРЕННОГО МОЛОКА, ПАХТЫ И МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ СОСТАВ И СВОЙСТВА ОБЕЗЖИРЕННОГО МОЛОКА, ПАХТЫ И МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ При сепарировании молока, производстве сметаны, сливочного масла, натуральных сыров, творога и молочного белка по традиционной технологии получаются побочные продукты – обезжиренное молоко, пахта и молочная сыворотка, которые называют вторичным молочным сырьем. При разделении молока нетрадиционными методами получают ультрафильтрат и бесказеиновую фазу, которые по аналогии причисляют к молочной сыворотке. При производстве 1 т сливочного масла получают до 20 т обезжиренного молока и 1,5 т пахты; при производстве 1 т сыра и творога до 9 т молочной сыворотки. Обезжиренное молоко получают также при нормализации цельного молока по жиру. Химический состав обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки приведен в табл. . Содержание основных составных частей в обезжиренном и цельном молоке, пахте и молочной сыворотке Массовая доля, % Сырье сухих молочного молочного минеральных белков веществ жира сахара веществ Цельное молоко 12,3 3,2 3,6 4,8 0,7 Обезжиренное молоко 8,9 3,2 0,05 4,8 0,75 Пахта 9,1 3,2 0,5 4,7 0,7 Молочная сыворотка 6,3 0,9 0,3 4,5 0,6 В обезжиренное молоко, пахту и молочную сыворотку переходит от 50 до 75 % сухих веществ молока. Степень перехода сухих веществ цельного молока составляет соответственно в обезжиренное молоко, пахту и сыворотку 70,4 %; 72,8 % и 52 %. При этом почти полностью переходит молочный сахар (98,5 %; 97,5 % и 96,0 %). Белки переходят в обезжиренное молоко и пахту практически полностью (97,5 % и 98,0 %), а степень перехода их в молочную сыворотку составляет 24,3 %. Если в обезжиренном молоке и пахте содержатся все молочные белки (степень перехода их составляет соответственно 97,5 % и 98,0 %), то в молочную сыворотку переходят 22,5 % казеина и 95 % сывороточных белков. Молочный жир переходит в обезжиренное молоко, пахту и молочную сыворотку в небольших количествах, степень перехода жира составляет соответственно 1,4 %; 14 % и 5,5 %. Отличительной особенностью этого жира является высокая степень его дисперсности, размер жировых шариков составляет от 0,5 до 1,0 мкм. Минеральные вещества цельного молока почти полностью переходят в обезжиренное молоко, пахту и молочную сыворотку. Степень перехода их составляет соответственно 98 %; 97,5 % и 96 %. В молочной сыворотке минеральных веществ содержится несколько меньше, чем в обезжиренном молоке и пахте, так как некоторая часть солей переходит в основной продукт (сыр, творог, казеин). В молочную сыворотку переходят также и те соли, которые используются при выработке основного продукта. Кроме основных частей цельного молока, в обезжиренное молоко, пахту и молочную сыворотку попадают фосфатиды, небелковые азотистые соединения, витамины, 254 ферменты, гормоны и другие соединения. Среди фосфатидов особое значение имеет лецитин как регулятор холестеринового обмена, его особенно много содержится в пахте. В пахту переходят до 75 % фосфолипидов. Пахта содержит минимальное количество холестерина (10 мг в 100 г). Пиридоксин (B6) Кобаломин (B12) Аскорбиновая кислота (С) Ретинол (А) Токоферол (Е) Биотин (Н) Холин Цельное молоко Обезжиренное молоко Пахта Молочная сыворотка Рибофлавин (В2) Витамины, мг/% Тиамин (B1) Содержание витаминов в обезжиренном молоке, пахте и молочной сыворотке 0,45 0,35 0,36 0,37 1,50 1,8 2,00 2,00 0,33 1,50 1,60 1,30 4,00 4,00 4,20 2,60 1,50 2,30 2,70 4,70 0,25 0,03 0,08 0,04 0,85 0,50 0,55 0,29 56,00 0,01 0,01 0,01 313,00 328,00 466,00 662,0 Следует отметить значительное снижение содержания жирорастворимых витаминов во вторичном молочном сырье в сравнении с цельным молоком (табл. ). Это следует учитывать при переработке обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки, обогащая продукты из них витаминами A, D, Е. В то же время содержание пиридоксина (B6), холина и рибофлавина (B2) в молочной сыворотке превышает показатели в молоке, что обусловлено жизнедеятельностью молочнокислых бактерий. Состав обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки свидетельствует о том, что это полноценные виды сырья, по своей биологической ценности они практически не уступают цельному молоку. Однако энергетическая ценность обезжиренного молока и пахты почти в 2 раза, а сыворотки в 3,5 раза ниже, чем цельного. Это обусловливает целесообразность использования обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки в производстве продуктов диетического питания. Данные по энергетической ценности обезжиренного молока, пахты и сыворотки приведены ниже. Сырье Цельное молоко Обезжиренное молоко Пахта Молочная сыворотка Энергетическая ценность кДж % 2805 100 1440 51 1599 58 1013 36 При переработке обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки следует учитывать, что некоторые их физико-химические свойства отличаются от цельного молока. Вода вторичного молочного сырья по формам связи с сухим веществом отличается от воды цельного молока. Прежде всего воды в этих видах молочного сырья несколько больше, чем в цельном молоке. Кроме того, она связана с сухим веществом более энергоемко, что отражается на эффективности процессов удаления влаги (выпаривание, сушка). 255 В связи с незначительным содержанием жира плотность обезжиренного молока и пахты выше плотности цельного молока, а вязкость меньше вязкости цельного молока примерно на 8–15 %. Из-за низкого содержания сухих веществ плотность и вязкость молочной сыворотки меньше, чем цельного молока (табл. ). Физические и химические свойства обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки. Плотность, Вязкость, Теплоем Поверх. Кислотность 3 -3 кг/м Па·с·10 кость, натяжени Титруе Активн кДж/кг·К е, Сырье мая, ая, Па·с ºТ (рН), ед. Цельное молоко 1027–1032 1,30–2,20 3,90 49 16–18 6,7–6,5 Обезжиренное молоко 1029–1035 1,71–1,75 3,98 53 16–20 6,5–5,7 Пахта 1027–1035 1,65 3,94 40 15–50 6,6–4,9 Молочная сыворотка 1022–1027 1,55–1,65 4,80 52 13–75 6,5–4,5 В случае необходимости хранения обезжиренного молока его охлаждают до 4-8 °С. Оптимальным способом сохранения качества обезжиренного молока является пастеризация и охлаждение. При необходимости хранения пахты способы обработки выбираются в зависимости от ее вида. При производстве сливочного масла способом сбивания сливок пахта получается с температурой 12-16°С. Для ее хранения необходимо охлаждение до 6-8°С. При производстве сливочного масла способом преобразования высокожирных сливок пахту получают с температурой 70-85°С. Ее следует охладить до 6-8°С и хранить в закрытых резервуарах до переработки или транспортирования. Необходимо исключить попадание в пахту промывных вод, особенно при сбивании сливок в маслоизготовителях периодического действия. Для контроля можно использовать метод определения плотности, т.к. попадание воды снижает этот показатель. Вода снижает качество пахты и затрудняет ее переработку. Следует отметить, что молочная сыворотка в процессе производства основного продукта значительно обсеменяется молочнокислыми бактериями, а в процессе сбора, хранения и дальнейшей обработки – различной посторонней микрофлорой. К тому же из основного производства сыворотка поступает с температурой 30 °С, что соответствует оптимальному режиму жизнедеятельности микроорганизмов. Вследствие развития микроорганизмов во время сбора и хранения состав и свойства молочной сыворотки могут изменяться, а качественные показатели ухудшаться. Так, лактоза подвергается молочнокислому брожению с образованием молочной кислоты, что приводит к повышению титруемой кислотности и потерям лактозы. Кроме того, происходит гидролиз белков и жира, изменяется вкус сыворотки, могут накапливаться нежелательные и даже вредные вещества. В результате хранения без обработки в течение 12 ч молочную сыворотку практически нецелесообразно использовать для производства молочного сахара. Поэтому молочную сыворотку рекомендуется перерабатывать в течение 1–3 ч после ее получения. Если переработка задерживается, то для сохранения исходных свойств молочной сыворотки ее подвергают специальной обработке (тепловой обработке, консервированию). Тепловую обработку молочной сыворотки проводят при температуре (72±2) °С (тепловой порог денатурации сывороточных белков), с последующим охлаждением до (6±2 ºС. После такой обработки сыворотка может храниться в течение 24–36 ч. Кроме того, применяют различные консерванты: 30 %-ный раствор пероксида водорода в количестве 0,03 %, 40 %-ный раствор формальдегида в количестве 0,025 %, хлорид натрия 5–10 %-ной концентрации. В ряде случаев можно использовать этиловый 256 спирт, сорбиновую кислоту и др. ВИДЫ И АССОРТИМЕНТ ПРОДУКТОВ ИЗ ОБЕЗЖИРЕННОГО МОЛОКА, ПАХТЫ И МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ Известны три основные направления промышленной переработки обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки: - полное использование всех компонентов сырья (напитки, сгущенные и сухие продукты, ЗЦМ); - раздельное использование компонентов сырья (извлечение молочного жира, белков, лактозы); - получение производных составных частей молочного сырья (гидролизаты казеина и сывороточных белков, глюкозо-галактозные сиропы, этиловый спирт, лактулоза, лактитол и др.). Обезжиренное молоко широко используется для производства продуктов питания, кормовых средств, медицинских препаратов и технических полуфабрикатов. Наиболее рациональной является переработка обезжиренного молока в молочные продукты для непосредственного потребления. Ассортимент продуктов из обезжиренного молока включает питьевое нежирное молоко и напитки, кисломолочные напитки нежирные, сыры нежирные, белковые кисломолочные продукты нежирные, молочные консервы нежирные, молочно-белковые концентраты, заменители молока для молодняка сельскохозяйственных животных. Наибольший интерес с точки зрения пищевой ценности представляют молочные продукты с полным использованием сухих веществ обезжиренного молока – напитки, особенно кисломолочные и с наполнителями. Технология таких продуктов практически не отличается от технологии про рассматривается. То же самое относится к производству белковых кисломолочных продуктов (сыров, творога, паст, кремов) и сыра нежирного. Особое значение имеет получение из обезжиренного молока молочно-белковых концентратов – молочного белка и казеина. В связи с уникальными свойствами молочного белка и широким спектром его использования технология этих продуктов изложена ниже более подробно. Видная роль в разработке теории и практики получения белков из молока принадлежит проф. П.Ф. Дьяченко и его ученикам. Отдельной группой продуктов из обезжиренного молока являются кормовые средства и, прежде всего, заменители цельного молока для молодняка сельскохозяйственных животных в жидком, сгущенном и сухом видах. Пищевая и диетическая ценность пахты обуславливает необходимость ее полного сбора и использования исключительно для производства продуктов питания. Следует подчеркнуть принципиальное отличие пахты от обезжиренного молока по содержанию жира (примерно в 10 раз) и содержанию БАВ (например, фосфатидов в 11 раз Основные направления промышленной переработки пахты можно сформулировать следующим образом. Пахту, полученную при производстве сладкосливочного масла, полученного методом сбивания и преобразования высокожирных сливок, желательно использовать при: - нормализации цельномолочной продукции, производстве напитков, в т.ч. кисломолочных и с наполнителями; - производстве белковых продуктов (творог, сыр); - производстве сгущенной и сухой пахты; - выделении компонентов пахты ультрафильтрацией. Пахту, полученную при производстве кислосливочного масла используют по тем же направлениям за исключением сгущения и сушки, что связано с повышенной кислотностью исходного сырья. Ассортимент продуктов из пахты насчитывает несколько десятков наименований 257 (более 50) и постоянно расширяется. Поиск в этом направлении не закончен, особенно для продуктов на основе ультрафильтрации и микробиологического синтеза. Проф. Ф.А. Вышемирским с сотр. (ВНИИМС) сформулированы основные направления безотходной технологии при производстве сливочного масла и ведутся активные, целенаправленные научные разработки по полному и рациональному использованию пахты. С учетом группировки продуктов из пахты по видовым особенностям можно предложить их следующую классификацию: напитки свежие, напитки кисломолочные, белковые продукты, сыры, мороженое, пахта сгущенная и сухая. Технология продуктов из пахты аналогична цельному и обезжиренному молоку. Однако технологические параметры обработки имеют специфические особенности. В настоящее время наиболее рациональным и экономически целесообразным является использование пахты для нормализации молока по жиру. Молочная сыворотка, являясь побочным продуктом при производстве сыров, творога и казеина, относится к ценному пищевому сырью, из которого возможно получение целой гаммы диетически полноценных молочных продуктов и полуфабрикатов. Полное использование всех компонентов молочной сыворотки позволяет вырабатывать продукты как для непосредственного потребления, так и для длительного хранения. Раздельное использование компонентов дает возможность извлекать молочный жир, комплекс белков или их отдельные фракции, лактозу и минеральные соли. Неограниченные возможности при реализации этого направления промышленной переработки молочной сыворотки представляются за счет использования методов молекулярно-ситовой фильтрации: ультрафильтрация, гельфильтрация, ионный обмен, электродиализ и сорбция. Оригинальным направлением является физико-химическая и биологическая обработка молочной сыворотки с целью получения производных компонентов: конверсия лактозы в лактулозу, получение ангиогенина, таурина, гидролиз лактозы до моноз, протеолиз белков ферментами, микробный синтез белков, органических кислот, этилового спирта, антибиотиков, витаминов и жира. Ассортимент продуктов из молочной сыворотки насчитывает более 1000 наименований и постоянно расширяется. Классификационной таблицы продуктов из молочной сыворотки пока так же не создано. Исходя из основных направлений промышленной переработки и группировки продуктов по ассортиментному признаку, можно привести следующий перечень: использование жира молочной сыворотки, производство белковых продуктов, напитков, сгущенной и сухой сыворотки, молочного сахара и его производных: лактулоза, этанол. ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДУКТОВ ИЗ ОБЕЗЖИРЕННОГО МОЛОКА МОЛОЧНО-БЕЛКОВЫЕ КОНЦЕНТРАТЫ Молочный белок получают из обезжиренного молока путем направленного воздействия на весь белковый комплекс молока – казеин и сывороточные белки. Способ был обоснован и разработан в нашей стране проф. П.Ф. Дьяченко. Позднее за рубежом продукт, получаемый на этом принципе, назвали «копреципитат». В нашей стране и за рубежом проведено значительное количество исследований по разработке технологии получения молочного белка во влажном и сухом видах, гель-форме, гранулах, которые находят применение в качестве обогатителей пищевых продуктов и компонента полноценных кормовых смесей. Проблематичным является получение растворимых форм копреципитатов. Сущность технологии заключается во введении в нагретое до 96±1°С обезжиренное молоко с кислотностью не выше 21Т хлорида кальция (CaCl2) строго определенного количества. При этом в результате катионного обмена снижается агрегативная устойчивость казеинат-кальций-фосфатного комплекса (ККФК): 258 [ККФК] Н+ + CaCl2 [ККФК] Са++ + 2 HCl ККФК молока обогащается кальцием, за счет образования соляной кислоты происходит подкисление молока со снижением рН с 6,5 до 5,0 ед. Электронномикроскопические исследования четко фиксируют процесс агрегирования мицелл казеина в результате потери термоустойчивости. Образуются рыхлые агрегаты казеина, которые, укрупняясь, образуют хлопья с денатурированными сывороточными белками – происходит выделение белкового комплекса молока (термокальциевая коагуляция). Установлена оптимальная доза CaCl2 - 1,5 г/л, что обеспечивает коагуляцию 97% белков молока. Естественно происходит обогащение получаемого молочного белка кальцием и фосфором, количество которых можно направленно регулировать. Технологический процесс производства молочного белка включает следующие операции: приемка и подготовка исходного сырья – обезжиренного молока, реагентов и вспомогательных материалов, коагуляцию казеина и сывороточных белков (осаждение копреципитата); отделение молочной сыворотки; обработку белковой массы; расфасовку, фасование и хранение. В зависимости от вида молочного белка разработано несколько вариантов технологических линий для его получения. Аппаратурно-процессовое оформление технологии достаточно простое и поддаётся полной автоматизации. Сухой молочный белок пищевых кондиций получают путем осаждения белков хлоридом кальция, диспергирования белковой массы с обезжиренным молоком и последующей сушкой на распылительных сушилках. Варианты: смешивание белковой массы с растворителем (триполифосфат натрия) и нейтрализатором (натрий углекислый) с целью получение концентрата молочно-белкового сухого, либо в блоках; прессование белковой массы для получения белка молочного пищевого свежего и консервированного (соленого, замороженного соленого и несоленого). Концентраты растворимые с регулируемым содержанием кальция получают путем направленной обработки белковой массы - промывки водой, растворения гидроксидом и триполифосфатом натрия с последующей сушкой распылительным способом. Состав получаемых продуктов приведен в табл. Состав молочно-белковых концентратов Копреципитаты Сухой Показатели молочный высокосредненизкобелок кальциевые Влага, %, не более 6,0 6,0 6,0 6,0 Белок, % 71,0 72,0 76,0 80,0 Лактоза, % 11,0 4,0 3,0 2,0 Жир, %, не более 2,0 2,5 2,5 2,5 Зола, %, не более, 8,5 14,0 8,0 4,0 в т.ч. кальций Индекс растворимости, см3 сырого осадка, не более 3,0 3,0 2,0 1,0 Не растворим 1,5 1,5 1,0 Имеются разработки по коагуляции белков молока 20%-ным раствором лактата кальция (кальций молочнокислый) при температуре 90-96ºС с дозировкой 25-50мл 259 раствора на 1 л обезжиренного молока. При этом выделяется 97,5±0,5% белков диетического назначения. Аналогичный процесс происходит при введении в нагретое свыше 95°С обезжиренное молоко сильных кислот (термокислотная коагуляция), например соляной. Это направление разработано за рубежом, в частности в США E.С.Скоттом. Особый интерес представляют растворимые формы молочного белка, технология которых разработана Н.К. Растросой (МГУПБ), а так же исследования ВНИМИ (В. Д. Харитонов) по получению молочного белка в гель-форме. Эти разработки полностью соответствуют мировым тенденциям по механизированному производству растворимых копреципитатов. Казеин. Сущность технологии заключается в обеспечении кислотной или сычужной коагуляции казеина с последующим отделением осадка, его промывкой, обезвоживанием и сушкой. Технологический процесс производства казеина включает следующие операции (блоки): приемку и подготовку исходного сырья – обезжиренного молока, реагентов и вспомогательных материалов, в том числе промывной воды, коагуляцию казеина; отделение молочной (казеиновой) сыворотки; промывку и обезвоживание казеинового зерна (фильтрация, прессование, центрифугирование); измельчение казеиновой массы (гранулирование); сушку казеиновых гранул; фасование, упаковывание и хранение. Казеин получают периодическим и непрерывным способами с обеспечением качества по требованиям потребителей и стандарту ММФ. Для производства казеина высокого качества при любом способе его получения необходимо доброкачественное обезжиренное молоко с кислотностью не выше 21Т, массовой долей жира не более 0,05 % и минимальной бакобсемененностью. Обезжиренное молоко пастеризуют при температуре 72–74С с выдержкой 15–20 с и охлаждают до 30–39С. Следует обратить внимание на строгое соблюдение режима пастеризации, так как повышение температуры приводит к реакции меланоидинообразования белков и лактозы, что придает готовой продукции желтый и даже коричневый цвет. Для получения казеина пищевых категорий качества, особенно при поставках на экспорт, наряду с пастеризацией рекомендуется проводить микрофильтрацию обезжиренного молока. При периодическом способе казеин коагулируют (осаждают) тремя способами: внесением фермента, сквашиванием заквасками чистых культур и внесением реагентов (молочной, соляной, серной, уксусной и др. кислот). По первому способу в обезжиренное молоко с температурой 341С вносят соли кальция (200–400 г на 1000 кг смеси в виде 355 % водного раствора) и молокосвертывающий фермент. Для улучшения процесса коагуляции рекомендуется кроме солей кальция вносить и закваску молочнокислых бактерий (3–5 % к объему смеси). Количество фермента рассчитывают исходя из времени коагуляции казеина и образования молочного сгустка – 3010 мин. Смесь тщательно перемешивают в течение 3–5 минут и оставляют в покое для обеспечения коагуляции казеина. Механизм коагуляции казеина аналогичен гелеобразованию, рассмотренному в сыроделии. Полученный сгусток разрезают, измельчают до размера зерен 4–6 мм, нагревают до 60C и вымешивают в течение 15–20 мин, что обеспечивает инактивацию фермента и необходимую степень обезвоживания частиц (зерен) скоагулировавшего казеина. По второму способу в обезжиренное молоко при температуре 25–30С вносят закваску чистых культур молочнокислых бактерий в количестве 3–5% к массе исходного сырья, смесь тщательно перемешивают и оставляют в покое на 10-12 ч для коагуляции казеина (образования сгустка). Механизм кислотной коагуляции казеина под действием молочной кислоты, образующейся в результате молочнокислого брожения, протекает следующим образом. В начальный период сквашивания обезжиренного молока 260 происходит агрегация частиц казеинаткальцийфосфатного комплекса (ККФК) в результате потери ими отрицательных зарядов Н-ионов молочной кислоты. Это явление хорошо наблюдается в электронном микроскопе. По мере увеличения количества молочной кислоты активная кислотность приближается к изоэлектрической точке казеина (рH 4,6) происходит т.