ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА СЛИВОЧНОГО
МАСЛА
Существует два способа производства масла; способ сбивания сливок и
способ преобразования высокожирных сливок.
Способ сбивания сливок при производстве
сливочного масла
Технологический процесс производства масла
способом сбивания сливок состоит из следующих последовательно
осуществляемых технологических операций: при-
емки, подогревания и сепарирования молока, пастеризации,
низкотемпературной обработки (физическое созревание) и сбивания сливок,
промывки масляного зерна, посолки (для соленого масла), механической
обработки, фасовки и хранения масла на заводе.
Молоко, предназначенное для производства масла, сепарируется в целях
получения сливок требуемой жирности. Если в производстве масла
используют маслоизготовители периодического действия, то получают
сливки, массовая доля жира в которых 32—35 %; если маслоизготовители
непрерывного действия, го используют сливки с массовой долей жира 36—45
%. Высокая концентрация жира способствует ускорению образования
масляного зерна в потоке и повышению производительности аппарата.
Сливки, поступающие на завод, фильтруются при приемке в целях удаления
механических примесей. Для этого сливки пропускаются через марлевые или
лавсановые фильтры.
Все сливки нормализуются и пастеризуются. Кроме того, при подготовке их
к переработке на масло исправляются пороки. Сливки должны быть
однородными по качеству и содержанию жира.
При колебаниях в жирности сливок, чтобы избежать ухудшения консистенции
масла и повышенного отхода жира в пахту, приходится изменять условия
сбивания, что нежелательно. Поэтому сливки нормализуются по содержанию
жира. Сливки, имеющие
жирность выше требуемой, смешиваются с цельным или обезжиренным молоком.
Сливки, имеющие жирность ниже требуемой, нормализуют на
сепараторе-нормализаторе.
Пастеризация сливок имеет своей целью максимальное уничтожение
микрофлоры и разрушение ферментов, ускоряющих порчу масла. Сливки
пастеризуются при более высоких температурах, чем молоко. Это
объясняется тем, что жир имеет низкую теплопроводность и медленно
прогревается, в результате чего микроорганизмы частично защищены от
воздействия высоких температур.
Для пастеризации сливок лучше использовать пластинчатые
пастеризационно-охладительные установки, в которых сливки прогреваются
равномерно в тонком слое.
Режим пастеризации выбирают с учетом качества и жирности сливок и вида
вырабатываемого масла.
Сливки первого сорта пастеризуются при 85—90 °С. Сливки, бактериально
обсемененные, следует пастеризовать при более высокой температуре. Так,
сливки второго сорта пастеризуются при 92—95 °С.
Исправление пороков сливок осуществляется промывкой и дезодорацией.
При промывке сливок удаляются многие привкусы (нечистый, дрожжевой,
кормовой и др.). Однако это приводит к значительным потерям жира и
дополнительным затратам труда.
Дезодорацию сливок используют для удаления посторонних запахов и
привкусов, обусловленных наличием адсорбированных легколетучих веществ.
Сливки сначала пастеризуются, а затем направляются в дезодоратор, где
создается разрежение 0,06— 0,07 МПа. Здесь сливки кипят при температуре
65—70 °С. Во время кипения с парами удаляются летучие вещества,
придающие сливкам неприятный вкус, а также вкус пастеризации. Последний
рекомендуется восстанавливать повторной пастеризацией.
Сливки после пастеризации подвергаются низкотемпературной обработке. При
этом они быстро охлаждаются до температуры ниже точки отвердевания
молочного жира и выдерживаются в течение определенного времени. Такую
выдержку называют физическим созреванием. При физическом созревании
сливок происходят отвердевание молочного жира, а также физико-химические
изменения оболочки жировых шариков и свойств сливок.
Отвердевание молочного жира является результатом кристаллизации
глицеридов молочного жира при охлаждении сливок и играет важную роль в
процессах маслообразования. Только при наличии в сливках отвердевшего
жира при сбивании можно получить масляное зерно, обеспечить хорошую
консистенцию сливочного масла и нормальное содержание жира в пахте.