н. "химическое разложение ККФК", высвобождаются свободный казеин и минеральная часть комплекса в виде лактатов и фосфатов кальция: [ККФК] + C3Н 6О2 Осадок казеина [R] + Лактат Са + Фосфат Са молочная кислота В результате коагуляции образуется сгусток казеина, из которого можно удалить направленной промывкой балластные вещества – лактозу и минеральные соли, что определяет качество готового продукта. Контроль процесса ведут по кислотности – оптимум соответствует 80–90Т и пробе на излом – четкие грани и прозрачная сыворотка зеленоватого цвета. Сгусток разрезают на кубики (зерно) и медленно нагревают до 40–50С, повышая температуру примерно на 1С в мин. Нагретое зерно вымешивают, измельчая до размера 4–5 мм и одновременно повышая температуру массы до 60–65С. Затем нагревание прекращают, массу вымешивают еще 10–15 мин. Готовность зерна (скоагулировавшего казеина) к дальнейшей обработке определяют визуально – при слабом сжатии и растирании оно должно легко рассыпаться. Обработку сгустка возможно осуществлять с помощью эжектора, что рекомендуется при небольших объемах производства и дефиците площадей. Сгусток обезжиренного молока засасывают за счет подачи острого пара в камеру эжектора, где он раздробляется на мелкие зерна, одновременно нагревается и уплотняется. Полученная масса казеина направляется в резервуар для промывки. По третьему способу коагуляцию казеина осуществляют по так называемому "зерненому способу" кислой сывороткой (молочная кислота) или минеральными кислотами - соляной, серной, уксусной. Механизм коагуляции аналогичен второму методу. В случае применения минеральных кислот, особенно соляной, благодаря хорошей растворимости хлоркальциевых солей представляется возможным получить кислотный казеин с меньшей зольностью. В обезжиренное молоко при температуре 35–37С вносят кислую сыворотку с той же температурой при непрерывном перемешивании смеси. Кислую сыворотку готовят заранее путем сквашивания казеиновой сыворотки от предыдущих выработок до кислотности 180–200ºТ. Для сквашивания сыворотки по последним данным рекомендуется использовать штаммы невяжущей ацидофильной палочки. Кислую сыворотку рекомендуется вносить в два этапа. На первом - для коагуляции казеина и постановки зерна кислотность доводят до 50–55 ºТ с получением прозрачной сыворотки в смеси. На втором – для обсушки зерна и снижения зольности в т. ч. удаления кальция. Кислотность отделяемой сыворотки повышают до 70–75Т. Скорость вращения мешалок должна обеспечить получение зерна размером 3–5 мм. Для интенсификации процесса оба этапа целесообразно осуществлять с новыми порциями обезжиренного молока последовательно 2–3 раза в одном и том же резервуаре (ванне) – путем слива сыворотки и заполнения резервуара следующей порцией обезжиренного молока. После достижения сывороткой кислотности 50–55ºТ зерно вымешивают в течение 10–15 мин с целью его уплотнения. В качестве коагулянта, наряду с кислой сывороткой (молочная кислота) при периодическом способе получения казеина, возможно использование соляной, серной и уксусной кислот. Соляная кислота является наиболее распространенной и предпочтительна, т.к. обеспечивает высокое качество технического казеина. Серная кислота дает трудно растворимые кальциевые соли, готовый продукт имеет ограниченное 261 применение в текстильной промышленности. Уксусная кислота - дорогой и дефицитный реагент, применяется для получения казеина особо чистых кондиций. Готовому зерну, полученному одним из трех способов коагуляции дают осесть, сливают сыворотку, осадок казеина промывают. Промывка казеина традиционно считается операцией, обеспечивающей качество готового продукта, за счет освобождения его от примесей - минеральных солей, молочного сахара, молочной кислоты и частично молочного жира. Следует обратить внимание, что промывка связана с удалением примесей, находящихся вне зерен казеина. Считается, что для проведения промывки необходима чистая, мягкая вода, отвечающая требованиям к качеству питьевой, водопроводной по стандарту. Специфические требования, связанные с обеспечением качества казеина, сводятся к следующему: - отсутствие посторонней микрофлоры, особенно гнилостных бактерий; - содержание железа должно быть не более 2-х мг на 1 литр воды; - минимум щелочных солей, особенно двууглекислых солей кальция и магния. На практике применяется трехкратная промывка казеина: первая – теплой водой с температурой 35–40С, вторая – водой с температурой 20–25С и третья - холодной водой с температурой 10–15С. Общий объем промывной воды рассчитывается исходя из принципа – 1 литр воды на каждый литр молочной сыворотки. При каждой промывке казеин перемешивают с водой в течение 10 мин. Для исключения склеивания зерен температуру воды при первой и второй промывке, в случае необходимости, допускается снижать на 5–10С, т. е. до 15–20С. Следует обратить внимание, что для первой и второй промывок казеина используется принцип регенерации за счет применения воды третьей промывки. Это позволяет снизить расход промывной воды в 1,5–3,0 раза. Промытый казеин содержит до 80 % воды и является полуфабрикатом высокой степени готовности, особенно для получения растворимых форм молочного белка. При необходимости хранения промытый казеин подлежит обезвоживанию. Обезвоживание промытого казеина до стандартной влаги (не более 12 %) достигают путем прессования или центрифугирования (60–62 % влаги) с последующей сушкой в сушилках периодического или непрерывного действия камерных и туннельных, а также во взвешенном состоянии с флюидизацией. Перед сушкой отпрессованную массу казеиновых зерен дробят на гранулы с размером 3–5 мм. Температура сушки гранул казеина регулируется на уровне 50–75С. Сухой продукт охлаждается и упаковывается в бумажные мешки с вкладышами из полиэтиленовой пленки. Наибольший интерес и перспективу имеет технология и аппаратурно-процессовое оформление производства казеина в потоке непрерывным способом с использованием в качестве коагулянта соляной кислоты или кислой сыворотки, схема технологической линии которой приведена на рис. Полготовку обезжиренного молока, реагентов и вспомогательных материалов и сквашивание молочной сыворотки, осуществляют также, как и при периодическом способе производства казеина (третий метод). Рабочий раствор соляной кислоты, использованной для коагуляции казеина, готовят разведением концентрированной соляной кислоты (37,2%) в 7–8 раз по объему. Коагуляцию казеина и формование зерна на первой стадии осуществляют, смешивая охлажденные до 8–12С обезжиренное молоко с кислой сывороткой и рабочим раствором соляной кислоты в насосе-смесителе. Расход кислой сыворотки по отношению к объему обезжиренного молока составляет 25–30%, соляной кислоты – 4,50,5%. Затем смесь нагревают паровым инжектором в трубчатом выдерживателе для формирования сгустка. Технологические параметры процесса: температура коагуляции 40–46С, рН – 4,50,1, продолжительность выдержки 1,0–1,5 мин. После коагуляции (осаждении) казеина сформировавшееся зерно отделяют от сыворотки в потоке на отделителе и промывают водой на установке непрерывного 262 действия. Двукратная промывка, с повторным использованием воды, обеспечивает необходимое качество продукта и снижение расхода воды на 15–30%. Промытое казеиновое зерно с влажностью около 80% обезвоживают прессованием или центрифугированием до влажности 60±2%. Полученную массу дробят (гранулируют) до размера частиц 3–5 мм. Сушат казеин в сушилках непрерывного действия. Расфасовка, упаковка и хранение аналогичны периодическому способу. На предприятиях в настоящее время вырабатывается казеин технический и пищевой, который подразделяется на виды (по типу коагуляции) и сорта (в зависимости от уровня организации процесса). В табл. приведены требования к качеству пищевого кислотного казеина. Строгое соблюдение требований технологической инструкции, бесперебойное функционирование оборудования и средств управления обеспечивает получение готового продукта на уровне требований мировых стандартов, с содержанием белка 90–95 %, жира 0,2–0,8 %, золы 1,4–1,8 %, растворимостью 0,1 мл сырого осадка и кислотностью 20–27 ºТ. Требования к качеству казеина Нормы Показатели высший сорт первый сорт Массовая доля влаги, %, не более 12 12 Массовая доля жира, %, не более 1,5 2,0 Массовая доля золы, %, не более 2,5 3,0 Соли олова, мг/кг 100 100 Соли меди, мг/кг 3 8 Соли свинца Кислотность, °Т, не более Индекс растворимости, см3 сырого осадка Не допускаются 40 60 0,1 0,2 При отклонении от технологии и особенно низком качестве исходного сырья в готовом продукте могут наблюдаться пороки. Повышенная массовая доля жира приводит к прогорканию казеина. Высокая вязкость требует усиления промывки. Повышенная зольность – результат неполного освобождения ККФК от минеральных компонентов и недостаточной промывки. Посторонний (гнилостный, затхлый) запах возникает при хранении продукта во влажном помещении и промывке казеиновых зерен недоброкачественной водой. Неполная растворимость связана с денатурацией белка при высоких температурах сушки. Одновременно изменяется и цвет продукта, особенно при наличии лактозы в результате слабой промывки (меланоидинообразование). Темный и серый цвета появляются при длительном хранении и повышенной температуре. С использованием мембранной техники, физико-химических и биотехнологических способов разработана технология получения казеина в нативном виде. Ультрафильтрация позволяет направленно выделять казеин из обезжиренного молока в виде белковой массы (концентрата) с повышением концентрации казеина в 2–5 раз. Однако при этом в белковую массу переходит значительное количество других компонентов молока (лактозы, минеральных солей). Диафильтрация (разбавление и ультрафильтрация белковой массы) позволяет 263 несколько очистить белок, однако при этом усложняется процесс, повышаются энергозатраты. Концентрат натурального казеина. В ИОНЭС РАН и НИИКИМ теоретически обоснована и разработана технология разделения обезжиренного молока полисахаридами – биополимерами (рис. ), в частности пектином, с получением концентрата натурального (нативного) казеина (КНК), средний состав которого приведен ниже. Содержание сухих веществ, % в т.ч. белка углеводов золы жира кальция, мг% фосфора, мг% Кислотность активная (рН), ед. титруемая, °Т Плотность, кг/м3 19,2 1,0 13,5 1,0 3,6 0,1 1,8 0,1 0,25 0,05 400 10 250 10 6,3 0,2 50 2 1060 15 Состав и функциональные свойства КНК позволяют использовать его для введения в традиционные и новые виды молочных продуктов (технология БИО-ТОН), применять для обогащения пищевых продуктов. Получаемая в процессе разделения бесказеиновая фаза (БФ) содержит пектин (0,7%), характеризуется улучшенными в сравнении с молочной сывороткой функциональными свойствами: кратность пены (%) – 218 и 176, стойкость пены (ч) – 46,5 и 6,4 соответственно. На основе БФ путём технологической обработки получен концентрат структурирующий пищевой (КСП) для обогащения продуктов функционального питания. Казеинаты пищевые. Сущность технологии казеинатов сводится к переводу казеина в растворимую форму, что значительно расширяет возможности его использования. Используя способность молекулы казеина замещать кислотную группу (– СООН) щелочными или щелочноземельными металлами с образованием солей, разработана и реализована в промышленных масштабах технология получения новых молочных продуктов - казеинатов и казецитов, которые широко используются в пищевых отраслях АПК (обогащение молочных, мясных и пищевых продуктов, детское и диетическое питание). Теоретически процесс замещения можно представить следующим образом: [R]–СООН + Me(ОН) [R]–СООМе + Н20 казеин щелочь казеинат Применяя различные щелочи (NaOH, КОН), соли (Nа2СО3) и их смеси, можно получить соответствующие казеинаты натрия, калия, аммония, которые отличаются составом и функциональными свойствами. Технологический процесс производства казеинатов включает следующие операции: подготовка исходного казеина-сырца, реагентов (щелочи, соли) и вспомогательных материалов; растворение казеина-сырца с обработкой реагентами; сушка раствора казеината; охлаждение, фасование, упаковвывание и хранение. В настоящее время вырабатываются следующие виды казеинатов: - казеинат натрия обычный и ферментированный, получаемый растворением пищевого кислотного казеина в щелочном растворе, направленной биотехнологической обработкой и последующей распылительной сушкой раствора; 264 - обычный и специальный казецит, получаемый из свежеосажденного молочнокислотного казеина путем его растворения в смеси солей (гидрокарбоната натрия и цитратов калия, натрия, магния). Казеинаты обычный и ферментированный. Схема технологической линии производства казеинатов натрия приведена на рис. . Для получения казеината обычного используют казеин пищевой (свежеосажденный, сырец, сухой) или творог обезжиренный. Измельченный казеин растворяют в горячей воде с температурой 60–65С из расчета получения раствора концентрацией 20 2 %. В горячую воду предварительно вносят гидроксид натрия или гидрокарбонат натрия концентрацией около 10% в количестве 1,7–2,2 кг на каждые 100 кг казеина в пересчете на сухой продукт. Смесь нагревают до 70–75С и выдерживают при этой температуре в течение 25–30 мин при постоянном и эффективном перемешивании. Для уменьшения пенообразования в процессе растворения казеина, особенно при использовании гидрокарбоната натрия, поверхность раствора орошают небольшим количеством воды. Для снижения вязкости раствора щелочи добавляют постепенно. Образование гелеобразной пленки на поверхности раствора исключают интенсивным механическим перемешиванием. Для более полного и тщательного перемешивания (диспергирования) рекомендуется использовать коллоидную мельницу. Активная кислотность раствора в конце процесса должна составлять 6,2–6,9 ед. При использовании нежирного творога в емкость подают воду с температурой не выше 25С, вносят щелочи и творог. Смесь вымешивают в течение 15–20 мин. Нагревание при этом недопустимо, что исключает коагуляцию белка. Затем смесь нагревают до 30– 35С, обрабатывают на коллоидной мельнице и собирают в емкость. Активная кислотность раствора должна составлять 6,5–6,9 ед. После этого смесь нагревают до 70– 75С и выдерживают при этой температуре 30–35 мин. Перед сушкой раствор казеината натрия для уменьшения вязкости нагревают до 70–78С. Сушат раствор в распылительной сушилке. Температура воздуха на входе в сушильную башню 165 15ºС, на выходе 77,5 2,5С. Для отечественных прямоточных сушилок допускается температура на входе 190 С, на выходе 95С. Фасование, упаковывание и хранение казеината натрия аналогичны сухому молоку распылительной сушки. Состав и свойства казеинатов характеризуются следующими данными: массовая доля влаги, %, не более 8,0 массовая доля белка, % 78,0-86,0 массовая доля лактозы, % 2,0-8,0 зольность, %, не более 10,0 массовая доля жира, %, не более 2,0 активная кислотность (рН) 6,3-7,0 Индекс растворимости, см3 сырого осадка, не более 0,4 микробиологические показатели (в 1 г) клеток, не более 50000 С целью интенсификации процесса производства казеинатов и повышения их качества (растворимости) используют биотехнологические приемы в т.ч. ферментативный катализ протеазами, например, протосубтилином Г20Х активностью 70 ед/г и дозой 0,1% от массы исходного казеина. Сущность процесса заключается в направленном гидролизе казеина, что повышает растворимость и биологическую ценность готового продукта. При этом несколько изменяется схема растворения казеина. Фермент вносят в раствор при рН не более 7,5 ед. Процесс растворения казеина и ферментации протекают одновременно. Для инактивации фермента раствор подогревают до 80–85С и выдерживают при этой температуре 30 мин. Получаемый продукт обладает хорошей пенообразующей 265 способностью и может служить заменителем яичного меланжа. При производстве ферментированного казеината натрия массовая доля сухих веществ перед сушкой достигает 24–25 %, что позволяет увеличить производительность сушилки на 12–15%. Сокращается расход пара, исключается перегрев поверхностей теплообмена, что облегчает мойку оборудования. Известен казеинат кальция, однако его получение связано с трудностью растворения. Для ускорения процесса растворения казеина используют раствор аммиака, который удаляется при сушке. В литературе имеются упоминания о казеинатах аллюминия для медицины и мясных продуктов; казеинатах серебра, меди, железа и висмута для медицины; казеинатов меди и железа для детского и диетического питания в качестве пищевых добавок. Сообщается о возможности получения казеинатов экструзионной обработкой щелочных растворов казеина концентрацией 10–30%. Перспективным является обогащение казеинатов сывороточными белками молока за счет использования для их производства молочного белка и получение йодированного казеина. Казециты обычные и специальный получают аналогично казеинатом из свежеосажденного кислотного казеина пищевых кондиций после тщательной промывки обсушенного зерна доброкачественной водой. Растворение казеина осуществляют в щелочном растворе с цитратами солей натрия, калия или магния. Обычный казицит получают путем растворения свежеосажденного казеина гидрокарбонатом натрия, цитратами натрия и калия с последующей сушкой раствора распылением. Специальный казицит отличается от обычного использованием для растворения солей цитрата магния. Массовая доля сухих веществ должна быть 18–20%, активная кислотность (рH) – 6,6 ед. Раствор пастеризуют при 70–75 С с выдержкой 20–30 мин и сушат распылительным способом. Готовый продукт по составу аналогичен казеинатам. Отличительной особенностью является пониженная бакобсемененность – общее количество клеток должно быть не более 25000 в 1 г продукта. Казециты используют при производстве продуктов детского и диетического питания в качестве легкорастворимых белковых добавок с целью повышения пищевой и биологической ценности. Ангиогенин. ИНБИ РАН, МГУПБ разработана технология выделения биологически активного вещества – ангиогенина из молочного сырья (акад. И.А. Рогов, проф. А.М. Шалыгина, д.б.н. Г.С. Комолова, д.т.н. Н. А. Тихомирова). Ангиогенин – специфическая рибонуклеаза, являющаяся активным фактором роста кровеносных сосудов и основой создания лекарственных препаратов для лечения ран различного генезиса. Одним из источников ангиогенина является молочное сырьё. По имеющимся данным его содержание в различных видах молочного сырья составляет (мг/г): молоко цельное 2,3-9,0 0,07 молоко обезжиренное 1,7-5,0 0,09 сыворотка молочная 0,5-1,2 0,05 пахта 0,09-0,9 0,03 ультрафильтрат 0,18-0,8 0,005 Технология извлечения ангиогенина из молочного сырья в виде биологически активной добавки «Милканг» включает следующие операции: приёмку и оценку качества сырья; подготовку сырья – хроматографическую очистку, диализ, микрофильтрацию и стабилизацию системы сублимационной сушкой. Физико-химические показатели БАД после диализа: сухих веществ, % 4,0±0,002 266 рН, ед 6,9± 0,02 -3 вязкость, Па·с·10 1,03± 0,005 Аминокислотный скор БАД имеет дефицит только по валину и изолейцину, что свидетельствует о высокой биологической ценности. Содержание ангиогенина в белковой СМ-фракции составляет в водном растворе 0,1-0,3 мг/мл, в сухом препарате 0,5-1,8 мг/г. Кроме ангиогенина продукт содержит лизоцим, панкреатическую РНК и полипептиды. Текстурированный молочный белок. Используя известные методы текстурирования – прядение, экструзия, криоконцентрирование и др., можно получить на основе белков молока текстураты необходимой макро- и микроструктуры и желательными функциональными свойствами. В ряде зарубежных стран, например в Польше, на этой основе проведены разработки специальных технологий, создано оборудование, имеется практический опыт промышленного внедрения. В нашей стране ИНЭОС РАН предложил принципиально новый способ текстурирования – бесфильерное формование. Двухфазная система казеин-пектин-вода приобретает в потоке при деформации анизатропную структуру, которая фиксируется быстрым переводом обеих фаз в гелеобразное состояние. Хорошими прядильными свойствами обладает кислотный казеин в смеси с низкоэтерефицированным свекловичным пектином. При рН 6,5-7,0 и соотношением 10:1 в воде при температуре 7080°C образуется двухфазная система. В процессе экструзии образуются волокна, которые фиксируются на барабане, обрабатываются 2%-ным раствором CaCl2 при 90°С в течение 10 мин, выдерживаются в горячей воде с температурой 80-90°С в течение 10 минут и прессуются. Текстурат казеина представляет волокна светло-кремового цвета без вкуса и запаха, прочные, эластичные с рН 5,8-6,0, диаметром 0,5-0,8 мм и длиной 15-20 мм. Химический состав текстуратов приведен ниже: массовая доля сухих веществ, % 37,86±4,8 массовая доля в сухом веществе, %: белка 81,24±2,1 золы 2,66±0,24 лактозы 0,54 кальция 1,06±0,15 жира 1,25±0,24 пектина 6,3 Полученный продукт испытан с положительным эффектом при производстве мясных изделий с заменой 10-30 % основного сырья. ЗАМЕНИТЕЛИ МОЛОКА ДЛЯ МОЛОДНЯКА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ На основе обезжиренного молока в отрасли освоено производство заменителей цельного молока (ЗЦМ) для выпойки молодняка сельскохозяйственных животных (телят, ягнят, поросят и др.). По классификационной схеме В.С. Гордезиани насчитывается более 50 видов ЗЦМ и регенерированного молока. Теоретическая сущность технологии ЗЦМ заключается во введении в обезжиренное молоко или его смесь с пахтой и сывороткой заменителей молочного жира на уровне 2,5%. Рецептуры также предусматривают введение эмульгаторов (ПАВ), антиокислителей, комплекса витаминов, минеральных веществ и антибиотиков. Регенерированное молоко вырабатывают на основе СОМ либо сухих смесей. На практике ЗЦМ выпускают в жидком, сгущенном (пастообразном) и сухом видах. Для удешевления ЗЦМ в последнее время во всем мире широко используется молочная сыворотка, промежуточные продукты переработки молочного сахара (альбуминное молоко и меласса), а также растительный (в основном соевый) белок. Ведется активный поиск по получению комбинированных ЗЦМ на основе "молока" из протеина соков зеленых трав (клевер и др.). На этой же основе готовятся комбикорма. 267 Схема технологической линии производства сухого заменителя цельного молока для телят приведена на рис. . Технологический процесс производства ЗЦМ включает следующие операции: приемку и подготовку исходного молочного сырья, компонентов и вспомогательных материалов; выбор рецептур ЗЦМ; охлаждение и резервирование молочного сырья, подготовка компонентов, составление смеси с внесением компонентов в исходное или предварительно сгущенное молочное сырье; пастеризация смеси; эмульгирование и (или) гомогенизация смеси; охлаждение смеси - жидкий ЗЦМ; сгущение смеси - сгущеный ЗЦМ; сушка сгущеной стандартной смеси - сухие ЗЦМ; охлаждение ЗЦМ, фасование, упаковывание и хранение. Жидкие заменители молока для телят на основе обезжиренного молока, смеси его с пахтой и (или) молочной сывороткой с добавлением эмульгаторов, животных или растительных жиров и БАВ готовят с массовой долей жира не ниже 2% и кислотностью не выше 22°Т. Исходное сырье пастеризуют при температуре 85-99°С, охлаждают до 70-75°C и направляют в резервуар, куда последовательно вносят эмульгатор, жировой компонент и антибиотики. В качестве эмульгатора (ПАВ) можно использовать казеинат натрия в смеси с обезжиренным молоком 1:15, смесь подогревают до 70°С и тщательно перемешивают до полного растворения. Жировой компонент расплавляют при температуре 55-60°С, при этом фосфатидный концентрат и дистиллированные моноглицериды плавят отдельно. В расплавленный жировой компонент вносят жирорастворимые витамины A1, D2 или D3 и Е, после чего смесь вносят в исходное сырье. Препарат антибиотиков перед внесением растворяют в обезжиренном молоке в соотношении 1:10. Полученный полуфабрикат гомогенизируют при температуре 55-60°С и давлении 8-10 МПа, охлаждают до 4-8°С и разливают в тару. Жидкий ЗЦМ хранят при температуре не более 8°С в течение 24ч с момента выработки, в т.ч. на молочном предприятии не более 4ч. На основе рецептуры жидкого ЗЦМ разработаны технологии различных кисломолочных заменителей молока. Особый интерес представляют ЗЦМ с использованием ацидофильной палочки и бифидобактерий, а также пребиотика лактулозы. Кисломолочный жидкий ЗЦМ-К готовят путем заквашивания охлажденной после пастеризации смеси жидкого ЗЦМ до 42-45С. Закваску ацидофильной палочки вносят в количестве 6-8% от массы смеси, тщательно перемешивают со смесью и сквашивают при 38-40С в течение 6-8 ч до кислотности 50-70ºТ. Готовый продукт охлаждают до 8ºС, разливают в тару (фляги) и хранят до использования при температуре 8ºС не более 20 ч, при температуре 20ºС - не более 10 ч. Для придания жидким ЗЦМ бифидогенных свойств в него вносят 2-5% концентрата лактулозы соответствующей категории качества. Сгущенные заменители молока готовят путем сгущения исходной смеси сырья до 42-43% с последующим внесением в нее расчетного количества всех ингредиентов и гомогенизацией. Содержание сухих веществ в таких продуктах составляет не менее 51%, в т.ч. жира – 10%. При необходимости готовую смесь заквашивают ацидофильной палочкой (5-8 %), выдерживают при температуре 38-42°С в течение 3-8 часов для нарастания кислотности до 80-100°Т и охлаждают до температуры 20-22°С. Сухие заменители молока. Схема технологических процессов аналогична технологии сухого молока со специфическими операциями, обусловленными рецептурой ЗЦМ. Для выработки необходимы специальные резервуары (двухстенная ванна с мешалкой), в которых готовят смесь исходного сырья и ингредиентов (ПАВ, жиры, БАВ и антибиотики). Для получения стойкой эмульсии смесь гомогенизируют. Высушивают готовую смесь на распылительных сушилках. Смесь, подаваемая на распыление, должна иметь вязкость не более 310-2 Пас. Сухой ЗЦМ должен содержать не менее 93% сухих веществ, в т.ч. 17% жира. Хранят сухой ЗЦМ до 6 месяцев при температуре не более 10С 268 и относительной влажности воздуха не более 70%. Регенерированное молоко готовят путем смешения сухого обезжиренного молока (возможно добавление сухой сыворотки и бифидогенных кормовых добавок) с комплексом ингредиентов, в том числе растительного происхождения, по рецептуре ЗЦМ. Как вариант – сушка исходного сырья с последующим смешением с ингредиентами. БИО-ЗЦМ. Схема технологического процесса БИО-ЗЦМ, в сравнении с традиционными ЗЦМ, включают следующие операции: подготовку молочной сыворотки; очистку молочной сыворотки от казеиновой пыли, молочного жира и сывороточных белков (осветление); подсгущение осветленной сыворотки в 3 раза; тепловую обработку подсгущенной сыворотки (температура 95-98С, выдержка 30 мин) с последующим охлаждением до 30 ºС; дрожжевание сыворотки в ферментерах с внесением посевного материала (закваска дрожжей - T. Candida ФК), минеральных солей, пеногасителя, молочной кислоты или гидроксида натрия при постоянном перемешивании и аэрации воздухом смеси, продолжительность процесса до 48 ч, остаточное содержание лактозы менее 0,3%; инактивацию дрожжей (температура 80-85С, продолжительность 10 мин); сгущение сброженной (дрожжеванной) сыворотки до 45% сухих веществ. В дрожжеванную сгущенную сыворотку вносят компоненты по выбранной рецептуре ЗЦМ, полученную смесь эмульгируют и (или) гомогенизируют и высушивают. Специально поставленными научно-хозяйственными опытами показана высокая эффективность и идентичность БИО-ЗЦМ традиционным ЗЦМ. На основе дрожжеванной молочной сыворотки после инактивации дрожжей и охлаждения до 10С получают кормовой продукт "Промикс" с содержанием протеина не менее 1,8%. Кормовой продукт "Промикс" по химическому составу и энергетической ценности аналогичен обезжиренному молоку, а по биологическим свойствам, за счет синтеза дрожжами не только микробного белка, но и витаминов, даже превосходит его. Срок хранения продукта составляет 24 часа. Сушка "Промикса" позволяет получить кормовой продукт "Провилакт", аналогичный по составу сухому обезжиренному молоку с содержанием протеина 27,2%, тиамина - 8,7 мг/кг и рибофлавина - 130,6 мг/кг. ГЛАВА 3. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДУКТОВ ИЗ ПАХТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПАХТЫ ДЛЯ НОРМАЛИЗОВАЦИИ МОЛОКА Пахту, полученную при производстве сливочного масла методом сбивания и преобразования высокожирных сливок, широко используют для нормализации молока по жиру и белку. При этом производимая продукция обогащается липидами и белковым комплексом молока оболочек жировых шариков. Расчеты по нормализации ведут исходя из фактического содержания жира в пахте, что исключает необходимость ее сепарирования и позволяет снизить сверхнормативные потери жира при производстве сливочного масла с реализацией безотходной технологии. Инициатором использования пахты для нормализации молока выступило в 1965–1970 гг. Краснодарское производственное объединение молочной промышленности. В результате научнопроизводственных опытов и наблюдений было установлено, что по качеству пахта, используемая для нормализации, должна иметь кислотность не выше 19°Т, а плотность не ниже 1027 кг/м3. Перед использованием пахту охлаждают до температуры нормализуемого молока, специальной тепловой обработки пахте не требуется. Нормализованная смесь обрабатывается в соответствии с принятыми режимами. В случае необходимости длительного хранения (более 10ч) или транспортировки пахту охлаждают до 5–8°С. С целью избежания пенообразования и сбивания жира в комочки масла отсеки автомолцистерны заполняются пахтой полностью, при перемешивании соблюдают осторожность. Нормализация пахтой пастеризованного молока и кисломолочных напитков освоена повсеместно и предусмотрена действующей нормативно-технической 269 документацией. Имеются обнадеживающие опыты по нормализации пахтой смеси в производстве сыров (например, российского на Тихорецком сыродельном комбинате), творога и молочных консервов. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПРОДУКТОВ ИЗ ПАХТЫ Высокая пищевая и диетическая ценность пахты обуславливает необходимость производства из нее продуктов питания. В то же время ее специфические свойства отражаются на технологии. Эти свойства обусловлены химическим составом пахты, ее структурно-механическими характеристиками, агрегатным состоянием компонентов в системе и межфазным взаимодействием, что необходимо учитывать при организации промышленной переработки. В практическом плане представляют интерес процессы выделения жира сепарированием, коагуляции белков, сгущения, сушки и разделение компонентов молекулярно-ситовой фильтрацией. Сепарирование пахты с целью извлечения жира связано с определенными трудностями. Наблюдения показывают, что жир в пахте после сепарирования составляет 0,3±0,05 %, что значительно превышает норматив для обезжиренного молока. Это явление вполне объяснимо дисперсностью жировых шариков и наличием ПАВ оболочечного вещества, а также превалированием в СОМО белковых фракций в сравнении с молоком. По данным Г.Бенгтссена жир в пахте состоит из частично разрушенных жировых шариков, коллоидного жира и фосфатидов, что затрудняет процесс сепарирования. Для его улучшения предложено смешивать пахту с обезжиренным молоком в соотношении 1:0,5 и цельным молоком в соотношении 1:1. Однако в целом процесс сепарирования пахты нуждается в разработке. Возможно, перспективным окажется метод электрофизического воздействия на пахту, разработанный в МГУПБ под руководством академиков И.А.Рогова и А.В.Горбатова. Коагуляция белков и синерезис сгустка пахты. Состав и структурномеханические характеристики пахты отрицательно влияют на процесс гелеобразования. Считают, что сгусток пахты в сравнении с цельным и обезжиренным молоком является менее плотным, при синерезисе наблюдается повышенный отход сухих веществ в сыворотку. Это явление обусловлено тем, что в процессе сепарирования молока и сбивания сливок, тепловой, физико-химической и биологической обработки частицы казеина становятся меньше по размеру. Сывороточные белки частично денатурируют, переходят в сливки и масло, диспергируются. Белок оболочек жировых шариков также не способствует упрочнению сгустка. Кислотная коагуляция. Заквашивание пахты чистыми культурами молочнокислых бактерий и выдержка при оптимальном режиме обеспечивает нарастание кислотности и коагуляцию белков. Считают, что наличие в пахте фосфолипидов стимулирует процесс жизнедеятельности бактерий, в том числе образованию диацетила и ароматических веществ. Сгусток образуется в меру плотный, однако для его обезвоживания (синерезиса) необходима повышенная до 65°С температура нагревания («отваривания») и более длительная отпрессовка. Белковые продукты из пахты имеют более связную и мягкую консистенцию даже при «отваривании» до температуры 70-85 °С, в то время как обезжиренное молоко в аналогичных условиях дает продукт с грубой резинистой консистенцией. Применение для сквашивания пахты термофильных микроорганизмов, например болгарской палочки, в сравнении с мезофильными рассами позволяет сократить процесс на 2-3 ч за счет более интенсивного нарастания кислотности. При этом ускоряется процесс синерезиса. Применение ацидофильной палочки позволяет получить сгусток с тягучей, не расслаивающейся консистенцией. Коагуляция белков пахты молочной кислотой происходит при введении 0,2 н раствора кислоты. При этом интенсивность выделения сыворотки приблизительно на 20% ниже, чем в обезжиренном молоке. Оптимально процесс происходит при температуре 270 50°С и усиленном режиме перемешивания. Ферментная коагуляция. Гелеобразование в этом случае не завершается без внесения хлористого кальция (нормативная доза 40 г CaCl2 на 100 л пахты). Время коагуляции белков пахты по сравнению с молоком удлиняется в 3 и 5 раз для пахты метода сбивания и метода преобразования высокожирных сливок соответственно. Для ускорения процесса увеличивают дозу хлористого кальция до 80 г на 100 л пахты и повышают температуру сквашивания до 40°С. Получаемый из пахты сгусток, в сравнении с молоком, является более нежным, менее структурированным. Процесс синерезиса происходит медленнее. По сравнению с обезжиренным молоком объем выделившейся сыворотки из сгустка пахты меньше: при температуре 35°С в 5-6 раз, а при 42°С в 3-4 раза. Для обеспечения процесса синерезиса в сгустках пахты до показателей обезжиренного молока необходимо повышать температуру до 50°С. При этом следует учитывать различие процесса в зависимости от вида пахты. Наиболее медленно процессы гелеобразования и синерезиса проходят в пахте, полученной при производстве масла методом преобразования высокожирных сливок. Термокальциевая коагуляция. Определяющее значение для полноты выделения белков при термокальциевой коагуляции белков пахты имеет концентрация ионов кальция, температура и продолжительность ее воздействия. Оптимальной дозой является 1,5-2,0 кг обезвоженной соли хлористого кальция в виде 40%-ного раствора на 1 т пахты. Тепловой порог коагуляции белков соответствует 85-98 °С, продолжительность до 20 мин. Смесь должна постоянно перемешиваться. Нарушение режимов ухудшает качество получаемого продукта, так, например, увеличение продолжительности выдержки приводит к получению молочного белка грубой консистенции. Сравнительная эффективность кислотной, кальциевой и смешанной коагуляции белков пахты в летний период (данные Н.Б. Арсентьевой) приведена в табл. Сравнительная эффективность коагуляции белков пахты Коагуляция белков, % Виды пахты кальциевая смешанная кислотная (70°С) (90°С) (70°С) Способа сбивания 84,73,6 88,43,2 84,76,1 Способа преобразования 84,84,9 87,72,4 85,43,3 высокожирных сливок В целом степень коагуляции белков пахты различными способами по оптимальному варианту находится на одном уровне. Практически коагуляцию белков пахты, полученной при производстве сливочного масла методом преобразования высокожирных сливок, целесообразно осуществлять кислотным способом в потоке без охлаждения пахты. Коагуляцию белков пахты, полученную при производстве сливочного масла методом сбивания, можно осуществлять термокальциевым или смешанным способами. Сгущение пахты. Считается, что упругость паров при кипении пахты при 60°С численно равна осмотическому давлению в вакуум-выпарной установке. Пахта, полученная при производстве масла способом сбивания сливок, имеет на 250-300 Па меньшую упругость паров по сравнению с пахтой от преобразования высокожирных сливок. В этой связи при сгущении требуется поддержание более высокого разряжения в вакуум-аппарате и процесс сгущения несколько удлиняется. Пахта имеет большую пенообразующую способность за счет ПАВ оболочечного вещества жировых шариков, что следует учитывать в процессе сгущения. В процессе сгущения из пахты удаляются летучие соединения (ЛЖК, ароматообразующие), снижается содержание свободных аминокислот (на 26,4% к исходным), фосфора, кальция, фосфолипидов (на 16%). Например, количество цистина 271 снижается на 48,1%, гистидина и лизина на 49,8%, глютаминовой кислоты на 23,4%. При смешивании пахты с обезжиренным молоком, что практически и делается, все упомянутые недостатки исключаются. Оптимальной степенью сгущения пахты является содержание сухих веществ 35%, более высокая концентрация приводит к потере текучести продукта и кристаллизации лактозы. Сушка пахты. В чистом виде сушка пахты рекомендуется распылительным способом и сублимацией. Имеются рекомендации и практический опыт по сушке пахты в смеси с обезжиренным молоком пленочным способом (до 30% пахты). Считается, что сухая пахта легко прогоркает и далее приобретает рыбный вкус. Данное явление объясняется высоким содержанием лецитина и интенсивным процессом гидролиза его уже в исходном сырье. Это положение относится к пахте, полученной при производстве масла способом сбивания. Сухая пахта содержит в 10-11 раз больше белка, фосфора, свободных аминокислот и фосфолипидов в сравнении с исходным сырьем, хотя потери этих компонентов происходят аналогично сгущению. Например, при сушке пахты теряется 57,9% цистина, 46,4% лизина и 45,4% глютаминовой кислоты. Сушка пахты сублимацией практически исключает потери ценных компонентов. Ультрафильтрация пахты. Учитывая высокое содержание и биологическую ценность белков пахты, проведены исследования (Ф.А. Вышемирский, Н.Н. Ожгихина) по ультрафильтрации пахты и рациональному использованию полученных фракций. Результаты эксперимента на лабораторной установке с активной поверхностью мембран 6,0 м2 при температуре фильтрации 50-55 °С и давлении 0,15-0,17 МПа показали, что соотношение белок-лактоза в концентрате резко увеличивается (табл. ). Соотношение белок-лактоза в пахте Соотношение белок-лактоза Виды пахты белковый концентрат исходная пахта (18% СВ) Способа сбивания 0,63 2,8 Способа преобразования высокожирных 0,57 3,3 сливок Состав белкового концентрата и фильтрата зависит от вида пахты и степени концентрации. В табл. показан состав концентрата (18,4% сухих веществ) и фильтрата (5,7% сухих веществ), полученных при ультрафильтрации пахты метода сбивания сливок. Состав концентрата и фильтрата пахты Содержание Компоненты исходная пахта Концентрат фильтрат Жир, % 0,43 1,90 - Белок, % 2,71 11,89 0,29 Лактоза, % 4,44 5,51 4,09 Фосфолипиды, мг % 126,80 367,00 38,50 Холестерин, мг % 44,00 125,00 22,60 272 Белковый концентрат содержит в 3,5 раза больше белков в сравнении с исходной пахтой и мало лактозы. Заметно увеличивается содержание фосфолипидов, в т.ч. лецитина, что придает концентрату особую ценность. Жир белкового концентрата в сравнении со сливочным маслом содержит больше полиненасыщенных жирных кислот. В концентрате обнаружены витамины B1, B2, B12, H, С и холин. Белковый концентрат предназначен для использования в пищевых целях. Тепловая обработка его при температуре до 120°С с выдержкой до 30 мин позволяет получить продукт с приятным вкусом и ароматом. Сквашивание концентрата чистыми культурами молочнокислых бактерий придает продукту консистенцию сметаны с выраженным кисломолочным вкусом. Фильтрат пахты аналогичен по составу очищенной от белков молочной сыворотки и его можно использовать для производства молочного сахара, напитков и в рецептурах ЗЦМ. Во ВНИИКИМе (В.В.Молочников) проведены исследования по разделению компонентов пахты пектином, аналогично обезжиренному молоку. В белково-липидный концентрат (18,6±1,0 % сухих веществ) переходит до 99% казеина и липидов пахты, 35% минеральных солей и 12% лактозы. В бесказеиновой фазе (5,9±2,0 % сухих веществ) остается 85% лактозы, 65% минеральных солей, 95% сывороточных белков и пектин. С учетом специфики технологических свойств пахты инженер-технолог организует ее промышленную переработку и рациональное использование получаемых продуктов. Свежие напитки из пахты, получаемой при производстве сладкосливочного масла, вырабатываются по аналогичной питьевому молоку схеме. В промышленности освоено призводство пахты свежей «Идеал», «Россейняйская», «Бодрость», напитки «Любительский» и «Кофейный»., коктейли. Содержание жира в напитках составляет 0,53,2 %, СОМО – 8%, кислотность не выше 21°Т. Сквашенные напитки производят резервуарным способом. В этой группе продуктов известны: биопахта, пахта «Идеал» сквашенная, диетическая, «Стелпская», напитки «Свежесть», «Днепровский», «Жемайчу», «Бельцкий», «Школьный», «Новинка» и др. Кислотность напитков составляет 85-120°Т. В качестве заквасок используют чистые культуры молочнокислых стрептококков и палочек, в т.ч. бифидобактерин. Например, технология биопахты, разработанная ВНИИМС, заключается в сквашивании нормализованной до 10-12% сухих веществ свежей пахты закваской из ацидофильной палочки и бифидобактерий ("Бифилакт Д"). Готовый продукт содержит, млн КОЕ в 1 мл: бифидобактерий 500-800; ацидофильных палочек 100-250; фосфолипидов 160-220; холестерина всего 12-14 мг/100 мл. По стоимости биопахта соответствует молоку питьевому 2,5% жирности и рекомендуется медиками в лечебно - профилактическом питании в дозе 100 мл в сутки. За рубежом готовят кисломолочные напитки, имитирующие сквашенную пахту. Наиболее распространен напиток «Батермилк», который готовят по следующей технологии: подготовка и нормализация обезжиренного молока, пастеризация смеси при 87-88 °С в течение 30 мин, охлаждение смеси до 20°С, сквашивание смеси закваской чистых культур, дробление и перемешивание сгустка, охлаждение до 7-8 °С, розлив в мелкую тару. Пахта сгущенная может быть изготовлена с сахаром и без сахара. Физикохимические показатели пахты сгущенной с сахаром (%): сухих веществ – 70, сахарозы – 44, СОМО – 26, в т.ч. жира – 3,5; белка – 8,5; лактозы – 12, кислотность – 60°Т. Состав сгущенной пахты без сахара (%): сухих веществ - 60, жира – 3, СОМО – 35, кислотность – 65°Т. Пахта сухая вырабатывается из свежей пахты с кислотностью не выше 21°Т. Перед сушкой пахту сгущают до 33-42 % сухих веществ. Состав сухой пахты (%): массовая доля влаги - от 5 до 7%, массовая доля жира – 5%, кислотность после восстановления – 22°Т. 273 Творог из пахты производят по обычному режиму, как правило, в смеси с обезжиренным молоком. Сыры готовят как из свежей пахты, так и в смеси с обезжиренным молоком. Особый интерес представляет сыр, полученный из пахты коагуляцией белков кислой сывороткой при температуре смеси выше 97°С, что обеспечивает использование комплекса белков молока. Глава 4. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДУКТОВ ИЗ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЖИРА МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ Вполне удовлетворительные результаты по извлечению молочного жира из молочной сыворотки дает метод сепарирования. Разделяемость системы «сыворотка молочный жир» колеблется при 30°С от 0,410–8 с-1 до 102,410–8 с-1 и зависит от размера жировых шариков. Средняя разделяемость при диаметре жировых шариков 1,5 мкм равна 1,610–8 с-1, что соответствует разделяемости молока (2 мкм) – 1,9810–8 с-1. Разделяемость системы «казеиновые частицы – молочная сыворотка» при диаметре частиц 40 мкм значительно выше – 1087,810–8 с-1. Хотя дисперсность жировых шариков и наличие мелких частиц коагулированного казеина (т.н. казеиновой или сырной пыли) несколько затрудняет процесс разделения систем, однако современные саморазгружающиеся сепараторы, особенно типа «очиститель-разделитель» с двойным пакетом тарелок, позволяют обеспечить достаточную эффективность процесса – массовая доля жира в обезжиренной сыворотке не превышает 0,1%. Поэтому вся молочная сыворотка, полученная от производства сыров и жирного творога, подлежит обязательному сепарированию. Следует учитывать, что хранение молочной сыворотки до сепарирования крайне нежелательно, т.