Во время физического созревания лишь часть жидкого жира переходит в
твердое состояние. Отношение количества отвердевшего жира к
первоначальному его количеству в процентах называют степенью
отвердевания жира.
Степень отвердевания молочного жира имеет важное
значение для сбивания сливок и последующей механической обработки
масляного зерна. Для получения масла хорошей консистенции необходимо,
чтобы степень отвердевания жира составляла не менее 30—35 %.
Отвердевание и кристаллизация молочного жира происходят в жировом
шарике. Размеры кристаллов ограничены величиной жирового шарика, поэтому
жир кристаллизуется в виде очень мелких кристаллов, что благоприятно
сказывается на консистенции масла.
При кристаллизации молочного жира образуются главным образом две группы
смешанных кристаллов: легкоплавкая (температура .плавления 15—25 °С) и
высокоплавкая (температура плавления 27—36 °С). Для получения масла
хорошей консистенции соотношение легкоплавкой группы кристаллов к
высокоплавкой должно составлять 2:1.
В результате отвердевания жира сливки из эмульсии превращаются в
суспензию. Появление кристаллов молочного жира внутри жировых шариков
существенно влияет на состояние оболочек жировых шариков и физические
свойства сливок. При этом происходит десорбция некоторой части веществ
из оболочки в плазму сливок. Оболочки жировых шариков в созревших
сливках становятся более тонкими (на 20 %) и хрупкими, вследствие чего
легче разрушаются при сбивании сливок в масло.
При физическом созревании сливок образуются жировые скопления, в
результате чего возрастает вязкость сливок.
Режимы физического созревания сливок зависят от химического состава и
свойств жира, сезонных и климатических их колебаний.
В промышленности используют преимущественно одноступенчатые режимы
физического созревания сливок. Так, в весеннелетний период сливки
охлаждаются до 4—6 °С и выдерживаются в течение не менее 5 ч, а в
осенне-зимний — соответственно до 5— 7°С и не менее 7 ч. Однако при
одноступенчатых режимах физического созревания часто не достигаются
достаточная степень отвердевания жира и оптимальное соотношение
легкоплавких и высокоплавких групп глицеридов, поэтому применяют
многоступенчатые режимы низкотемпературной подготовки сливок. В
промышленности используют два режима: в летнее время 13—15-> 4—6 °С и
зимнее 4—7->13—15 °С.
Температуру созревших сливок доводят до температуры сбивания и сливки
направляют на сбивание.
Температура сбивания имеет особо важное значение. При низкой температуре
сбивания образуется недостаточное количество жидкого жира, для того
чтобы жировые шарики объединялись в комочки. При температуре сливок ниже
5—7°С сбивания не происходит. При повышенной температуре сбивания часть
жидкого жира, выделенного из жировых шариков, может отделиться в пахту,
в результате чего повышается ее жирность.
Учитывая химический состав молочного жира и
жирность сливок, устанавливают температуру сбивания в весенне-летний
период 7—12 °С, в осенне-зимний — 8—14 °С.
В процессе сбивания происходит нарушение целости оболочек жировых
шариков, оболочки отделяются от жировых шариков. Большая часть жировых
шариков, сохранивших оболочку, переходит в пахту, и только небольшая их
часть попадает в масло. Затем жировые шарики, лишенные оболочки, за счет
жидкого жира слипаются в комочки с образованием масляного зерна. В
процессе обработки масляные зерна объединяются в монолит масла.
Механизм сбивания сливок является сложным физико-химическим процессом, и
ученые объясняют его по-разному.
Г. Кук и Р. Асейкин предположили, что при сбивании сливок образуются
«вихревые шнуры». Плазма сливок, как более тяжелая фракция,
отбрасывается к периферии вихря, а жировые шарики, как более легкая
фракция, концентрируются у оси В результате сильного механического
сжатия шарики теряют защитную оболочку и формируются масляные зерна. А.
Грищенко установил зависимость между скоростью процесса агрегации
жировых частиц и их количеством в сбиваемых сливках (гидродинамическая
теория).