к. при этом за счет увеличения кислотности повышается степень дестабилизации жировых шариков, создаются оптимальные условия для коагуляции белков и наблюдается повышенное пенообразование. Кроме того, температура молочной сыворотки после обработки сгустка, как правило, находится на уровне 30±5°С, что не требует дополнительных затрат на ее подогревание перед сепарированием. Лучшим способом организации процесса является непрерывный поток: сыроизготовитель – сепаратор. Получаемые из молочной сыворотки сливки (в промышленности распространен термин «подсырные сливки») по своему составу заметно отличаются от обычных сливок из натурального молока (табл. ). Подсырные сливки имеют солоноватый вкус, в них содержится на 3-4 % меньше СОМО, практически нет казеина. Эти сливки менее термостабильны, при хранении подвергаются порче. Перечисленное обусловило отношение к подсырным сливкам как менее ценным в сравнении с обычными и привело к переработке их на полуфабрикат – подсырное масло с последующей перетопкой его или переработкой в плавленый сыр. В действительности молочный жир подсырных сливок практически идентичен обычным сливкам, а отличие этих продуктов обусловлено составом плазмы. Сравнительный состав сливок Сливки с массовой долей жира 20% Показатели обычные подсырные Массовая доля, %: СОМО 7,15 4,59 Белков 2,47 0,94 Лактозы 3,25 3,31 274 Минеральных веществ 0,46 0,29 Титруемая, °Т 14,7 16,7 Активная (рН, ед.) 6,25 5,94 1001 999 Кислотность: Плотность, кг/м3 Инкубационный период окисления молочного жира в подсырных сливках составляет 6 ч, обычных – 8 ч. Количество свободного жира примерно на 10% в подсырных сливках больше в сравнении с обычными. Поэтому для сохранения качества подсырных сливок их рекомендуется охлаждать до 3-5 °С. Подсырные сливки можно использовать для производства качественного масла путем смешивания с обычными сливками в соотношении 1:9 или разбавления обезжиренным молоком в соотношении 1:10 с последующим сепарированием с целью замены плазмы. Имеется положительный опыт использования подсырных сливок для нормализации смеси при производстве натуральных сыров и сметаны. Извлечение и использование жира молочной сыворотки экономически весьма эффективно. Казеиновая пыль, полученная при сепарировании молочной сыворотки, в виде белковой массы, может быть использована в производстве плавленых сыров и сырной массы для плавления, а также в рецептурах кормовых средств. БЕЛКОВЫЕ ПРОДУКТЫ Высокая пищевая и диетическая ценность белков молочной сыворотки обуславливает целесообразность их получения и использования для непосредственного потребления или в качестве полуфабрикатов для обогащения пищевых продуктов. Белки из молочной сыворотки можно извлекать тепловой денатурацией непосредственно или в смеси с обезжиренным молоком (пахтой) с изменением реакции среды, высаливанием, адсорбцией на бентонитах, активных углях и смолах, электрофлотацией, электромагнитной обработкой и другими способами. Более предпочтительным является извлечение белков в нативном состоянии, что обеспечивается методами молекулярноситовой фильтрации и сорбции-десорбции. Однако и в денатурированном состоянии усвояемость и биологическая ценность сывороточных белков достаточно высокая. Устойчивость макромолекул белков молочной сыворотки обусловлена конформацией (упаковкой) частиц, электрическим зарядом и наличием гидратной оболочки (сольватного слоя). Относясь по размерам к коллоидным растворам, белки молочной сыворотки по своему состоянию в системе соответствуют истинным растворам, термодинамически устойчивы и соответствуют правилу фаз Гиббса. Для нарушения устойчивости системы – денатурации белка, наиболее эффективно тепловое воздействие на уровне 90-95 °С в течение 15-20 минут и изменение реакции среды: для подсырной сыворотки – подкисление до рН 4,4-4,6 (30-35 °Т) с раскислением до рН 6,0-6,5 (10-15 °Т), для творожной сыворотки – раскисление до рН 6,0-6,5 (10-15 °Т). Эффективность выделения отдельных фракций белков молочной сыворотки при различных режимах коагуляции приведена в табл. В молочной сыворотке при температуре денатурации термолабильных фракций (90°С) в результате нарушения агрегативной устойчивости глобул белка происходит их частичное выделение. Неполное выделение белков обусловлено защитным действием присутствующих в сыворотке электролитов и превалированием заряда частиц белка как фактора устойчивости. Пептиды и небелковый азот остаются в сыворотке. Введение реагентов-коагулянтов в сыворотку позволяет значительно увеличить эффективность выделения белков. Подкиcление подсырной сыворотки до 30-35°Т увеличивает степень 275 коагуляции белков до 40%, однако количество остаточного азота в пересчете на белок (0,413%) превышает содержание небелкового азота. Неполное выделение белков объясняется гетерогенностью их фракций и различием свойств. Дополнительное выделение белков из подкисленной сыворотки обеспечивается за счет ее раскисления до 10-15°Т. При этом выделяются белковые фракции ранее защищенные лактальбумином. Данные по эффективности выделения фракций белков молочной сыворотки приведены в табл. . Эффективность выделения фракций белков молочной сыворотки Азот I II III IV 105,0 78,0 63,0 49,0 Небелковый 39,2 39,0 40,1 39,6 Белковый: 65,8 39,0 22,9 9,4 Казеиновый 1,4 0,0 0,0 0,0 Сывороточных белков 60,2 33,8 17,2 3,8 Пептидов 4,2 5,2 5,7 5,6 Общий: в т.ч. в т.ч. Массовая доля в сыворотке после обработки по вариантам, мг/100 мл Примечание. Варианты обработки молочной сыворотки: I– сыворотка исходная без обработки; П– сыворотка после тепловой денатурации; III – сыворотка после тепловой денатурации и подкисления; IV – сыворотка после тепловой денатурации, подкисления и раскисления. Белки из молочной сыворотки можно выделить и за счет введения в нее ионовкоагулянтов, в частности кальция. Сорбируясь на поверхности глобулы, кальций обеспечивает потерю ее устойчивости, что хорошо подтверждает теорию термокальциевой коагуляции белков молока П. Ф. Дьяченко. Имеются разработки по выделению сывороточных белков с использованием биополимеров - пектина, танина, карбоксилметилцеллюлозы. Коагуляцию белков в кислой (творожной, казеиновой) сыворотке следует проводить с раскислением до 10-15°Т. Коагуляция белков в соленой сыворотке несколько затруднена, что связано с защитным действием ионов натрия и хлора. Непременным условием использования белков сыворотки в пищевых целях является применение реагентов-коагулянтов, разрешенных действующим законодательством. Безреагентная коагуляция белков в подсырной сыворотке может быть обеспечена за счет ее сгущения в 4-5 раз до 28% сухих веществ. При этом эффективность коагуляции почти на 10% выше в сравнении с тепловой денатурацией и внесением реагентов. Кроме того с белковым осадком связывается до 20% минеральных солей. Перспективной является безреагентная, экологически чистая коагуляция сывороточных белков путём смешения молочной сыворотки и обезжиренного молока (пахты) с направленным регулированием рН смеси. Для удаления скаогулировавших частиц белка необходимо провести разделение грубодисперсной суспензии «сыворотка – хлопья белка», которая характеризуется следующими показателями: содержание взвешенного осадка, мг/л 66102 – 96102; 276 размер частиц, мкм динамическая вязкость, Пас10–4 при 20±1 °С 87±1 °С разделяемость системы при 85 °С, с–1 5 – 150 12,4 - 12,6 5,2 – 5,4 0,110–6 Сравнительная эффективность различных способов выделения белковых хлопьев из сыворотки приведена в табл. Сравнительная эффективность различных способов выделения белковых хлопьев из молочной сыворотки Образцы сыворотки Исходная без обработки Массовая доля белка, % 0,840 Удалено белка, % Мутность, 1/см Снижение мутности, раз - 0,158 - Очищенная: отстой 1,5 ч 0,430 49,0 0,010 15,8 центрифугирование 0,315 65,2 0,005 31,6 фильтрация через ткань 0,320 62,5 0,006 26,3 фильтрация через бумагу 0,310 63,5 0,003 52,6 Наиболее эффективным способом разделения суспензии является центробежный. Для осуществления операции имеются специальные саморазгружающиеся сепараторы типа осветлителей с механической выгрузкой белкового осадка из барабана, работающие в автоматическом режиме . В зависимости от способа коагуляции и разделения белки молочной сыворотки могут быть получены в виде альбуминного молока с содержанием 5-10 % сухих веществ, белковой массы с содержанием 15-20 % сухих веществ и альбуминного творога с содержанием 20-25 % сухих веществ. Альбуминное молоко получается при самопроизвольном отстое коагулированных хлопьев белка и представляет продукт желтовато-кремового цвета с консистенцией сметаны, состоящей из мелких хлопьев. Вкус альбуминного молока кисломолочный, приятный, слегка вяжущий. Сывороточных белков в нем примерно в 10 раз больше, чем в коровьем молоке, а казеина в 15 раз меньше. Такое соотношение является благоприятным и приближается к женскому молоку. Для обогащения альбуминного молока его заквашивают чистыми культурами молочнокислых бактерий, кефирными грибками и вводят наполнители – цельное молоко, сливки, сахар, сиропы и соки. При приготовлении кефирного напитка альбуминное молоко охлаждают до 28-30 °С, вносят кефирную закваску в количестве 6-8 %. Смесь термостатируют в течение 16-18 ч для нарастания кислотности до 90-120 °Т. Созревший кефир помещают в камеру при 10-12 °С. Для получения более выраженного вкуса в альбуминное молоко рекомендуется добавлять 0,04% поваренной соли. Альбуминное молоко можно также использовать при выработке мороженого. Белковая масса может быть получена как из натуральной, так и подсгущенной сыворотки при разделении суспензии на саморазгружающихся сепараторах, а также ультрафильтрации сыворотки. По консистенции белковая масса напоминает густую сметану. Особую ценность представляет белковая масса (концентрат, ретентант), полученная при ультрафильтрационной обработке молочной сыворотки. Фракционный состав белков массы представлен в основном лактоглобулином. По аминокислотному 277 набору белковая масса не уступает творогу. Кроме белковых веществ масса содержит до 0,5% молочного жира и 0,8-1,5 % минеральных солей. Содержание лактозы колеблется в пределах 5-6 %. Активная кислотность (рН) 4,5-5,5 ед., титруемая – 40-120 °Т. По структурно-механическим свойствам белковая масса относится к слабоньютоновским жидкостям с вязкостью 10-24 Пас (10-3), предельным напряжением сдвига 0,4-0,6 Па. Доброкачественная белковая масса содержит от 2 до 10 тыс. бактериальных клеток в 1 г. Для сохранения качества ее рекомендуется охлаждать до 2-4 °С, что обеспечивает сохранность в течение 15 суток, и добавлять консерванты, например, поваренную соль (2% к массе) или сорбиновую кислоту (до 0,1% к массе). Хорошим способом длительного консервирования белковой массы является замораживание в блоках. Белковую массу широко используют в производстве натуральных и плавленных сыров, приготовлении диетических продуктов и мясных изделии. Альбуминный творог получают из альбуминного молока путем дополнительного обезвоживания. Для улучшения процесса и качества творога в охлажденное до 26-30 °С альбуминное молоко рекомендуется добавлять 2,5% закваски на чистых культурах молочнокислого стрептококка и ацидофильной палочки. На основе альбуминного творога можно приготовить целую гамму диетически полноценных продуктов путем внесения наполнителей. При выработке альбуминных сырков в растертый альбуминный творог вносят сахар, цукаты, шоколад, сливки или масло. В Грузии из сыворотки от рассольных сыров традиционно готовят творог «Надуги», обогащая отпрессованную до 74% влаги массу мятой. Продукт содержит до 12% белка и 11% жира. Обогащая творог закваской на основе ацидофильной палочки и сахаром, получают специальную диетическую пасту, которая содержит (%): альбумина 8,5 – 10,0 казеина 1,2 – 1,3 лактозы 1,5 – 1,9 молочной кислоты 0,5 – 0,8 минеральных веществ 0,3 сахарозы 15 Пасту для детского питания получают смешивая альбуминный творог с сиропами шиповника и др., а также обогащением витамином С. Оригинальные белковые продукты на основе молочной сыворотки можно получить при совместной коагуляции сывороточных белков и казеина. За рубежом известны продукты типа Рикотта, в нашей стране разработана технология сырной массы «Кавказ». Сырная масса «Кавказ» вырабатывается из смеси несепарированной свежей подсырной сыворотки (90%) и обезжиренного молока или пахты (10%). Технологический процесс производства сырной массы «Кавказ» включает следующие операции: подготовку сырья и его тепловую обработку, формование, внесение компонентов, фасовку, хранение и реализацию. Сыворотку из сыроизготовителей собирают в резервуар и оставляют для нарастания кислотности до 17-22°Т (повышать кислотность можно внесением кислой сыворотки или органической пищевой кислотой - лимонной, уксусной, молочной). Затем сыворотку нагревают до 65-70°С и при постоянном перемешивании добавляют обезжиренное молоко или пахту в количестве 10% к объему перерабатываемого сырья. Смесь нагревают до 85-95°С, выдерживают 10 минут, охлаждают до 40-45°С и оставляют до отстоя белковых хлопьев. Формуют массу путем слива отстоявшейся сыворотки и частичного обезвоживания осадка путем прессования в специальной тележке. Для придания продукту специфического вкуса и легкой остроты в белковую массу вносят закваску чистых культур молочнокислых стрептококков в количестве 1,0-1,5 % и 1-2 % поваренной соли. Сырную массу охлаждают, фасуют и хранят при температуре не выше 278 8°С в течение 48 ч. Продукт имеет чистый кисломолочный вкус со специфическим привкусом альбумина и пастеризации, нежную консистенцию, светложелтый цвет. Физико-химические показатели сырной массы: массовая доля сухих веществ, %, не менее 20 массовая доля поваренной соли, %, не более 2 массовая доля жира, %, не менее 2 активная кислотность, ед. рН 5,15-5,20 Бактериальная обсеменененность посторонней микрофлорой сырной массы в результате тепловой обработки сыворотки незначительная. Сырная масса содержит до 15% азотистых соединений (в пересчете на белок) в т.ч. 12,5% растворимого азота, т.е. на уровне зрелых натуральных сыров. Лактозы в свежей массе содержится до 4%, при хранении снижается до 0,05% (на третьи сутки). Содержание лимонной кислоты за двое суток повышается с 0,048 до 0,056%; в массе накапливается до 32,2 мг % летучих жирных кислот и 37,5 мг % свободных аминокислот в т.ч. все незаменимые, что позволяет отнести сырную массу к пищевым продуктам с высокой диетической ценностью. Для длительного хранения белок из молочной сыворотки высушивают с получением концентрата сывороточных белков (КСБ), сывороточного белкового концентрата после ультрафильтрации (СБК -УФ), сывороточного белкового концентрата после ультрафильтрации и электродиализа (СБК -УФ/ЭД), растворимого сывороточного белка после диафильтрации (РСБ). В Германии на основе совместной коагуляции сывороточных белков и казеина (соотношение обезжиренного молока и молочной сыворотки 1:1), их выделения и высушивания получают сухой продукт под фирменным названием «Микора», который используется в колбасном производстве и рецептурах кондитерских изделий. В условиях рыночной экономики и необходимости энергосбережения всё больше внимания уделяется возможности комплексного выделения из молочной сыворотки казеиновой пыли, молочного жира и сывороточных белков. Проблема ждёт своего решения. НАПИТКИ Пищевая ценность и диетические свойства молочной сыворотки позволяют применять ее непосредственно или после предварительной обработки для приготовления разнообразных напитков. При этом используются все составные части сыворотки, в т.ч. вода и создается возможность ее обогащения за счет биологической обработки и введения наполнителей. Технология напитков из молочной сыворотки основана на использовании ее в наивном виде или с предварительной очисткой (осветлением). Перспективным является производство специальных концентратов молочной сыворотки для приготовления напитков. Напитки из натуральной сыворотки представляют особую ценность, т.к. содержат все составные части молока за исключением казеина. Среди напитков наиболее широкое распространение получили: натуральная пастеризованная сыворотка, напитки типа молока, кумыс, шипучие напитки, кисели и желе. В качестве наполнителей при выработке напитков используют сахар, изюм, растительное масло, сиропы, фруктовые соки, ароматические вещества и стабилизаторы, молочный белок. Наполнители вносят в сыворотку до пастеризации, смесь тщательно перемешивают. Например, технология оригинального, диетического фитонапитка "Чудо", разработанная ВНИМИ, предусматривает мягкую тепловую обработку молочной сыворотки с внесением до 10-ти различных видов концентратов сухих фруктов (пульпы), витаминов А, С и солей кальция. 279 Сыворотка молочная пастеризованная вырабатывается из творожной сыворотки и предназначена для непосредственного потребления, а также для приготовления кулинарных изделий. Схема технологических процессов ее производства включает сбор и сепарирование сыворотки, пастеризацию, охлаждение, фасование, хранение и реализацию. Пастеризацию проводят при 72±2°С с выдержкой 15-20 с, затем охлаждают до 6±2°С. Готовый продукт при этой температуре можно хранить в течение 24 ч. Общее количество бактерий в 1 мл напитка не должно превышать 100000 клеток с исключением патогенных микроорганизмов. Для придания специфических вкуса и аромата вносят кориандр, ванилин и др. вещества. Ацидофильно-дрожжевой напиток вырабатывают с добавлением вкусовых и ароматических веществ. Сквашивание молочной сыворотки ведут при 30-33 °С в течение 16-18 часов до кислотности 75-100 °Т. Готовый напиток охлаждают до 6-8 °С и выдерживают для созревания 12 ч. Срок реализации продукта – 7 суток. Напиток типа молока приготовляют путем смешивания молочной сыворотки с кислотностью не выше 20°Т с белковыми композициями из сои и липидным комплексом на основе жиров животного и растительного происхождения. После эмульгирования жира смесь гомогенизируют. Кумыс готовят на основе молочной сыворотки с добавлением натурального или обезжиренного молока, а также пахты с последующим смешанным брожением. Например, по одному из способов, описанному М.С.Коваленко, берут доброкачественную сыворотку с кислотностью не выше 60°Т и натуральное молоко с кислотностью не выше 20°Т. Молочную сыворотку пастеризуют при 70°С с выдержкой 20 мин, охлаждают до 40°С и вносят 3-5 % закваски чистых культур болгарской и ацидофильной палочки неслизистой рассы. Брожение ведут при 40°С до кислотности 85-90 °Т, затем сыворотку охлаждают до 25°С и вносят 7% свекловичного сахара в виде пастеризованного сиропа, а также смесь хлебопекарных (0,1%) и молочных (0,4%) дрожжей. В процессе брожения сыворотку через каждые 1-2 ч тщательно перемешивают. Через 16-18 ч брожения смесь охлаждают до 18-20 °С и к ней добавляют пастеризованное и охлажденное до 10°С молоко. При смешивании получается тонко диспергированный молочный сгусток. Брожение можно продолжить еще на 18-20 ч. Готовый напиток охлаждают до 8-10 °С и разливают в герметически закупориваемую тару (бутылки, бочонки). Кумыс можно готовить из молочной сыворотки и путем ее обогащения сахаром, патокой, ржаной мукой с последующим сбраживанием. Оригинальный напиток из смеси сгущенной молочной сыворотки, обезжиренного молока и пахты разработан под руководством В. К. Шамгина (Беларусь). Его состав близок к составу кумыса из кобыльего молока. Жидкий кисель из молочной сыворотки готовят путем внесения при 90°С сахара, крахмала и фруктовых эссенций. Кисель после охлаждения до 40-45 °С расфасовывают и хранят при 4-6 °С. Путем распылительной сушки предварительно сгущенной в 5-6 раз сыворотки и внесения наполнителей можно получить сухой кисель. Фруктово-ягодные желе из сыворотки готовят путем внесения сахара, наполнителей и агар-агара (или желатина). Продукт имеет чистый сладковатый вкус и выраженный аромат наполнителей. Консистенция – студнеобразная, эластичная, однородная по всей массе. Для получения прозрачных напитков из неосветленной молочной сыворотки можно использовать гидролиз белковых веществ ферментными препаратами. По оригинальному способу, разработанному Н. Н. Романской (Украина), сывороточные белки гидролизуют пепсином, а затем обогащают ароматическими веществами. Напитки из осветленной сыворотки готовят с предварительным удалением белков путем тепловой коагуляции или ультрафильтрации. Тепловую коагуляцию проводят одновременно с внесением реагентов, разрешенных органами здравоохранения кислот, танина, экстракта чая и др. Смесь подогревают до 90-95 °С и выдерживают 20 280 мин. Образующиеся хлопья белка удаляют отстоем, фильтрацией или центрифугированием. Очищенную (осветленную) сыворотку используют для выработки прохладительных напитков. Технология освежающих напитков из осветлённой сыворотки включает внесение наполнителей и чистых культур молочнокислых бактерий. Напиток «Прохлада» вырабатывают из пастеризованной осветленной сыворотки путем сквашивания чистыми культурами болгарской и ацидофильной палочек, молочными дрожжами, сбраживающими лактозу, с внесением сахарного или плодовоягодного сиропов. Сквашивание ведут при 26-28 °С в течение 16-18 ч до кислотности 100110 °Т. Для придания напитку окраски вносят жженый сахар. Сывороточный квас также можно вырабатывать из осветленной сыворотки. Биологическая обработка молочной сыворотки обеспечивает устранение специфического привкуса сыворотки, повышает кислотность до кислого вкуса, свойственного квасу, и накопление углекислого газа. Для обеспечения брожения в сыворотку вносят сахарозу, хлебный экстракт, хлебопекарные и молочные дрожжи. Перспективным направлением является получение напитков из молочной сыворотки, обогащенной бифидус-фактором, например лактулозой, с последующим культивированием бифидобактерий. Сывороточные концентраты для безалкогольных напитков по схеме, разработанной В. Е. Жидковым и Г. И. Холодовым (СевКавГТУ), готовят из творожной сыворотки путем ее очистки от белков, сгущения в 4-6 раз и обработкой адсорбентами. Н. Н. Романская разработала технологию концентрата из обогащенной молочной сыворотки (КОМС) на основе физико-химической и биологической обработки исходного сырья. Неограниченные перспективы открываются для изготовления напитков из сухой сыворотки. СГУЩЕННЫЕ И СУХИЕ КОНЦЕНТРАТЫ С целью длительного хранения и сокращения расходов на транспортировку молочную сыворотку концентрируют путем удаления влаги с получением сгущенных и сухих продуктов. Сгущенная молочная сыворотка. Сгущение сыворотки необходимо перед сушкой, при производстве молочного сахара, напитков и сиропов. Сгущение молочной сыворотки (удаление части влаги) можно осуществить различными способами: выпариванием, вымораживанием, гиперфильтрацией (обратный осмос). Наиболее распространенным является способ выпаривания. Процесс удаления влаги проходит при кипении жидкости в пространстве с пониженным давлением и постоянной температурой. Способ вымораживания представляет интерес с энергетической точки зрения и позволяет за счет низких температур процесса сохранить биологическую ценность всех компонентов сыворотки. Концентрирование сухих веществ молочной сыворотки гиперфильтрацией находит все большее применение. Степень сгущения молочной сыворотки определяется требованиями технологического процесса (для сухой сыворотки 15-30, молочного сахара 60-65 % сухих веществ), требованиями потребителей и техническими возможностями аппаратов. Исходя из принципа анабиоза, консервирующее воздействие в сгущенной сыворотке обеспечивается за счет осмотического давления и молочной кислоты. В натуральной молочной сыворотке осмотическое давление составляет 0,74 МПа. Следовательно, для микроорганизмов, имеющих внутриклеточное давление на уровне 0,6 МПа, создаются оптимальные (изотонические) условия для развития. Этим объясняется быстрая порча молочной сыворотки при хранении. При сгущении сыворотки в 5 раз осмотическое давление повышается до 7,4 МПа, т.е. в 10 раз, что создает неблагоприятные (гипертонические) условия для развития микроорганизмов. Ингибирующее действие молочной кислоты на микроорганизмы для подсырной сыворотки проявляется при сгущении в 8-10 раз, а творожной 3-5 раз (кислотность выше 281 100°Т). При сгущении соленой сыворотки следует учитывать консервирующее действие поваренной соли. Текучесть сгущенной сыворотки обусловлена содержанием сухих веществ и температурой. Состояние сгущенной молочной сыворотки можно разделить по консистенции на три группы: текучая, пастообразная (тестообразная) и твердая (блочная). Эти условные показатели имеют важное практическое значение, т.к. определяют виды упаковки и способы транспортировки сгущенной сыворотки, а также направления ее использования. В горячем состоянии (60-70°С) сгущенная сыворотка сохраняет свою текучесть при концентрации сухих веществ 60-70 %. Охлаждение сгущенной сыворотки приводит к кристаллизации лактозы и она приобретает пастообразную консистенцию. Теоретически, с учетом растворимости лактозы, предельная концентрация сухих веществ в сгущенной сыворотке с исключением кристаллизации лактозы составляет при 20°С 3035 %, а при 10°С – 20-25 % сухих веществ. Практически, с учетом наличия в сухом веществе молочной сыворотки несахаров, обладающих мелассообразующей способностью, видимая кристаллизация лактозы наступает при содержании сухих веществ 35-40 %. Блок в сгущенной молочной сыворотке образуется при содержании сухих веществ выше 75% и охлаждении до 10°C. Практически молочную сыворотку сгущают от 2 до 15 раз с критическими точками 13, 20, 30, 40, 60 и 75% сухих веществ. Технологическими параметрами, определяющими процесс сгущения сыворотки выпариванием влаги, являются температура и продолжительность. Для сохранения нативных свойств компонентов сыворотки желательна максимальная температура на уровне 50-60 °С. Такой температуре соответствует разрежение 1,15-2,0 Па. Повышение температуры приводит к потемнению продукта и гидролизу лактозы. Снижение температуры затягивает процесс, вызывает обильное пенообразование и может вызвать микробиологическую порчу. С точки зрения ведения процесса наиболее желательным является непрерывный с минимальным тепловым воздействием. При сгущении молочной сыворотки выпариванием необходимо учитывать температурную, химическую и концентрационную депрессию. Так например, повышение концентрации лактозы до 40% увеличивает температуру кипения на 0,7°С, химическая депрессия в конце сгущения (60% сухих веществ) составляет 7°С. При гиперфильтрации (обратный осмос) молочной сыворотки лимитирующими факторами являются давление и концентрационная поляризация, особенно сывороточных белков. Криоконцентрация молочной сыворотки обусловлена, температурным «напором» при замораживании и эффективностью разделения системы «концентрат – кристаллы льда». Принципиальная технологическая схема производства сгущенной молочной сыворотки включает следующие операции: сбор и определение качества сыворотки, охлаждение (в случае хранения), пастеризацию, сгущение, охлаждение, упаковку, хранение и реализацию. Для уменьшения энергозатрат готовый продукт можно пастеризовать в конце сгущения, используя вакуум-аппарат. Схема технологической линии для производства сгущенной сыворотки включает четыре основных аппаратурнопроцессовых единицы: пастеризатор, вакуум-аппарат, кристаллизатор, резервуары, в т.ч. три с простыми однофазными элементами процесса и одна с преобразованием фазового состояния (кристаллизация лактозы). Сгущенная сыворотка содержит все составные части исходной сыворотки с увеличением объемной массы пропорционально степени сгущения. Кроме того, в процессе сгущения появляются окрашенные вещества (меланоидины) – результат комплексообразования между углеводами и азотистыми соединениями. Физико- 282 химические показатели сгущенной молочной сыворотки приведены в табл. Физико-химические показатели сгущенной молочной сыворотки Показатели Массовая доля сухих веществ, % не менее Массовая доля лактозы, %, не менее: подсырной Творожной Кислотность, °Т, не более Подсырной Творожной Нормы для молочной сыворотки с содержанием сухих веществ, % 13 20 30 40 60 13 20 30 40 60 9 13 22 24 30 7 10 21 22 30 45 150 60 260 100 380 130 550 400 700 и плотностью Между содержанием сухих веществ определенная зависимость, что показано ниже: сыворотки имеется Сроки хранения молочной сыворотки зависят от содержания сухих веществ и условий хранения (табл. ). Массовая доля сухих веществ, %, Плотность, кг/м3 13 20 30 40 60 1052-1055 1103-1107 1110-1117 1140-1180 1280-1320 Сроки хранения молочной сыворотки Сгущенная сыворотка с массовой долей сухих веществ, % Сроки хранения (суток) при температуре, °С 8±2 20±2 13 3 1 20 5 2 30 10 5 40 10 7 60 180 60 С целью улучшения потребительских свойств и увеличения сроков хранения в сгущенную сыворотку добавляют сахарозу в количестве 12,5-30 %, что позволяет получать на основе сгущенной до 40-60 % сухих веществ концентраты с массовой долей сухих веществ 52,5-90 %. Сахарозу вносят в готовый продукт после сгущения, смесь тщательно перемешивают и охлаждают до 6-10 °С. Разработана технология обогащенных концентратов молочной сыворотки за счет сбраживания лактозы (30, 40 и 60% сухих веществ) и её гидролиза (40% сухих веществ, степень гидролиза не менее 50%). Путем направленной обработки и внесением наполнителей на основе сгущенной 283 молочной сыворотки можно получать ценные пищевые продукты и кормовые полуфабрикаты: пасты, сыры, кремы, колбасы, вермишель, помадку, суррогаты меда, блоки для комбикормов, блоки соли-лизунца и др. Сывороточный сыр является концентратом сыворотки с содержанием до 80% сухих веществ и характерным запахом за счет карамелизации лактозы при высокотемпературной обработке сырной массы. Производство продукта распространено в Норвегии под названием месмор. Сывороточные пасты готовят на основе концентратов молочной сыворотки с внесением наполнителей и ароматических веществ. В Швеции выпускают пасту мюзост с содержанием сухих веществ сыворотки 75% , наполнителями: сливки и свекловичный сахар (10-12%). Технология сырной пасты "Кендилак", разработанная в ВГТА, предусматривает сгущение сыворотки до 60-65%, частичную выкристаллизацию и отделение лактозы (20-25%). Продукт содержит до 10% белка и имеет кислотность 300ºТ, рекомендуется для использования в хлебопечении. Сгущенную сыворотку в блоках можно получить путем сгущения ее до 85-95 % сухих веществ с последующим охлаждением в формах, а также направленной термообработкой для получения коагуляционно-кристаллизационной структуры, либо внесением наполнителей (мука, отруби, соли кальция и натрия, метилцеллюлоза, молочная кислота и др.). Блочные концентраты с тестообразной консистенцией можно формировать при концентрации сухих веществ 48-52% путем структурообразования охлаждением и механической обработкой (разработка Сибирского филиала ВНИМИ). Сгущенная молочная сыворотка может широко использоваться для выработки плавленых сыров, мороженого, в хлебопекарном и кондитерском производствах, других пищевых продуктах, рецептурах ЗЦМ и комбикормах-стартерах. Сухая молочная сыворотка. Сушка молочной сыворотки позволяет использовать все ее компоненты и хранить герметически укупоренный продукт практически неограниченное время. Сушить молочную сыворотку можно одним из применяемых в молочной промышленности способов: распылительным, пленочным, пенным, сублимационным, терморадиационным и др. Перспективным является совмещение процесса сушки сгущенной сыворотки с кристаллизацией лактозы и гранулированием получаемого продукта. Молочная сыворотка, как объект сушки, характеризуется значительным количеством влаги (примерно в 2 раза больше, чем в натуральном молоке), которая энергетически более связана с сухим веществом, что отражается на производительности сушилок. Кинетика сушки молочной сыворотки включает три основных периода – возрастающей, постоянной и падающей скорости сушки. Увеличение содержания сухих веществ в сыворотке перед сушкой за счет сгущения увеличивает количество связанной влаги, что отражается на скорости сушки: содержание сухих веществ, % 6,2 15,5 19,5 30,2 39,0 изменение скорости сушки, %/мин 10,5 5,5 3,8 2,0 1,5 В первый период возрастания скорости сушки и постоянной температуры материала удаляется свободная влага – происходит простое испарение. Во втором периоде при постоянной скорости сушки и увеличении температуры материала удаляется осмотически связанная влага. В третий период убывающей скорости сушки и приближении температуры материала к изотерме зоны нагрева удаляется адсорбционносвязанная влага. Процесс сушки лимитируется содержанием сухих веществ и молочной кислоты в сыворотке перед сушкой. Теоретически молочную сыворотку целесообразно максимально сгущать перед сушкой. Практически установлен следующий оптимум содержания сухих веществ в сгущенной сыворотке без дополнительной обработки перед сушкой (%): пленочная сушка 20; распылительная сушка 40; пенная сушка 45; сублимационная сушка 284 50. Интенсификация процесса сушки за счет введения наполнителей, например, смешение с обезжиренным молоком и ПАВ, а также кристаллизация лактозы позволяет увеличить содержание сухих веществ перед пленочной сушкой до 30-40 %, а распылительной 55%. Принципиальная схема сушки молочной сыворотки включает следующие операции: сбор и отделение жира сепарированием, охлаждение (при необходимости хранения), пастеризация, сгущение, сушка, охлаждение, упаковка, хранение и реализация. Схема технологической линии включает четыре основных аппаратурно-процессовых единицы с простыми однофазными элементами процесса. Молочная сыворотка до внесения соли и разбавления водой собирается в резервуар, сепарируется и пастеризуется при 72°С с выдержкой 15 с или 63°С с выдержкой 30 мин. Сгущение сыворотки производится до плотности 1070-1090 кг/м3 для пленочной сушки (20% сухих веществ), либо 1120-1150 кг/м3 (40% сухих веществ). Сгущенная сыворотка без охлаждения подается на сушку. После пленочной сушки производится измельчение готового продукта. Состав и свойства готового продукта приведены в табл. Состав и свойства сухой сыворотки Сухая сыворотка пленочной сушки распылительной сушки Показатели Массовая доля, %: сухих веществ белка жира лактозы золы Кислотность после восст., °Т Растворимость, мл сырого осадка Размер частиц, мкм 95-97 12,5-14,0 0,7-1,5 67-74 4,5-8,0 13-17 0,2-0,5 10-150 96-98 11,2-14,1 1,0-1,5 67-72 4,4-6,4 13-70 0,1-0,3 10-40 В сухой сыворотке содержатся все основные компоненты молока, она богата минеральными солями, микроэлементами, имеет высокую растворимость. В сухой сыворотке обнаружены витамины A, B1, B2, С и полный аминокислотный пул. Следует отметить, что в сыворотке пленочной сушки общее содержание аминокислот в 12,6 раза больше в сравнении с распылительной. Это объясняется большей степенью гидролиза за счет термической обработки сыворотки на вальцах сушилки. По энергетической ценности 1,2 т сухой сыворотки эквивалентно 1 т сухого обезжиренного молока. Во всем мире наблюдается тенденция к увеличению объемов производства сухой молочной сыворотки. МОЛОЧНЫЙ САХАР Способы производства молочного сахара. Сырьем для производства молочного сахара является молочная сыворотка, доброкачественность (или чистота) которой по лактозе превышает 70 ед. Под доброкачественностью (чистотой), применительно к технологии молочного сахара, понимают отношение содержания лактозы к сухим веществам. Кроме того, молочная сыворотка, являясь побочным продуктом, значительно дешевле цельного и обезжиренного молока. Наиболее предпочтительной является подсырная сыворотка, что связано с ее высокой доброкачественностью, и ультрафильтраты. Специально поставленные в Воронежском технологическом институте исследования (К. К. Полянский, А. Г. Шестов) и промышленный опыт показали, что вполне удовлетворительные результаты можно получить, вырабатывая молочный сахар из 285 творожной сыворотки. Казеиновая сыворотка, в т.ч. термокальциевой коагуляции белков молока (по В. А. Павлову), также может быть использована для получения молочного сахара. Молочный сахар широко используется в пищевой промышленности (детское питание, хлебобулочные и кондитерские изделия) и при изготовлении медицинских препаратов (таблетки, антибиотики, спецпрепараты, например абомин). В зависимости от требований потребителей молочная промышленность производит сахар следующих видов: рафинированный и фармакопейный – медицинские препараты; пищевой – пищевые продукты; сахар-сырец (техническая лактоза по стандарту ММФ) – сырье для ферментации, рафинации и технические цели. Состав и свойства молочного сахара по видам и сортам приведен в табл. Показатели Массовая доля, %: лактозы (гидрат) влаги азота золы молочной кислоты Состав и свойства молочного сахара Характеристика (норма) для молочного сахара рафинированного пищевого сахара-сырца 99,0–99,4 0,5–0,7 0,0–0,1 0,3–0,1 0,10–0,08 95,0 2,5 0,1 1,5 0,5 87–95 4,0–2,2 0,80–0,16 4,0–1,5 2,0–0,3 В рафинированном и пищевом молочном сахаре регламентируется содержание хлоридов, сульфатов и кальция на уровне 0,1%, а также солей меди не более 5 мг/кг и олова 50 мг/кг, не допускается наличие солей тяжелых металлов (свинца и др.). Рафинированный молочный сахар с минимальными примесями, отсутствием моноз (глюкозы, галактозы) и посторонних углеводов (крахмала, декстрина) относится к фармакопейному. Для использования в качестве затравки при кристаллизации лактозы (сгущенное молоко, мороженое) рафинированный или пищевой молочный сахар подвергают тонкому размолу до размера 3-4 мкм, но не более 10 мкм. В качестве внутрипромышленного полуфабриката, а иногда как сырье для ферментации, вырабатывается кристаллизат молочного сахара (сывороточный сироп) с подержанием лактозы не менее 45%. По внешнему виду молочный сахар представляет кристаллический порошок аналогичный сахарозе или легко пересыпающуюся массу, напоминающее сухое молоко распылительной сушки. Цвет продукта от белого (рафинированный) до слабо желтого (сырец). Получение молочного сахара возможно тремя способами: I- кристаллизация лактозы из пересыщенных сывороточных сиропов; II- сушка глубоко очищенной молочной сыворотки; III -образование лактозатов с последующим разрушением соединения. В промышленности широко используется первый способ, основанный на сгущении очищенной или неочищенной молочной сыворотки с последующей кристаллизацией лактозы из пересыщенных за счет охлаждения растворов. Способ имеет несколько вариантов осуществления. Второй способ находит практическое внедрение на базе мембранных методов обработки молочной сыворотки, позволяющих удалять несахара до необходимой степени чистоты готового продукта, совмещая эту операцию с концентрированием молочной сыворотки. Третий способ, сущность которого заключается в образовании нерастворимых 286 лактозатов кальция и последующей их сатурации, представляет пока чисто научный интерес, нуждается в технологической и технической разработке. Физико-химические основы технологии молочного сахара. Теоретическая сущность технологии молочного сахара сводится к извлечению лактозы из молочной сыворотки, т.е. ее выделению с очисткой от балластных веществ (несахаров): жира, белков, минеральных солей. Концентрация лактозы при этом повышается примерно в 20 (с 4,5% в исходной сыворотке до 90-99 % в готовом продукте), а содержание несахаров снижается в сотни раз. Казеиновая пыль и молочный жир легко удаляются из сыворотки центробежным способом на саморазгружающихся сепараторах. Сывороточные белки могут удаляться путем тепловой денатурацией в сочетании с реагентной, безреагентной коагуляцией, ультрафильтрацией либо сорбцией. Удаление небелковых азотистых соединений представляет определенную трудность, однако вполне удовлетворительно осуществимо сорбцией на макропористых ионитах или природных сорбентах. Для создания пересыщенных растворов молочную сыворотку концентрируют путем выпаривания, обратным осмосом либо комбинацией этих способов. Кристаллизация лактозы из пересыщенных растворов (сиропов) подчиняется общим законам массообмена и лимитируется температурой, временем и механическим побуждением (перемешиванием). По разработкам проф. К. К. Полянского (ВГТА) оптимальный режим кристаллизации лактозы из очищенных сывороточных сиропов происходит при темпе охлаждения 2-3°С/ч и скорости перемешивания 10-15 об/мин. Разделение суспензии кристаллизата на влажные кристаллы и мелассу вполне удовлетворительно осуществляется на центрифугах фильтрующего и отстойного типов. Сушка влажных кристаллов наиболее целесообразна во взвешенном состоянии. При необходимости размол кристаллов обеспечивается на ударных шаровых, виброшаровых мельницах и дезинтеграторах, а также струйным методом. Алгоритм технологического процесса производства молочного сахара включает следующие операции (блоки): мониторинг исходного сырья - молочной сыворотки, реагентов и вспомогательных материалов; очистку молочной сыворотки от балластных веществ - казеиновой пыли, молочного жира и сывороточных белков; сгущение очищенной сыворотки до сиропа; кристаллизацию лактозы - кристаллизат молочного сахара; отделение кристаллов лактозы от мелассы и их промывку водой; сушку влажных кристаллов - молочный сахар-сырец (техническая лактоза), при очистке и рафинации подсгущенной сыворотки - пищевой молочный сахар (пищевая лактоза); растворение молочного сахара-сырца или влажных кристаллов; рафинация раствора; фильтрация раствора, кристаллизация лактозы; отделение кристаллов от мелассы; промывка кристаллического осадка; сушка влажных кристаллов - рафинированный молочный сахар (фармакопейная лактоза). Схемы технологических процессов производства молочного сахара. Производство молочного сахара-сырца с очисткой сыворотки и кристаллизацией лактозы показано на рис. . Подсырную сыворотку с кислотностью не более 20ºТ и содержанием лактозы не менее 4,5% очищают от казеиновой пыли и молочного жира на специальных саморазгружающихся сепараторах двойного действия "осветлитель-разделитель" типа ОХС непосредственно после удаления ее из сыроизготовителей и грубой фильтрации при температуре 35-40ºС. Полученные при сепарировании казеиновую пыль в виде белковой массы и молочный жир в виде подсырных сливок являются ценным пищевым сырьем, собираются в отдельные резервуары и подлежат переработке. Альтернативой сепарированию является микрофильтрация. Сепарированную сыворотку подогревают в потоке до теплового порога денатурации сывороточных белков (70-75ºС) и направляют в специальные резервуары 287 (танки) - ванны для отваривания альбумина. После заполнения резервуара сыворотку нагревают до 90-95ºС и вносят в нее реагент- коагулятор. В качестве последнего рекомендуется кислая сыворотка с кислотностью 150-200ºТ, которую готовят предварительно; соляная кислота рабочей концентрации или меласса от предыдущих выработок молочного сахара. Кислотность сыворотки повышают до 30-35ºТ, что соответствует pH 4,4 - 4,6. Смесь тщательно перемешивают в течение 10-15 мин. Каждый реагент-коагулятор имеет свои положительные стороны - обеспечивает выделение термолабильных фракций сывороточных белков с изоэлектрической точкой 4,5±0,1 ед. Однако, применение кислой сыворотки связано с необходимостью ее приготовления т.е. затратами и потерями лактозы для получения молочной кислоты. Соляная кислота достаточно дорога и требует специального оборудования для внесения, проблематичным является экология ее применения, особенно с учетом использования сывороточных белков в пищевых целях. Применение мелассы не требует специальных реагентов, снижает потери лактозы, повышает выход готового продукта, однако требует специфического подхода по ее обновлению в цикле производства и оценке влияния на качество молочного сахара. Для более полного выделения белков после тепловой денатурации и подкисления рекомендуется раскисление подкисленной сыворотки до 10-15ºТ (pH 6,0-6,5) внесением 10%-ного раствора гидроксида натрия с тщательным перемешиванием массы в течение 10-15 мин. После тепловой денатурации и внесении реагентов сыворотку оставляют для отстоя на 1,0-1,5 ч. Отделение частиц скоагулированного белка производят с помощью саморазгружающихся сепараторов типа ОТС или фильтрацией отстоявшегося слоя сыворотки. Выделенные сывороточные белки - белковую массу и (или) альбуминное молоко рекомендуется использовать для пищевых продуктов, или в случае необходимости, кормовых средств (добавок - обогатителей кормов). Процесс выделения казеиновой пыли, молочного жира и сывороточных белков из подсырной сыворотки возможно организовать в потоке, с полной механизацией и автоматизацией по схеме технологической линии, разработанной во ВНИИМС, аналогично зарубежной линии и процессу "Центри-Вей". В линии предусмотрен нагрев сыворотки с 70-75ºС до 90-95ºС специальном аппарате-турболизаторе с устройством для снятия пригара с греющей поверхности (отечественное ноу-хау) и проточного емкостного коагулятора. Внесение реагентов также предусмотрено в потоке с помощью насосовдозаторов. Базовым оборудованием линии являются саморазгружающиеся сепараторы типа ОХС и ОТС. Оригинальной является безреагентная коагуляция сывороточных белков в подсырной сыворотке за счет ее подсгущения в 4-6 раз, т.