По мнению А. Белоусова, в маслоизготовителях периодического
действия-сливки насыщаются воздушными пузырьками (в 1 л сбиваемых сливок
содержится до 5—б млрд. пузырьков). При сбивании сливок жировые шарики
сталкиваются с воздушными пузырьками, при этом защитные оболочки
частично-отрываются от жирового шарика и переходят на поверхность
воздушного пузырька. Жировые шарики, лишенные части защитной оболочки,
притягиваются (флотируются) поверхностью воздушного пузырька. На
поверхности воздушного пузырька происходит слияние жировых шариков при
помощи жидкой фракции жира с образованием мелких конгломератов. Когда
воздушный пузырек лопается, исходные конгломераты флотируются другими
пузырьками воздуха и снова объединяются в более крупные конгломераты.
Этот процесс повторяется до тех пор, пока не образуется масляное зерно
(флотационная теория).
Чтобы создать условия, неблагоприятные для развития
микроорганизмов в масле, осуществляют промывку масляного зерна, во время
которой часть плазмы удаляется вместе с водой. Вследствие этого
уменьшается содержание питательных веществ и повышается стойкость масла
при хранении.
При выработке масла из сливок первого сорта масляное зерно водой не
промывают, чтобы получить масло, стойкое в хранении. В непромытом масле
сохраняются компоненты плазмы, обладающие антиокислительными свойствами
— сульфгидрильные группы,, токоферолы (витамин Е), каротин, фосфатиды.
Непромытое масляное зерно имеет более выраженные вкус и аромат, чем
промытое.
Масляное зерно промывают в случае переработки сливок с выраженным
кормовым привкусом (силосным, нечистым и др.)
Промывка позволяет воздействовать на консистенцию
масла. Чтобы исправить консистенцию масляного зерна, для промывки
применяют воду соответствующей температуры.
Обычно масляное зерно промывается дважды. Количество промывок зависит от
качества перерабатываемых сливок. Для каждой промывки берут воду в
количестве 50—60 % массы сливок. Температура воды должна быть на 1—2 °С
ниже температуры пахты, если консистенция масляного зерна нормальная.
При промывке мягкого зерна температуру воды понижают еще на 1—
2 °С. Для промывки грубого, крошливого масляного зерна температура воды
должна быть на 1—2°С выше температуры пахты.
Посолку масла осуществляют для придания умеренно соленого вкуса и
повышения стойкости масла при хранении. Растворяясь в плазме масла, соль
повышает осмотическое давление и тормозит развитие микроорганизмов.
Консервирующее действие соли сказывается при ее концентрации в плазме
масла 15 %, что соответствует массовой доле соли 2,5 %. Такое масло
имеет излишне соленый вкус. Допустимое количество соли в масле 1,5%.
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 ферментативные и химические
процессы, может развиваться микрофлора, малочувствительная к соли и
низким температурам.
Целью механической обработки является формирование пласта масла с
нормальной консистенцией и требуемым содержанием влаги. Во время
обработки необходимо стремиться к получению монолита масла с равномерным
распределением влаги в виде мельчайших капель. Чем выше степень
дисперсности влаги в масле, тем выше стойкость масла в хранении.
Процесс обработки может состоять из трех стадий. На первой стадии
происходят постепенное соединение масляных зерен в сплошной пласт,
формирование структуры масла и выпрессовывание из продукта свободной
влаги до 11—14 %. Момент, соответствующий минимальному содержанию влаги
в масле, называется критическим. На второй стадии осуществляется
частичное разрушение структуры, которая сформировалась на первой стадии.
Содержание воды в масле возрастает, при этом происходят одновременно два
процесса — выпрессовывание влаги и вработка ее в масло. На третьей
стадии повышается пластичность масла, увеличивается содержание влаги и
влага равномерно распределяется в продукте. Важным показателем
завершенности механической обработки является степень дисперсности
капель влаги.
При малых размерах капель влаги поверхность масла по цвету становится
матовой, что указывает на завершенность механической обработки.