е. 24-36% сухих веществ с понижением кислотности и снижением pH, что обеспечивает термическую коагуляцию при нагревании до 90-95ºС. Перспективной может быть термокислотная коагуляция сывороточных белков и казеина сквашенным обезжиренным молоком или пахтой. Очищенную (осветленную) подсырную сыворотку без охлаждения направляют на сгущение в вакуум-выпарных установках. Процесс выпаривания влаги проводят при температуре не выше 55 ± 5С, что предупреждает карамелизацию лактозы. Для предупреждения сильного пенообразования сывототки во время сгущения, особенно в ее начальный период (до 30% cухих веществ), применяют пеногасители - олеиновую кислоту или афромин в количестве 10-20 г/100л перерабатываемой сыворотки. Сгущение проводят до получения сиропа с содержанием сухих веществ 60-65%, что соответствует плотности при 70ºС 1300 кг/м3 (по ареометру -1,30; масса 100 мл сиропа - 130 г). В конце сгущения сироп молочной сыворотки нагревают до 70-75ºС и направляют на кристаллизацию. Кристаллизацию лактозы проводят с учетом качества (доброкачественности) сиропа по длительному - до 35 ч или ускоренному - до 15 ч режимам в кристаллизаторахохладителях путем направленного и управляемого охлаждения до 10-15ºС (рис. ). Во 288 время кристаллизации сироп периодически, примерно через каждые 30 мин, перемешивают для равномерного охлаждения и предупреждения образования сростков (друзов, конгломератов) кристаллов лактозы. Особенно опасными являются застойные зоны у охлаждаемых поверхностей. Отделение кристаллов лактозы от мелассы проводят путем центрифугировагния кристаллизата на центрифугах фильтрующего и осадительного типов. Допускается разбавление кристаллизата доброкачественной водой с температурой не выше 15ºС. В процессе центрифугирования, при необходимости, проводят промывку кристаллического осадка лактозы доброкачественной водой с температурой не выше 15ºС. Влажность кристаллической массы после окончания центрифугирования составляет 8-10%. Отделенную мелассу и промывные воды собирают и используют для подкисления исходной сыворотки или перерабатывают в кормовые продукты, в т.ч. бифидогенные концентраты. Влажные кристаллы молочного сахара-сырца после разрыхления осадка сушат на сушилках барабанного типа СБА-1, сушильных установках с псевдоожиженным слоем Р3ОСС или вихревых сушилках ВС-800. Температуру воздуха на входе в сушилку поддерживают на уровне 130-140ºС, на выходе 65-75ºС. Выброс кристаллов в атмосферу исключают за счет циклонов и фильтров. После сушки готовый продукт охлаждают, выдерживают 2-3 ч в помещении цеха, и при необходимости размалывают в центробежных мельницах ударного типа Д-250. Молочный сахар-сырец упаковывают в бумажные многослойные мешки, снабженные полиэтиленовым вкладышем. Срок хранения молочного сахара-сырца при температуре 20ºС составляет до 12 мес. Кроме подсырной для производства молочного сахара-сырца возможно использование творожной сыворотки. Особенность технологии заключается в исключении подкисления исходной сыворотки и некоторым снижением выхода готового продукта (примерно на 15-25% в сравнении с подсырной сывороткой), что связано со сбраживанием лактозы в процессе производства творога. Использование казеиновой в т.ч. термохлоркальциевой сыворотки также возможно (по В. А. Павлову) аналогично творожной с учетом ее дехлорирования и декальцинирования электродиализом. Совершенствование технологии молочного сахара-сырца возможно за счет ультрафильтрации сыворотки и гидролиза остаточных белков ферментами. Специфические особенности технологии молочного сахара-сырца из ультрафильтрата заключаются в следующем. С учетом содержания лактозы в фильтрате до 5%, а азотистых веществ не более 0,1%, сгущение его рекомендуется проводить до концентрации сухих веществ в сиропе 60-64%. Для наиболее полной кристаллизации лактозы и образования крупных, однородных кристаллов снижение температуры сиропа ведут ступенчато - постепенно (рис. ) с 75ºС до 65ºС в течение первых 15 ч, затем быстро с 65ºС до 15ºС в течение следующих 15 ч, после чего кристаллизат выдерживают еще 8-10 ч при этой температуре. Перемешивание проводят более интенсивно, чем при традиционном способе, что исключает отстой кристаллов. Следует отметить, что получение молочного сахара из УФ-фильтратов молочного сырья не оправдало ожидаемых надежд и потребовало специфического подхода. Это аномальное на первый взгляд явление объясняется по-видимому влиянием солей кальция, переходящих в УФфильтраты. Также не найдено пока технологического решения по производству молочного сахара со стабилизацией сывороточных белков в процессе сгущения за счет раскисления сыворотки (американский способ). Биотехнологический прием в производстве молочного сахара включает гидролиз остаточных белковых веществ и высокомолекулярных пептидов в очищенной сыворотке, при ее сгущения или сиропах в процессе кристаллизации ферментами - термостойкими протеазами. Производство молочного сахара-сырца по безотходной технологии из неочищенной сыворотки разработано ВМИ с НПО «Углич». Особенностью технологии 289 является использование адгезионно-инерционной (пороговой) центрифуги, которая показала положительные результаты при работе и на очищенных сиропах. Интересным является предложение по совершенствованию технологии молочного сахара-сырца за счет центробежной очистки сиропов в процессе сгущения сыворотки или перед кристаллизацией. Производство молочного сахара-сырца распылительной сушкой сиропов возможно за счет глубокой очистки сыворотки мембранными методами (гельфильтрация, микрофильтрация, ультрафильтрация, обратный осмос, электродиализ и ионообмен). Производство пищевого молочного сахара включает очистку и рафинацию сыворотки на стадии сгущения. Исходное сырье - очищенную сыворотку сгущают до содержания сухих веществ 25-30% и направляют без охлаждения в резервуар (ванну), где ее раскисляют 10%-ным раствором гидроксида натрия при тщательном перемешивании до 20-25ºТ, нагревают до 90-95ºС и выдерживают при этой температуре 30 мин после чего очищают от взвешенного осадка несахаров центробежным способом на саморазгружающихся сепараторах типа ОТС. Полученную белково-минеральную массу рекомендуется использовать в кормовых целях, например в птицеводстве. Очищенную подсгущенную сыворотку осветляют рафинированием в реакторах - двухстенных резервуарах с мешалкой. Рафинацию проводят при температуре 70-80ºС путем внесения активированного угля (2%), молотого диатомита (1,5%) и гидросульфита натрия (0,005%). Дозу реагентов рассчитывают по лактозе. Раствор при постоянном перемешивании выдерживают 30 мин и направляют на фильтрацию. Фильтрат досгущают до содержания сухих веществ 55-60%. Кристаллизацию проводят по быстрому режиму (15 ч). Центрифугирование, промывку и сушку кристаллов проводят аналогично производству молочного сахара-сырца. Упаковка и хранение пищевого сахара также аналогична молочному сахару-сырцу. Маркетинг осуществляют с учетом целевого назначения продукта. Совершенствование технологии пищевого молочного сахара может быть достигнуто применением мембранных методов - ультрафильтрация (очистка сыворотки), обратный осмос (подсгущение сыворотки), электродиализ (деминерализация) и ионный обмен (исключение рафинации). Интерес представляет производство лактозы пищевой категории качества за счет безреагентной экологически чистой коагуляции сывороточных белков термокислотным способом сквашенным обезжиренным молоком или пахтой с очисткой на стадии сгущения. Производство рафинированного (фармакопейного) молочного сахара из растворов сахара-сырца может осуществляться в едином технологическом потоке, либо самостоятельно, что показано на рис. . Для производства рафинированного молочного сахара используют молочный сахар-сырец высшего сорта или улучшенный (пищевой категории качества) с содержанием лактозы не менее 95%. При организации производства рафинированного молочного сахара на предприятии, производящем молочный сахарсырец, используют влажные кристаллы - осадок после центрифугирования. Растворение сахара-сырца или кристаллического осадка производят в реакторах с подогревом и мешалкой. Содержание сухих веществ в растворе составляет 65%. Температура процесса на уровне 90ºС. По окончании процесса растворения в раствор без охлаждения вносят рафинирующие средства: активированный уголь (2%)., молотый диатомит (1,5%) и гидросульфит натрия (0,005%). Дозировку реагентов рассчитывают по лактозе. Раствор при непрерывном перемешивании выдерживают в течение 10 мин и фильтруют через ткань типа "бельтинг" с намытым слоем диатомита. Кристаллизацию лактозы осуществляют охлаждением рафинированного сиропа в течение 7-10 ч до 10-15ºС при постоянном перемешивании массы. Кристаллический осадок промывается чистой водой. Сушка кристаллов, упаковка и хранение рафинированного молочного сахара осуществляется при строгом соблюдении санитарного режима принятого на молочных предприятиях аналогично пищевому молочному сахару. 290 При производстве рафинированного молочного сахара для продуктов детского питания для рафинации используют улучшенный сахар-сырец пищевой категории качества при строжайшем соблюдении санитарного режима. Обязательным является установка магнитных фильтров после сушилки. Фармакопейный молочный сахар получают при соблюдении требований производства рафинада для продуктов детского питания с тщательной промывкой кристаллического осадка с целью удаления моноз - глюкозы и галактозы (на специализированных производствах допускается промывка кристаллического осадка этиловым спиртом пищевого качества с его последующим сбором и использованием). Мелкокристаллический рафинированный молочный сахар для целевого использования - затравка при кристаллизации молочных консервов и мороженого, с размером частиц не боле 10 мкм получают путем тонкого помола рафинированного молочного сахара на виброшаровых мельницах с последующим отбором частиц в классификаторах-циклонах. Производство молочного сахара-сырца (технической лактозы), пищевого молочного сахара (лактоза пищевая) и рафинированного молочного сахара (фармакопейная лактоза) с реализацией современных технологий и соответствующем аппаратурном оформлении позволяет обеспечить качество готового продукта на уровне требований ММФ (мировые стандарты) и выходом на мировой рынок. Следует отметить, что аппаратурно-процессовое оформление технологии молочного сахара является достаточно сложным, энергоемким, с большими затратами труда. Поэтому, с учетом физико-химической сущности технологии, необходима полная механизация и автоматизация всех процессов с использованием промышленных роботов и принципов гибкого автоматизированного производства (ГАП) ПРОИЗВОДНЫЕ МОЛОЧНОГО САХАРА Из молочного сахара (лактозы) возможно получение целой гаммы производных галактоза (медпрепарат), глюкозо-галактозный сироп, лактулоза, лактитол, молочная кислота, лактаты кальция, этанол, метан, полиуретановые пены, лактобионовая кислота и др. Наибольший практический интерес в настоящее время представляют глюкозогалактозный сироп, лактулоза и этиловый спирт. Перспективным является освоение производства лактитола (лактит). Глюкозо-галактозный сироп получают путем направленного гидролиза молекулы лактозы с получением моноз – глюкозы и галактозы, которые обладают большей растворимостью, сладостью и сроком хранения, что позволяет расширить спектр использования готовой продукции. Немаловажным является факт исключения непереносимости лактозы. Теоретически гидролиз возможен химическими реагентами и специфическим ферментом лактаза (бета-галактозидаза). в т.ч. иммобилизованном на твердом носителе. Технологический процесс производства глюкозо-галактозного сиропа включает следующие операции: подготовку лактозосодержащего сырья, реагентов и вспомогательных материалов; гидролиз лактозы; очистку раствора; концентрирование раствора; фасование, упаковывание и хранение. Разработанная ВНИИМС технология кислотного гидролиза лактозы в ультрафильтратах молочной сыворотки (рис ) включает их подсгущение до 18-22 % сухих веществ, очистку от оставшихся азотсодержащих соединений тепловой денатурацией при 93-97°C с подкислением соляной кислотой до рН 4,6±0,05 ед. и выдержкой 15-20 мин с последующим сепарированием. В очищенный подсгущенный фильтрат вносят соляную кислоту из расчета 21±0,2 л на 1 т с доведением рН до 1±0,5 ед., выдерживают при температуре 97±2°С в течение 4 ч, охлаждают до 23±2°С. Кислотность гидролизата должна быть не более 12°Т. Его деминерализуют до уровня 70±5 % и сгущают до 50% сухих веществ (плотность 1200 кг/м3). Сироп осветляют (рафинируют) сорбентами – 291 осветляющий уголь 2% и диатомит 1%, при температуре 75±5°С, выдержке 10-15 мин и последующей фильтрации через ткань. Готовый продукт хранят при температуре 10-30°С не более 30 суток. Более известна в мире и практически отработана в России (Ю. Я. Свириденко с сотр.) технология ферментативного гидролиза лактозы. В качестве исходного сырья для гидролиза может быть использована творожная и подсырная сыворотки, ультрафильтрат и раствор молочного сахара. Гидролиз осуществляют в реакторе иммобилизованной бетагалактозидазой (лактазой) "Галактосил". Степень гидролиза должна составлять 75±5 %. Обычно процесс проходит непрерывно в течение 20±2 ч, затем фермент подвергают санации 0,5 М раствором уксусной кислоты, после чего гидролиз возобновляется. Замена фермента осуществляется при снижении эффективности процесса ниже 0,9±0,1 ч –1. Фильтрат после гидролиза деминерализуют (50-90 %) и концентрируют до 60±2 % сухих веществ. Сироп гидролизованной лактозы (СГЛ) представляет вязкую однородную жидкость желто-коричневого цвета со следующими физико-химическими показателями (%): Сухих веществ в т.ч. глюкозы галактозы лактозы азотистых веществ Зольность при степени деминерализации, %: 50 70 90 60±2,0 20,7±1,3 20,7±1,3 11,9±0,9 1,15±0,35 4,0±0,1 2,5±0,1 1,0±0,1 Срок хранения СГЛ составляет 1-2 месяца в зависимости от степени деминерализации. На этом же принципе во ВНИМИ разработана сухая глюкозо-галактозная смесь. Подчеркивая уникальность процесса, необходимо отметить, что его можно проводить в домашних условиях путем внесения таблетированной лактазы в питьевое молоко. Особенно это важно для людей с интолерантностью к лактозе. Лактулоза. Специальными исследованиями установлено, что дисахарид лактулоза (фруктозо-галактозид) является активным бифидогенным фактором женского молока. Для оптимизации рецептуры продуктов детского питания на молочной основе в коровье молоко необходимо вводить лактулозу. Кроме того, лактулоза достаточно широко используется во многих странах мира как профилактическое и терапевтическое средство, особенно в случае дисбиотических явлений. Лактулоза может быть использована в пищевых продуктах как хорошо растворимый и некариогенный подсластитель, в алкогольных и безалкогольных напитках с целью миниминизации их токсического действия, а также в качестве кормовых добавок и рецептурах ЗЦМ для предупреждения дисбактериоза у молодняка сельскохозяйственных животных. В Японии еще в 1992 г лактулоза включена в "золотой список" ингредиентов пищевых продуктов, способствующих улучшению здоровья нации. Мировое производство лактулозы оценивается в 20000 т ежегодно. Лактулозу можно получить из лактозы путем перегруппировки α-глюкозы во фруктозу. Механизм перегруппировки трактуется по-разному. В слабо-щелочной среде глюкоза может трансформироваться во фруктозу по механизму LA - трансформации через енольную форму, а так же перегруппировкой по Амадори с образованием промежуточного продукта лактозиламина. Известен синтез лактулозы в растворах лактозы изомеразами микробного происхождения. 292 В нашей стране и за рубежом проведены разработки по получению лактулозы в жидком (сиропы) и сухом видах на основе лактозы. Технологический процесс производства сиропов лактулозы по С. А. Рябцевой (СевКавГТУ) включает следующие операции: приемку и подготовку молочного сахара, реагентов и вспомогательных материалов; растворение молочного сахара; рафинация и фильтрация раствора; изомеризация лактозы в лактулозу; деминерализация раствора; одно- или двух кратные сгущение раствора, кристаллизация и отделение кристаллов лактозы; тепловая обработка; фасование, упаковывание и хранение. Схема технологической линии производства сиропа лактулозы показана на рис. . В качестве исходного сырья для производства лактулозы используется сахар рафинированный, пищевой и сырец не ниже высшего сорта. Растворение молочного сахара производится в нагретой до 85-90ºС воде при постоянном перемешивании. Содержание сухих веществ 20-25%, что соответствует плотности при 70ºС 1055±5 кг/м3. Раствор молочного сахара выдерживают при температуре 90ºС в течении 10-15 мин. При использовании молочного сахара-сырца рекомендуется центробежная очистка раствора для удаления взвешенного осадка и механических примесей. Очистку осуществляют на саморазгружающемся сепараторе типа ОТС с периодической разгрузкой через каждые 1525 мин. Полученный осадок используется в кормовых целях. Растворение молочного сахара возможно в чистом конденсате или щелочной фракции электроактивированной воды (ЭЛА-вода) - католит. Изомеризация лактозы в лактулозу проводится в щелочной среде при pH 11-12ед путем введения 0,27±0,02% гидроксида натрия в виде 40%-ного раствора для пищевых сиропов или 0,40±0,05% гидроксида кальция в виде свежеприготовленного известкового молока для кормовых добавок. Оптимальный режим изомеризации: температура 85-95ºС, время выдержки 5-7 мин с быстрым (резким) охлаждением до 15-25ºС, что исключает автокаталитический распад углеводов и нарастание цветности раствора. В случае невозможности быстрого охлаждения раствор необходимо подкислить до pH 7,0-8,0 ед лимонной или молочной кислотами для пищевых сиропов, кислой сывороткой для кормовых добавок. В процессе изомеризации до 30% лактозы трансформируется в лактулозу. В результате получается раствор лакто-лактулозы, содержащий около 7% лактулозы и 15% непрореагировавшей лактозы, а также балластные вещества минеральные соли (0,7%), азотистые соединения (0,3% азота) и красящие соединения, в основном меланоидины. Деминерализацию проводят для пищевых сиропов при температуре 18-22ºС до уровня обессоливания 70-75% на электродиализных установках по режимам производства деминерализованной сыворотки. Более глубокое обессоливание, например для детского питания на уровне 90%, возможно ионообменной обработкой на смолах КУ-2-8 и ЭДЭ10П аналогично режиму при производстве молочного сахара. Рафинацию осуществляют при температуре 20-30ºС, что является специфичным, путем внесения активированного угля (1,5%), молотого диатомита (0,15%) и гидросульфита натрия (0,01%). Дозу реагентов рассчитывают к лактозе. Раствор выдерживают при перемешивании 10-15 мин и фильтруют через ткань "бельтинг" с намытым слоем молотого диатомита. Фильтрат лакто-лактулозы сгущают в вакуумаппаратах при температуре 55-65ºС до массовой доли сухих веществ 55-60%, что соответствует плотности 1245±5 кг/м3. Сгущенный сироп подогревается до 70ºС и направляется на кристаллизацию. Кристаллизацию лактозы проводят для увеличения доли лактулозы в готовом продукте по режиму: охлаждение при постоянном медленном перемешивании массы со скоростью 2-3ºС в ч до температуры 8-10ºС и последующей выдержкой при этой температуре в течение 10-12 ч. Выделившиеся кристаллы лактозы отделяют центрифугированием на аппаратах фильтрующего типа и промывают небольшим количеством холодной воды. 293 Кристаллический осадок молочного сахара используют для растворения в замкнутом цикле производства сиропов лактулозы. При необходимости, в зависимости от требований потребителей к качеству сиропов лактулозы, проводят повторную деминерализацию (для детского питания и фармацевтики), сгущение (пищевые продукты и напитки) с кристаллизацией и отделением кристаллов. Повторное сгущение проводится до содержания сухих веществ 65-70%, что соответствует плотности 1280±10 кг/м3. Для интенсификации процесса кристаллизации вносят затравку мелкокристаллической лактозы в количестве 0,3-0,5% к массе сиропа. Конечная температура охлаждения составляет 5ºС с последующей выдержкой до 10 ч, что предотвращает выпадение осадка при хранении сиропов лактулозы. Тепловую обработку сиропов лактулозы осуществляют при температуре 70-75ºС в течение 10-15 мин для гарантии микробиологической чистоты, безопасности и длительного хранения. Фасование сиропа проводят в горячем виде в потребительскую тару (фляги, банки, флаконы). Продолжительность хранения сиропов лактулозы определяется видом упаковки: в негерметичной таре при температуре 4-8ºС состав и свойства продукта не изменяются в течение 12 мес., в герметичной таре - до 5 лет. Сироп лактулозы имеет следующий состав и свойства: Массовая доля сухих веществ, % в т.ч. лактулозы других углеводов минеральных веществ азотистых соединений Плотность, кг/м3 Титруемая кислотность, °Т Активная кислотность (рН), ед. 55,0 ± 3,0 45,0 ± 3,0 10,0 ± 0,5 0,8 ± 0,2 0,12 ± 0,08 1260 ± 10 24 ± 3 6,0 ± 0,5 Сиропы лактулозы используются для получения медпрепаратов, детского и диетического питания, пищевых продуктов и напитков, кормовых добавок. Получены специальные концентраты лактулозы «Лактусан» и «Алкософт». Изомеризацию лактозы в лактулозу при выработке «Лактусана» проводят в одном растворе лактозы, при выработке «Алкософта» – непосредственно в молочной сыворотке. Технологический процесс производства сухой лактулозы, (разработано во ВНИМИ В. Д. Харитонов, В. В. Ким с сотр.), включает следующие операции: приемку концентрата лактулозы с определением его качественных показателей, подготовку концентрата, нагревание раствора, сушку, охлаждение сухой лактулозы, расфасовку продукта. Сироп лактулозы, после определения его качества, разбавляется чистой водой до содержания сухих веществ 20-45% и при необходимости раскисляется. Раствор нагревается до 80-85ºС и подается в распылительную сушилку. Режим сушки: температура воздуха на входе 100-150ºС, на выходе - 50-70ºС. Учитывая высокую гигроскопичность порошков сухой лактулозы (индекс гигроскопичности составляет 22,8%, для примера СОМ - 10,5%), его необходимо охладить осушенным воздухом и немедленно расфасовать в герметичную, влагонепроницаемую тару. На основе сухой лактулозы и лизоцима разработана технология оригинального препарата "Лаэль". Следует подчеркнуть проблематичность получения сухой лактулозы в чистом виде, поэтому ведется поиск ее сушки с наполнителями - соевым изолятом, молочным белком и другими компонентами Этанол. Лактоза может трансформироваться этиловый спирт (этанол) при ее сбраживании специальными рассами дрожжей. Общая схема сбраживания представлена ниже: 294 С12Н22О11 + Н2О лактоза -----> 2С6Н12О6 ----> 4С2Н5ОН + 4СО2 монозы этанол Теоретически из 1 т молочной сыворотки (45 кг лактозы) возможно получение 68,2 дал этанола и до 25 кг диоксида углерода. На практике эти величины ниже за счет потерь. Наиболее благодатной средой для брожения считается УФ-фильтраты, т. к. молочную сыворотку приходится очищать от жира и белков. Способностью сбраживать лактозу с образованием этилового спирта и диоксида углерода обладают лишь немногочисленные представители дрожжей. Например, по данным проф В. М. Богданова 15 штаммов, испытанных им, продуцировали из лактозы от 0,36 до 2,42% этанола. Для практического использования в настоящее время рекомендуются дрожжи Kluyveromyces fragilis или Candida pseudotropikalis для нативной сыворотки и специально подобранные и штаммы дрожжей Klyveromyces marxianus Пр-8 для подсгущенной сыворогтки. Производство этанола на основе сбраживания лактозы возможно путем использования: - нативной (неконцентрированной) молочной сыворотки; - концентратов молочной сывортки с содержанием лактозы 15-20%; - молочной сыворотки с гидролизованной до моноз лактозой; - молочной сыворотки с иммобилизацией дрожжевых клеток на носителе. Схема технологического процесса получения этилового спирта молочной сыворотки включает следующие операции: приемку и подготовку исходного сырья молочной сыворотки, дрожжей и вспомогательных материалов; очистку молочной сыворотки от казеиновой пыли, молочного жира и сывороточных белков; охлаждение до температуры брожения 28-34С; внесение дрожжевой закваски; сбраживание лактозы; отделение осадка дрожжей; перегонка бражки и ректификация спирта; расфасовка, упаковка, хранение и маркетинг готовой продукции. Схема технологической линии производства этилового спирта из подсырной сыворотки, разработанная ВНИИМС, приведена на рис . Для производства используют свежую подсырную сыворотку с кислотностью не выше 20ºТ, очищенную от казеиновой пыли, молочного жира и сывороточных белков способами, аналогично производству молочного сахара. Осветленную сыворотку охлаждают до 28-34ºС и вносят дрожжевую закваску. При работе с концентрированной сывороткой ее сгущают 3-5 раз в вакуум-выпарных аппаратах. Дрожжевая закваска готовится вначале лабораторная, затем производственная. Для активизации роста дрожжей в закваску рекомендуется вносить минеральные соли (сульфат аммония, соли калия и кальция). Рост биомассы проводится при температуре 2830ºС, pH 4,5 ед. и обязательном аэрировании воздухом с перемешиванием смеси. Размножение дрожжей проводят до достижения их концентрации 1,5-1,7 млрд в 1 мл. Полученная суспензия дрожжей "бродящего типа" используется в качестве посевного материала (закваски). Доза закваски составляет 8-10% от объема исходной сыворотки. Брожение осуществляется в резервуарах (бродильных чанах - ферментерах) с автоматическим поддержанием температуры на уровне 29±1ºС с аэрацией воздухом и перемешиванием. Конец брожения определяют по плотности (остается постоянной в течении 24 ч) и остаточной лактозе - не более 0,3%. В питательной среде (бражке) накапливается этанола: при сбраживании нативной сыворотки - 2-3%, концентрированной - до 8%. Для выделения, концентрирования до 96% и очистки этанола используют брагоперегонные и ректификационные колонны. Перед перегонкой бражки дрожжи рекомендуется отсепарировать и использовать вновь в качестве закваски. Получаемая от перегонки барда содержит азотистые соединения, 3-4% минеральных солей, молочную кислоту и является ценным кормовым средством (добавкой) в жидком, сгущенном или 295 сухом видах. Практический опыт показывает, что из одной тонны подсырной сыворотки на линии можно получить 25 л спирта этилового пищевого крепостью 96% с незначительным количеством сивушных масел, 30 кг альбуминного творога, подсырные сливки и белковую массу казеиновой пыли, а также до 40 кг кормовых дрожжей и до 60 кг диоксида углерода. По расчетам при этом высвобождается для пищевых целей 117 кг зерна или 300 кг картофеля. Описанный выше процесс позволяет получать молочную сыворотку, практически полностью освобожденную от лактозы. Спиртовое брожение при этом рассматривается как процесс, позволяющий получать пищевую или кормовую дрожжевую массу (белок) и в качестве побочного продукта этиловый спирт. По нашему мнению именно этот вариант является предпочтительным для отрасли. Производство этанола из концентрированной молочной сыворотки любого вида реализовано в Белоруссии (М.В.Залашко, К.В.Объедков с сотр.). В зарубежных схемах рекомендуется использование ультрафильтрации для очистки сыворотки от белков и обратного осмоса для сгущения ультрафильтрата. При этом экономически оправданным объемом переработки сыворотки в этанол считается 400 т/сутки. Контрольные вопросы и задания к разделу: 1. Назовите химический состав, физические свойства обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки. 2. Укажите виды и ассортимент продуктов из обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки. 3. Какова сущность технологии и оптимальные параметры производства молочного белка, казеина и казеинатов? 4. Сформулируйте научно-технические основы технологии и рецептуры ЗЦМ в жидком, сгущенном и сухом видах. 5. Сформулируйте физикохимические основы технологии молочного сахара-сырца, пищевого и рафинированного. 6. Какова сущность технологии производных молочного сахара - глюкозо-галактозные сиропы, лактулоза, этанол? Раздел 11. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ РАСЧЕТЫ В МОЛОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Глава 1. МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС В ПРОИЗВОДСТВЕ МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА Материальный баланс служит для контроля производства, регулирования состава продукции, установления производственных потерь. С помощью материального баланса можно определить экономические показатели технологических процессов и способов производства (производственные потери, степень использования составных частей молока, расход сырья, выход готового продукта) В основе материального баланса лежит закон сохранения вещества, записанный математически в виде двух уравнений. Первое уравнение – это баланс сырья и вырабатываемых из него продуктов mc mг mп П (1) где mс, mг, mп – масса соответственно сырья, готового и побочного продуктов, кг, П – производственные потери, кг. После переработки масса получаемых продуктов меньше массы переработанного сырья. Разницу между ними составляют производственные потери. Производственные потери выражают также в процентах от количества переработанного сырья: n П 100 mc 296 откуда П Тогда уравнение (1) примет вид mc n 100 mc mг mп mc n 100 (2) Второе уравнение материального баланса составляют по массе сухих веществ молока или отдельных составных частей Если составные части молока не претерпевают химических изменений в ходе технологических процессов, то количество их в сырье должно быть равно количеству в готовом и побочном продуктах. Баланс составных частей молока при его переработке можно составить так: или mc чс mг чг mп чп Пч 100 100 100 (3) mc чс mг чг mп чп Пч 100 где чс, чг, чп – массовая доля составных частей молока соответственно в сырье, в готовом и побочном продуктах, %; Пч, – потери составных частей молока, кг. Потери выражают в процентах от составных частей молока, cодержащихся в сырье: Пч mc ч с nч 100 100 где nч – потери составных частей молока, %. После подстановки Пч в уравнение (3) второе уравнение материального баланса примет вид или mc чс mг чг mп чп mc ч с nч 100 100 100 100 100 mc чс mг чг mп чп mc ч с nч 100 (4) Потери составных частей молока nч и потери сырья n, выраженные в процентах, численно равны. Баланс можно составить по любой части молока – жиру Ж, сухому остатку молока С, сухому обезжиренному молочному остатку (СОМО) О. Так, баланс по жиру при сепарировании молока mм Ж м mсл Жсл mоб Жоб mм Ж мnж 100 где Жм, Жсл, Жоб, – массовая доля жира соответственно в молоке, сливках и обезжиренном молоке, %; nж – потери жира при сепарировании, % Для производства сухого и сгущенного молока баланс можно составить по сухому молочному остатку: mн. м Сн. м mсг Ссг mн. м С н. мnс. в 100 (5) где mсг – масса сгущенного молока, кг, Сн.м, Ссг – массовая доля сухого молочного остатка соответственно в нормализованном и сгущенном молоке, %; nc.в – потери сухих 297 веществ при производстве сгущенного молока, %. В уравнении (5) отсутствует одно слагаемое, так как при сгущении и сушке побочный продукт (вода) не содержит сухих веществ молока. Решая совместно первое (2) и второе (4) уравнения материального баланса, можно определить массу сырья по готовому продукту при известном составе сырья, готового и побочных продуктов или установить массу готового продукта по массе сырья: mг mc mп mc чс чп 100 n ; чг чп 100 (6) 100 ; 100 n (7) mг чг чп чс чп mc чг чс 100 n ; чг чп 100 (8) Материальные расчеты обычно проводят с учетом производственных потерь. При ориентировочных расчетах ими пренебрегают. Массу сырья готового и побочных продуктов без учета потерь определяют по формулам mг mc mп mc чс чп чг чп mг чг чп чс чп mc чг чс чг чп ; (9) ; (10) ; (11) Необходимо определить массу сливок для производства 500 кг масла, если массовая доля жира в масле составляет 78 %, в сливках – 38, в пахте – 0,7%. Нормативные потери при производстве масла составляют 0,6 %. Для решения задачи воспользуемся формулой (7): 500 78 0,7 38 0,7 100 1042 кг. 100 0,8 Массу готового продукта по сырью или массу сырья по определить как алгебраическим методом (по формулам), расчетному треугольнику). Сущность способа расчета с помощью треугольника вершинах треугольника записывают массовую долю одной из содержащихся в сырье чс, в готовом чг и побочном чп продукта. готовому продукту можно так и графическим (по состоит в следующем. В составных частей молока, 298 чг На внутренних сторонах треугольника записывают значение массы сырья тс, чг – чс чг – чп mп чс готового тг и побочного mп продуктов напротив соответствующей им массовой mc чп mг им массовой доли составной части молока. На внешних сторонах треугольника чс – чп располагают величину разности между массовыми долями составных частей молока (расположенными в вершинах треугольника), полученную вычитанием из большей величины меньшей. В соответствии с правилом расчетного треугольника составляют пропорцию: отношение внутренних сторон к внешним – величина постоянная для данного треугольника: mc mг mп . чг чп чс чп чг чс Из этого соотношения определяют необходимые величины. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПОТЕРИ При производстве различных молочных продуктов на молокопроводах, в емкостях, аппаратах и другом оборудовании задерживаются остатки сырья, готового и побочного продуктов. Часть сырья и продуктов расходуется на анализы. Все эти остатки сырья, готового и побочного продуктов составляют неизбежные технологические потери. В целях контроля за производством разработаны нормы потерь, включающие только технологические потери. При этом не учитываются непроизводственные потери (потери от брака, неисправности оборудования и т. п.). Нормативные потери устанавливают на основании экспериментальных замеров остатков сырья и жира на технологическом оборудовании. Фактические потери в производстве рассчитывают по балансу жира или сухих веществ. Потери представляют собой разность между массой жира или сухих веществ в сырье и массой их в готовом и побочном продуктах: Пж Пс.в mc Жс mг Жг mп Жп ; 100 100 100 m С m С m С c с г г п п ; 100 100 100 где Пж, Пс.в – потери жира и сухих веществ, кг. Потери выражают также и в процентах от переработанного жира, сухих веществ или сырья: nж П 100 Пж 100 П 100 ; nс.в с.в 100 ; n 100 , mc Жс mc Сс mc где пж, nс.в – потери жира, сухих веществ, % от массы жира или сухих веществ в переработанном сырье. 299 СТЕПЕНЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ МОЛОКА Вещества молока в процессе переработки полностью или частично переходят в готовый продукт. Некоторое их количество остается в побочном продукте. Этот процесс характеризуется показателем степени перехода составных частей молока, который обозначается буквой а с индексом, соответствующим составной части молока, и выражается в процентах или единицах. Степень перехода ач определяет долю или процент составных частей молока, перешедших в готовый продукт, от количества их в переработанном сырье, т. е. aч mг чг , mc чc (12) Если выразить массу продукта по формуле (7) и подставить это значение вместо mг в формулу (12), то получим формулу для определения степени перехода составных частей молока по содержанию их в сырье, готовом и побочном продуктах, выраженную в единицах aч или процентах aч чс чп чг чг чп чc , чс чп чг 100 . чг чп чc Степень использования Иг составных частей молока меньше степени перехода их в готовый продукт, и определяют ее по фактическим данным либо с учетом производственных потерь: aч чс чп чг 100 100 nч 100 чг чп чc , где Ич – фактические и предельно допустимые потери составных частей молока, % количества в переработанном сырье. Таким образом, степень использования составных частей молока зависит как от содержания их в побочном продукте, так и от производственных потерь. Например, необходимо определить степень перехода и степень использования жира при производстве масла, если массовая доля жира в сливках составляет 35%, в масле – 82,5, в пахте – 0,4, потери – 0,4 %. Степень перехода жира: 82,5 35 0,4 35 82,5 0,4 100 99,3 %. Степень использования жира 82,5 35 0,4 100 0,4 100 98,9 %. 35 82,5 0,4 100 РАСХОД СЫРЬЯ И ВЫХОД ГОТОВОГО ПРОДУКТА Норма расхода сырья представляет собой массу сырья в килограммах, затраченного на выработку 1 т готового продукта. С учетом формулы (7) массу сырья, затраченного на получение 1 т готового продукта, рассчитывают по формуле 300 Рс 1000 чг чп чс чп 100 , 100 n где Рс – норма расхода сырья, кг на 1 т продукта; n – предельно допустимые потери, %. По фактическим данным можно установить фактический расход сырья: mс , mг Рф (13) где Рф – фактический расход сырья, кг на 1т продукта; mс, mг – масса соответственно фактически затраченного сырья и полученного продукта, т. Теоретический расход сырья вычисляют без учета потерь: Рс чг чп 1000 , чс чп (14) В настоящее время в промышленности при расчете норм расхода для отдельных продуктов приняты следующие формулы. Норма расхода нормализованного молока на 1 т пастеризованного молока: Рн.м 1000 , 1 0,01 n где nж – предельно допустимые потери жира при выработке сливок, % массы жира в переработанном молоке. Норма расхода молока на 1 т сливок Рм 1000 Жсл Жоб Жм 1 0,01 nж Жоб , где Жоб – нормативная массовая доля жира в обезжиренном молоке, %; Норма расхода нормализованного молока на 1 т жирного творога Рн.м 1000 Жтв 100 , Жн.м И ж где Иж – степень использования жира, %. Норма расхода обезжиренного молока на 1 т нежирного творога Роб 237,4 100 K , Боб где 237,4 – количество белка, необходимое для выработки 1т нежирного творога с массовой долей влаги 77,5%, кг; Боб – фактическая массовая доля белка в обезжиренном молоке, %; К – коэффициент, учитывающий потери обезжиренного молока на приемку, пастеризацию, хранение и фасование. При годовом объеме переработки молока до 10000 и от 10001 до 25000 т K = 1,0028 от 25001 до 50000 т – K = 1,0021, от 50001 т и выше К = 1,0017. Норма расхода молока на 1 т сливочного масла Рм 1000 Жсл Жоб Жмс Жпх Жм 1 0,01 nж1 Жсл 1 0,01 nж 2 Жпх , где Жcл, Жм – массовая доля жира соответственно в сливках (при которой установлена нормативная массовая доля жира в пахте) и в молоке, %; Жоб, Жмс, Жпх – нормативная массовая доля жира соответственно в обезжиренном молоке, масле, пахте, 301 %; nж1 – предельно допустимые потери жира при выработке сливок, % массы жира в переработанном на масло молоке; пж2 – предельно допустимые потери жира при переработке сливок в масло, % массы жира в сливках. Норма расхода нормализованного молока на 1 т зрелого сыра Рн.м 1000 Жс.в 100 Вс K 0,01 1 0,01 От Жн.м 1 0,01 nж Ож , где Жс.в – нормативная массовая доля жира в сухом веществе зрелого сыра, %; Вс – нормативная массовая доля влаги в сыре; %; К – поправочный коэффициент на результат анализа пробы сыра, взятой щупом (для твердых корковых сыров 1,036, для бескоркового сыра 1,025, для мягких сыров 1); От – норма отхода сырной массы, % массы выработанного сыра; пж – предельно допустимые потери жира при производстве сыра, % массы жира в нормализованном молоке; Ож – норма отхода жира в сыворотку, %. Норма расхода обезжиренного молока и пахты на 1 т нежирного сыра и брынзы Р 100 Вл 1000 , С Ис где Вл, С – массовая доля соответственно влаги в зрелом сыре, сухих веществ в обезжиренном молоке или пахте, %; Ис – степень использования сухих веществ сырья. Норма расхода нормализованного молока на 1 т сухого цельного молока Рн.м Ссух.м 1000 Сн.м 1 0,01 nс.в , где Ссух.м, Сн.м – массовая доля сухих веществ соответственно в готовом продукте, нормализованном молоке, %; nс.в – предельно допустимые потерн сухих веществ, % массы сухих веществ в переработанном нормализованном молоке. Выходом готового продукта В (в %) называют массу готового продукта, полученную из ста единиц сырья. Выход продукта вычисляют по формуле В 100 чс чп 100 n . 100 чс чг Для оценки товарных свойств перерабатываемого молока целесообразно рассчитывать выход без учета производственных потерь, так как они зависят от объема перерабатываемого сырья. Выход молочных продуктов можно определить по одной из составных частей молока с учетом степени ее использования; В 100 И ч чн.м , где чн.м – массовая доля составных частей молока в нормализованном молоке, % Выход молочных продуктов зависит от содержания в исходном сырье жира, белка, лактозы и других составных частей молока, образующих основную массу продукта, от степени перехода их в готовый продукт и от массы влаги в продукте с растворенными в ней составными частями молока. Например, определить при сепарировании молока выход сливок и норму расхода молока, если массовая доля жира в молоке 4%, в сливках – 35%, в обезжиренном молоке – 0,05%. Производственные потери составляют 0,15 %. Выход сливок будет таким В 100 4 0,05 100 0,15 11,28 %. 100 35 0,05 302 Норма расхода цельного молока на 1 т сливок Р 1000 35 0,05 4 1 0,01 0,15 0,05 8994 кг. Глава 2. РАСЧЕТЫ ПО НОРМАЛИЗАЦИИ СЫРЬЯ ЦЕЛЬНОМОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ В производстве таких видов продуктов, как питьевое молоко, простокваша, кефир и др., молоко нормализуют по жиру, а для некоторых продуктов и по сухим веществам. Содержание жира в готовом продукте, заданное стандартом, равно содержанию жира в нормализованном молоке, так как в производстве этих продуктов отходы отсутствуют. По жиру молоко нормализуют смешением: периодическим способом либо непрерывным в потоке с использованием сепараторов-нормализаторов. При нормализации молока смешением периодическим способом нормализованное молоко получают путем смешения исходного цельного молока тм со сливками mсл, если жирность нормализованного молока выше жирности исходного молока (тн.м = тм + тсл), или путем смешения с обезжиренным молоком, если жирность нормализованного молока ниже жирности исходного молока (тн.м = тм + тоб). Массу сливок или обезжиренного молока, необходимых для нормализации, можно определить по уравнениям материального баланса. Если Жн.м< Жм то в соответствии с уравнениями материального баланса имеем mн.м mм mоб ; mн.м Жн.м mм Жм mоб Жоб . Решая эту систему уравнений, найдем массу обезжиренного молока, необходимого для нормализации, mоб и массу цельного молока mм mн.м Жм Жн.м Жм Жоб mн.м Жн.м Жоб Жм Жоб . Для получения необходимой массы обезжиренного молока необходимо просепарировать определенную массу цельного молока mсеп. В соответствии с уравнениями материального баланса mсеп mсл mоб ; mсеп Жм mсл Жсл mоб Жоб . Решая эту систему уравнений, выведем формулу для определения массы молока, которую необходимо просепарировать: mсеп Если Жн м > Жм, то mоб Жсл Жоб Жсл Жм . mн.м mм mсл ; mн.м Жн.м mм Жм mсл Жсл . 303 Решая эту систему уравнений, найдем массу сливок, необходимых для нормализации молока, mн.м Жн.м Жм mсл и массу цельного молока mм Жсл Жм mн.м Жсл Жн.м . Жсл Жм Если в производстве отсутствуют сливки для нормализации, то в этом случае необходимо их получить путем сепарирования определенной массы молока mсеп. В соответствии с уравнениями материального баланса имеем mсеп mсл mоб ; mсеп Жм mсл Жсл mоб Жоб . Решая эту систему уравнений, получим формулу для, определения массы молока для сепарирования mоб Жсл Жоб mсеп Жсл Жм . При нормализации молока в потоке непрерывным способом имеют место два случая: когда жирность нормализованного молока больше, чем цельного, и наоборот. Если Жн.м < Жм то тм = тн.м + тсл. В этом случае масса нормализованного молока рассчитывается по формуле mм Жсл Жоб mн.м Жсл Жн.м , а масса сливок, которую необходимо выделить при нормализации, составляет mсл mм Жм Жн.м Жсл Жн.м . Если Жн. м > Жм то тм = тн.м + тоб. В этом случае масса нормализованного молока определяется по формуле mн.м mм Жм Жоб Жн.м Жоб , а масса обезжиренного молока составляет mоб mм Жн.м Жм Жн.м Жоб . Все эти вычисления можно выполнить графическим методом по расчетному треугольнику. По сухим веществам молоко нормализуют, добавляя к исходному цельному молоку сухое или сгущенное обезжиренное молоко в соответствии с уравнением материального баланса. При определении массы сухого молока учитывают его растворимость и содержание влаги. Массу сухого молока для нормализации рассчитывают по формуле mс.м 100 m1 , Р 304 где т1 – масса сухого молока по рецептуре, кг; Р – растворимость сухого молока, %. ТВОРОГ И СЫР При производстве творога и сыра отношение жира к белку Жн м / Бн.м в нормализованном молоке должно быть таким, чтобы обеспечить стандартное отношение этих частей молока в готовом продукте Величина этого отношения в нормализованном молоке зависит от состава готового продукта и степени перехода жира и белка из молока в продукт Для изменения соотношения между жиром и белком увеличивают или уменьшают содержание жира, добавляя слизки или обезжиренное молоко. Сначала определяют содержание жира в нормализованном молоке, обеспечивающее необходимое отношение между жиром и белком. Составляют баланс по жиру и белку в нормализованном молоке и готовом продукте Жн.м mн.м И ж Жг mг ; (15) Бн.м mн.м И б Бг mг , (16) где Бн.м и Бг – массовая доля белка соответственно в нормализованном молоке и готовом продукте, %, Иж, Иб – степень использования соответственно жира и белка в производстве творога или сыра Разделив (15) на (16), найдем Жн.м Жг И б Бн.м . Бг И ж (17) При расчете жирности нормализованного молока в производстве творога, массовая доля жира в котором 18, 9 и 5 %, формула (17) примет вид Жн.м Жтв Иб Бн.м . Бтв И ж где Жтв, Бтв – массовая доля соответственно жира и белка в твороге, %. Заменим Жтв И б = K1 ; БН.М = K2∙Бм, получим Жн.м =K1 ∙K2 ∙Бм. Бтв И ж Обозначим K1∙K2 = K, получим формулу нормализованного молока в производстве творога для определения жирности Жн.м K Бм , где Бм – массовая доля белка в молоке, % Для творога с массовой долей жира 18 % можно принять K=1, с массовой долей жира 9% – K = 0,5, с массовой долей жира 5 % – К=0,29. Коэффициент K периодически уточняют на основании трех-четырех контрольных выработок творога. Например, необходимо определить массовую долю жира в нормализованном молоке при производстве творога с массовой долей жира 5 %. Массовая доля белка в цельном молоке – 3,1 %. Жн.м 0, 29 3,1 0,9 %. При расчете массовой доли жира нормализованного молока в производстве сыра формула (17) принимает вид Жн.м Жс И б Бн.м , Бс И ж 305 где Жс, Бс – массовая доля соответственно жира и белка в сыре, %. Если заменим Жс Ж Иб K1 с ; K 2 ; Бн.м K3 Бм Бс Сс Иж K1 ∙ K2 ∙ K3 = K то получим, что Жн.м и обозначим K Жс , Cс (18) где Сс – массовая доля сухих веществ в сыре, % Между массовой долей жира в сыре Жс и сухом веществе сыра Жс.в существует зависимость Жc Жс.в Cc , 100 (19) Подставим (19) в (18), получим формулу для определения массовой доли жира в нормализованном молоке при производстве сыра Жн.м K Б м Жс.в , 100 где К – коэффициент, определяемый опытным путем (для сыров с массовой долей жира в сухом веществе сыра 50% K=2,15; 45% – K=2,02; 40% – К=1,9); Жс.в – нормативная массовая доля жира в сухом веществе сыра, %. Если обозначить K Ж с .в K р , то расчетная формула примет вид 100 Жнм К р Б м , где Кр – расчетный коэффициент. Этот формула применяется в практике сыроделия, при этом расчетный коэффициент определяют опытным путем. Для этого проводят несколько выработок сыра, устанавливая ориентировочную жирность нормализованного молока при помощи таблицы, имеющейся в технологической инструкции по производству сыра. В исходном молоке определяют массовую долю белка, а в сыре после прессования – массовую долю жира в сухом веществе. Последняя должна быть на 1-1,5 % выше стандартной ( с учетом того, что в результате посолки величина массовой доли жира в сухом веществе сыра уменьшается). При несоответствии фактической массовой доли жира в сухом веществе сыра после прессования заданному значению рассчитывают поправочный коэффициент: K п Жт 100 Жф Жф 100 Жт , где Жт – требуемая массовая доля жира в сухом веществе сыра после прессования, %; Жф – фактическая массовая доля жира в сухом веществе сыра после прессования, %. При последующих выработках сыра ориентировочную жирность нормализованного молока корректируют по формуле Жн. м. у К п Жн. м.ор , где Жн.м.у – масслвая доля жира в нормализованном молоке, уточненная при опытных выработках сыра, %; Жн.м.ор – массовая доля жира в нормализованном молоке ориентировочная, %. Из нормализованной смеси с уточненной массовой долей жира вырабатывают сыр. В случае несоответствия массовой доли жира в сухом веществе сыра после прессования заданному значению жирность смеси уточняют еще раз, добиваясь 306 получения в двух-трех выработках подряд требуемой массовой доли жира в сухом веществе сыра после прессования. Затем находят расчетный коэффициент Кр Ж н. м. у Бм . Расчетный коэффициент следует уточнять по мере необходимости не реже 1 раза в месяц. МОЛОЧНЫЕ КОНСЕРВЫ При выработке молочных консервов в нормализованном молоке отношение между жиром и сухим обезжиренным остатком Жн.м / СОМОн.м должно быть таким, чтобы обеспечить стандартное отношение этих частей молока в готовом продукте. В цельном молоке отношение Жм / СОМОм колеблется от 0,39 до 0,69, а в сухих и сгущенных молочных продуктах Жг / СОМОг – от 3,3 до 0,193. Таким образом, в производстве молочных консервов необходимо изменять соотношение между жиром и сухим обезжиренным остатком в молоке от 0,39–0,69 до 3,3–0,193. Кроме того, следует учитывать непропорциональность относительных потерь жира и сухого вещества, которая обозначается коэффициентом К. Если Жм / СОМОм = (Жг / СОМОг) ∙К, то молоко не требует нормализации. Если Жм / СОМОм < (Жг / СОМОг) ∙К, то при нормализации молока используют сливки. Обозначим Жг / СОМОг = Опр, массу сливок найдем по формуле 307 mсл mм СОМОм Опр Ж м Жсл СОМОсл Опр К , где СОМОсл – массовая доля сухого обезжиренного молочного остатка в сливках, %. Массу нормализованного молока определяют как mн.м=mм+mсл. Массовую долю жира в нормализованном молоке определяют по формуле Жн.м mм Жм mсл Жсл . mм mсл Если Жм / СОМОм > (Жг / СОМОг)∙К, то для нормализации используют обезжиренное молоко или пахту. Массу обезжиренного молока и пахты определяют по формулам mоб mоб mм Ж м СОМОм Опр К СОМОоб Опр К Жоб mм Ж м СОМОм Опр К СОМОпах Опр К Жпах , , где СОМОоб и СОМОпах – массовая доля сухого обезжиренного молочного остатка соответственно в обезжиренном молоке и пахте, %. Тогда тн.м = тм + тоб, или mн м = mм + mпах Для группы молочных консервов, в которых нормировано содержание сахарозы, массу сахара можно рассчитать по формулам mсах mн.м или mсах mн.м Жн.м САХ пр K сах 100 Жг Сн.м САХ пр K сах 100 Сг где САХпр – массовая доля сахара в продукте, %, Kсах – коэффициент, учитывающий потери сахара; Сн.м и Сг – массовая доля сухого молочного остатка соответственно в нормализованном молоке и продукте, %. Аналогично можно рассчитать массу любого наполнителя mнап mн.м или mнап mн.м Жн.м НАПпр K нап 100 Жг Сн.м НАПпр K нап 100 Сг где НАПпр – массовая доля наполнителя в продукте, %; Кнап – коэффициент, учитывающий потери наполнителя.. 308 РАСЧЕТ РЕЦЕПТУР В ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОДУКТОВ СО СЛОЖНЫМ СЫРЬЕВЫМ СОСТАВОМ В производстве продуктов со сложным компонентным составом рассчитывается рецептура на составление смеси, исходя из состава сырья и готового продукта. Алгебраический метод расчета. При расчете рецептур составляют столько уравнений, сколько неизвестных видов сырья. Первое уравнение составляется по массе готового продукта и сырья, а остальные – по балансу составных частей. Выбирая неизвестные виды сырья, необходимо для получения баланса по какомулибо компоненту придерживаться следующего правила: один из неизвестных видов сырья должен содержать этого компонента меньше, а другой больше, чем в готовом продукте, иначе могут быть получены отрицательные значения массы неизвестных видов сырья. Расчет ведут обычно на 100 или 1000 кг готового продукта. Пусть m1, m2, m3 – неизвестные массы первого, второго и третьего видов сырья, кг; Ж1, Ж2, Ж3 –массовая доля жира в соответствующих видах сырья, %; О1, О2, О3 – массовая доля сухого обезжиренного остатка в соответствующих видах сырья, %; Жсм и Осм – соответственно массовая доля жира и сухого обезжиренного остатка в смеси, %; mи – сумма масс известных видов сырья, кг; mи ∙Жи – суммарная масса жира в известных видах сырья, кг; mи ∙Ои – суммарная масса сухого обезжиренного остатка в известных видах сырья, кг. Сначала составляют материальный баланс по общей массе смеси (mсм = 100 кг) m1 m2 m3 100 mи . Затем составляют баланс по жиру m1 Ж1 m2 Ж2 m3 Ж3 100 Жсм mи Жи и баланс по сухому обезжиренному остатку m1 О1 m2 О2 m3 О3 100 Осм mи Ои . Решая эти уравнения совместно, находят m1, m2, m3. Пример. Составить 100 кг смеси сливочного мороженого с массовой долей жира 10%, СОМО – 10%, сахара – 16%, агара – 0,3%. Для приготовления смеси имеется следующее сырье: – молоко коровье жирностью 3,5%, СОМО – 9%; – сливки жирностью 35%, СОМО – 7,2%; – молоко сгущенное с сахаром с массовой долей жира 8,5%; СОМО – 20%, сахара – 43,5%. Расчет. Предварительно определяют количество смеси за вычетом сахара и агара 100 – (16 + 0,3) = 83,7 кг. Обозначим требуемую массу молока m1, массу сливок m2, а массу сгущенного молока с сахаром m3. Для решения задачи с тремя неизвестными составим три уравнения – общий баланс: m1 m2 m3 – баланс по жиру: m 3 43,5 83,7 ; 100 3,5 m1 20 m2 8,5 m3 10 ; – баланс по СОМО: 309 9 m1 7,2 m2 20 m3 10 . Решая совместно эти три уравнения, находим массу молока, равную 37,3 кг, массу сливок 34,7 кг и массу молока сгущенного с сахаром 20,7 кг. Далее рассчитываем недостающую массу сахара. В 100 кг смеси мороженого должно содержаться 16 кг сахара. В рассчитанном количестве сгущенного молока с сахаром содержится сахара (20,7. 43,5) / 100 = 9,0 кг. Следовательно, недостающее количество сахара составляет 16,0 – 9,0 = 7,0 кг. Результаты расчетов записывают в табл. и подсчитываем количество жира и СОМО в каждом из продуктов. Таблица Масса, кг Масса сырья, Сырье кг Жира СОМО сахара 1. Молоко 37,3 1,30 3,36 – 2. Сливки 34,7 6,94 2,50 – 3. Молоко сгущенное с сахаром 20,7 1,76 4,14 9,0 4. Сахар свекловичный 7,0 – – 7,0 5. Агар 0,3 – – – ИТОГО: 100,0 10,0 10,0 16,0 % 100 10 10 16 Экономико-математический метод расчета рецептур продуктов со сложным компонентным составом основан на решении основной задачи линейного программирования, т.е. системы уравнений и неравенств (их принято называть ограничениями), поиск решения которой выполняется исходя из требования минимизации целевой функции, являющейся линейной формой арифметического вектора, представляющего собой совокупность массовых долей компонентов рецептуры. Как правило, целевая функция несет смысловую нагрузку какого-либо техникоэкономического показателя рецептуры, например, ее стоимости. Математическая запись системы ограничений и целевой функции имеет следующий вид. Целевая функция (стоимость рецептуры) n ЦФ ( Ц i mi ) min , (20) i 1 где Цi, mi – цена (стоимость) единицы массы (руб/кг) и масса i-го компонента (кг), входящего в смесь; n – количество компонентов смеси. Система ограничений состоит из следующих групп: – материальный баланс по общей массе и составным частям смеси, массовые доли которых в готовом продукте регламентированы нормативной технической документацией. Это ограничения типа «уравнение»; – индивидуальные двусторонние ограничения по каждой переменной. Это ограничения типа «неравенство». Материальный баланс. а) материальный баланс по общей массе смеси: n m i 1 i mг.п Р , 1000 (21) 310 где mi – масса i-го компонента смеси, кг; mг.п – масса готового продукта, кг; P – нормативный расход смеси на 1т готового продукта, кг; n – количество компонентов смеси. б) материальный баланс по составным частям: n m ч i 1 i ij mг.п Р Ч j , 1000 (22) где mi – масса i-го компонента смеси, кг; чij – массовая доля j-ой составной части в i-ом компоненте смеси, %; Чj – массовая доля j-ой составной части в смеси (готовом продукте), %; mг.п – масса готового продукта, кг; P – нормативный расход смеси на 1т готового продукта, кг; n – количество компонентов смеси. Обычно в эту группу входят материальный баланс по жиру, влаге, со содержанию сахарозы, ванилина, наполнителей, стабилизаторов и т.п. В этой группе должны быть только линейно-независимые ограничения, поэтому нет необходимости составлять баланс по СОМО или сухим веществам молока, если ограничения по жиру и влаге уже составлены. Кроме неоправданного увеличения размерности системы ограничений, это может привести к внутренней противоречивости при расчете за счет ошибок округления и, как следствие – к получению недопустимого решения. Индивидуальные двусторонние ограничения. Каждое из этих ограничений записываются в виде двойного неравенства. mimin mi mimax , (23) где mi – масса i-го компонента смеси, кг; mimin – минимальный объем использования i-го компонента, кг; mimax– максимальный объем использования i-го компонента, кг. Такие ограничения необходимы чаще всего для учета наличия ресурсов компонентов. Кроме того, с помощью этих ограничений можно управлять расходом компонентов при составлении смеси. Совокупность соотношений (20)–(23) образует математическую запись задачи расчета рецептуры продукта со сложным компонентным составом. Решение задачи сводится к нахождению набора неотрицательных значений масс компонентов смеси mi, удовлетворяющего условиям (20)–(23). Для решения таких задач используется симплексметод. Целесообразно выполнять такие расчеты с помощью программы для персонального компьютера. Одним из наиболее популярных инструментов для решения задач оптимизации является надстройка «Поиск решения» процессора электронных таблиц «MS Excel». Эта надстройка позволяет эффективно и быстро находить решения подобных задач, а внутренняя логика электронных таблиц обеспечивает представление задачи в удобной для восприятия табличной форме и упрощает процесс ввода данных. Таблица исходных данных Массовая доля, % № Ресурс, Цена, Наименование сырья Хлорида Солип/п кг руб Жира Влаги натрия плавителя 1. Сыр сычужный крупный 100 100,00 29 42 2 0 2. Сыр сычужный мелкий 250 90,00 25,2 44 3 0 Сыр свежий 3. 1000 80,00 24,75 45 0 0 Несолёный Молоко сухое 4. 100 65,00 0 4 0 0 обезжиренное 5. Сливки 300 80,00 35 58,9 0 0 6. Масло Крестьянское 100 120,00 72,5 25 0 0 7. Поваренная соль 100 2,00 0 0 100 0 311 Соль-плавитель (раствор) 200 150,00 0 80 0 20 Вода 1000 0,50 0 100 0 0 * Примечание: приведены условные цены на сырье. Пример. Рассчитать состав смеси для производства 200 кг плавленого сыра с массовой долей жира в сухом веществе 60%, влаги – 52%, хлорида натрия – 1,8 %, солиплавителя – 2%. Норма расхода смеси на 1 т плавленого сыра составляет 1020 кг. Перечень и химический состав компонентов для составления смеси приведен в табл. . При этом в составе смеси должно быть не менее 10 % сычужных сыров (крупных и мелких). 8. 9. Расчет. Предварительно рассчитаем абсолютную массовую долю жира в плавленом сыре (смеси). Жс.абс Жс.в 100 Вл 100 60 100 52 100 28,8 %. Масса смеси для производства 200 кг плавленого сыра с учетом нормы расхода 1020 кг/т составит 204 кг. Для выполнения условий расчета примем, что сычужных сыров крупных в смеси должно быть не менее 5% , т.е 10,2 кг, мелких – не менее 5 %, т.е 10,2 кг. Обозначим неизвестные массы компонентов смеси: m1 – масса сыра сычужного крупного , m2 – масса сыра сычужного мелкого, m3 – масса сыра свежего несоленого, m4 – масса сухого обезжиренного молока, m5 – масса сливок, m6 – масса масла, m7 – масса поваренной соли, m8 – масса раствора соли-стабилизатора , m9 – масса воды. Целевая функция (стоимость смеси) : 9 ЦФ Ц i mi min . i 1 Ограничения материального баланса: – по общей массе смеси 9 m i i 1 mг.п Р =1,02 200 204 кг ; 1000 – материальный баланс по жиру 9 mi Жi i 1 mг.п Р 200 1020 Жг.п = 28,8=5875,2 кг % ; 1000 1000 – материальный баланс по влаге 9 m Вл i i 1 i mг.п Р 200 1020 Влг.п = 52=10608 кг % ; 1000 1000 – материальный баланс по хлориду натрия 9 mi NaCli i 1 mг.п Р 200 1020 NaClг.п = 1,8=367,2 кг % ; 1000 1000 – материальный баланс по соли-плавителю 9 mi СПi i 1 mг.п Р 200 1020 СПг.п = 2=408 кг % . 1000 1000 Индивидуальные двусторонние ограничения. В соответствии с данными табл. индивидуальные ограничения можно записать следующим образом 312 10, 2 m1 100 ; 0 m5 300 ; 0 m9 1000 . 10, 2 m2 100 ; 0 m3 1000 ; 0 m6 100 ; 0 m7 100 ; 0 m4 100 ; 0 m8 200 ; Для нахождения решения задачи воспользуемся процессором электронных таблиц «MS Excel» и его надстройкой «Поиск решения» (в англоязычном варианте «Solver»). Перенесем данные из табл. На рабочий лист Excel’а, дополнив ее колонкой для записи решения задачи (Рис. ). В верхнюю таблицу на рабочем листе добавим также колонку с информацией о минимальном использовании сырья. Ниже на листе разместим формулу для расчета значения целевой функции и общей массы смеси. В нижней таблице расположим информацию об ограничениях материального баланса. Во вторую колонку нижней таблицы введем формулы для расчета левых частей ограничений материального баланса, а в третью – для правых частей. В четвертой колонке расположим данные о требованиях стандарта к составу готового продукта и смеси. Изначально в правой колонке верхней таблицы находятся нули. Начальные значение целевой функции и общей массы смеси также равны нулю. Установив указатель активной ячейки в поле со значением целевой функции, запускаем «Поиск решения». При этом на экране появляется диалоговое окно, с помощью которого вводим адреса ячеек с искомыми переменными m1 – m9, ячейки, содержащей формулу для расчета целевой функции, а также ячеек правых и левых частей ограничений материального баланса и двусторонних индивидуальных ограничений. По окончании ввода запускаем расчет и в случае получения допустимого решения на экране будут отображены результаты расчета значений m1 – m9 и значение целевой функции. На рис. эти числовые значения выделены более крупным и полужирным шрифтом. Использование надстройки «Поиск решения» позволяет быстро выполнять большой объем вычислений. При этом возможно моделирование различных ситуаций, связанных с изменением ресурсов сырья, его стоимости и других условий расчета. 313 ЛИТЕРАТУРА 1. Тихомирова Н. А. Технология продуктов лечебно-профилактического питания. Учебное пособие. М.: 2001. – 242 с. 2. Зобкова З.С. Пороки молока и молочных продуктов и меры их предупреждения. – М.: Молочная промышленность. 1998. – 76 с. 3. Зобкова З. С. Соя и продукты на ее основе. – М.: 2001. – 142 с. 4. Зобкова З.С., Шатнюк Л.Н., Спиричев В.Б. Обогащение молока и кисломолочных напитков витаминами. ГУП ВНИИ молочной промышленности. ГУ НИИ питания РАМН. – М.: 2002. – 32 с. 5. Вышемирский Ф. А. Маслоделие в России (история, состояние перспективы). Углич.: 1998. – 589 с. 6. Храмцов А. Г., Евдокимов И. А., Рябцева С.А. и др. Российская лактулоза – XXI век. Научные основы, производство и использование. – М.: МИИТ; 2000. – 110 с. 7. Оленев Ю. А. Технология и оборудование для производства мороженого. – М.: Издво «Де Ли», 1999, – 263 с. 8. Кладий А. Г. Производство мороженого и вафельных изделий. – М.: Галактика – ИГМ, /Под общ. ред. А.Г. Кладия. – М.: 1993. – 263 с. 9. Крусь Г. Н., Шалыгина А. М., Волокитина З. В. Методы исследования молока и молочных продуктов. / Под общ. ред. А. М. Шалыгиной. – М.: Колос, 2000. – 368 с. 10. Петров А. Н., Григоров Ю. Г., Козловская С. Г., Ганина В. И. Геродиетические продукты функционального питания. М.: Колос-Пресс, 2001. – 96 с. 11. Промышленная переработка нежирного молочного сырья / Храмцов А. Г., Полянский К. К., Нестеренко П. Г., Василисин С. В. /. – Воронеж, Изд-во Воронежского университета, 1992. – 192 с. 12. Храмцов А. Г. Нестеренко П. Г. Безотходная технология в молочной промышленности. – М.: Агропромиздат, 1989. – 279 с. 13. Гордезиани В. С. Производство заменителей цельного молока. – М.: Агропромиздат, 1990, 272 с. 14. Соколова З. С., Лакомова Л. И., Тиняков В. Г. Технология сыра и продуктов переработки сыворотки. Учебное пособие. – М.: Агропромиздат, 1992. – 335 с. 15. Получение, свойства и применение молочно-белковых и растительных концентратов. Сборник научных трудов ВНИМИ.– М.: Агропромиздат, 1991. – 187 с. 16. Полянский К. К., Шестов А. Т. Кристаллизация лактозы: физико-химические основы. – Воронеж, Изд-во Воронежского университета, 1995. – 184 с. 17. Жидков В. Е. Научно-технические основы биотехнологии альтернативных вариантов напитков из молочной сыворотки. – Ростов-на-Дону, Изд. СКНЦ ВШ, 2000. – 135 с. 18. Полное и рациональное использование молочной сыворотки на принципах безотходной технологии. Учебное пособие. / Храмцов А. Г., Жаринов А. И., Кунижев С. М. и др./.– Ставрополь, 1997. – 120 с. 19. Залашко М. В. Биотехнология переработки молочной сыворотки. – М.: Агропромиздат, 1990. – 122 с. 20. Вторичные сырьевые ресурсы пищевой и перерабатывающей промышленности АПК России и охрана окружающей среды. Справочник под общ. ред. академика РАСХН Е.И. Сизенко.–М.: ППИ, 1999. – 468 с. 21. Тихомирова Н. А. Природный и рекомбинированный ангиогенин. Свойства и количественный анализ. – М.: Пищепромиздат, 1999.–137 с. 22. Рябцева С. А. Физико-химические основы технологии лактулозы. Ставрополь, Изд-во Сев-КавГТУ, 2001. – 138 с. 314 23. Технология переработки жиров / Н.С. Арутюнян, Е.П. Корнева, А.И. Янова и др. Под ред. проф. Н.С. Арутюняна. – 3-е изд. – М.: Пищепромиздат, 1999. – 452 с. (учебник) 24. Нечаев А.П., Траутенберг С.Е., Кочеткова А.А. и др. Под ред. А.П. Нечаева. Пищевая химия – СПб.: ГИОРД, 2001. – 592 с. (учебник для вузов). 25. Голубева Л.В., Пономарева А.Н., Полянский К.К. Современная технология молкоа пастеризованного. – Воронеж.: Изд-во ВГУ, 2001. – 104 с. 26. Чекулаева Л.В., Полянский К.К., Голубева Технология продуктов консервирования молока и молочного сырья. – М.: ДеЛи принт, 2002. – 249 с. (учебное пособие для вузов) 27. Лоу К. Все о витаминах / Пер. с англ. Е. Незлобиной.– М.: КРОН-ПРЕСС, 2000. – 352 с. 28. Гудков А.В. Сыроделие: технологические, биотехнологические и физикохимические аспекты. 315 Арсеньева Т.П. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры. Т.4. Мороженое. – СПб.: ГИОРД, 2002. – 184 с. Степенова Л.И. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры. Т.2. Масло коровье и комбинированное. – СПб.: ГИОРД, 2002. – 336 с. Степенова Л.И. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры. Т.1. Цельномолочыные продукты.– 2-е изд. – СПб.: ГИОРД, 2003. – 384 с. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры. Т.3. Сыры.// Кузнецов В.В., Шилер Г.Г.: Под общей ред. Г.Г.Шилер – СПб.: ГИОРД, 2003. – 512 с. Гудков А.В. Сыроделие: технологические, биологические и физико-химический аспекты/ Под ред. С.А.Гудкова – М.: ДеЛи принт, 2003. – 800с. Горбатова К.К. Физико-химические и биохимические основы производства молочных продуктов. – СПб.: ГИОРД, 2002. – 352 с. Храмцов А.Г. Экспертиза вторичного молочного сырья и получаемых из него продуктов: Методические указания. – СПб.: ГИОРД, 2002. – 120 с. Тихомирова Н.А. Технология продуктов функционального питания. – М.: ООО «Франтера». 2002, – 213 с. Ганина В.И. Пробиотики. Назначение, свойства и основы биотехнологии. – М.: МГУПБ, 2001. – 169 с. 316
