Каталог оборудования

Новости

Оборудование производства GEA Westfalia и Alfa Laval

ПРОИЗВОДСТВО МАСЛА СПОСОБОМ СБИВАНИЯ

Физическое созревание сливок 
как фактор получения высококачественного масла

Особенностью производства масла обиванием является наличие таких технологических операций, как физическое созревание сливок, получение масляного зерна в процессе сбивания сливок и обработка масляного зерна. От правильности выполнения этих технологических операций зависит качество свежего масла и его способность сохранять высокие органолептические свойства при длительном хранении.

После пастеризации сливки должны быть немедленно охлаждены до температуры ниже точки массового отвердевания молочного жира. Быстрое охлаждение способствует сохранению в сливках аромата пастеризации, предупреждает вытапливание молочного жира и ограничивает возможность развития остаточной микрофлоры.

В основе процесса созревания сливок лежат два явления: отвердевание и кристаллизация триглицеридов молочного жира и смещение адсорбционного равновесия в сливках или создание условий для частичного перехода веществ оболочки жирового шарика в плазму сливок.

Правильное проведение созревания сливок способствует созданию благоприятных условий обивания, позволяет получить масло с хорошей пластичной консистенцией, уменьшает отход жира в пахту, т. е. повышает степень использования жира.

Условием нормального маслообразования является наличие в сливках, идущих на сбивание, 30-35% жира в отвердевшем состоянии. Необходимая степень отвердевания обеспечивается соответствующими режимами созревания сливок. Процессы, протекающие при созревании сливок, зависят от таких факторов, как фракционный состав молочного жира, структура и полиморфизм глицеридов. Рассмотрим эти факторы с точки зрения их влияния на режимы физического созревания или низкотемпературной обработки сливок.

В молочном жире различают семь фракций, выделяемых по их плавкости и растворимости в органическом растворителе - ацетоне (табл. 22).

Таблица 22

Первые две фракции белого цвета кристаллические, с температурой плавления 40-50°С и точками отвердевания Ж)-45°С. Они состоят преимущественно из высокоплавких глицеридов стеариновой и пальмитиновой кислот, но в их состав входят в небольшом количестве ацилы ненасыщенных и низкомолекулярных жирных кислот, поэтому в этих фракциях низкие йодные числа (от 12 до 22) и число Рейхерта - Мейгеля (от 4 до 18).

Содержание тугоплавких первой и второй фракций в жире колеблется в зависимости от времени года: летом количество первой фракции составляет 6%, зимой - 25%, второй фракции соответственно 13 и 23%.

Третья фракция также белого цвета, кристаллическая. По сравнению с исходным жиром, в ней понижено содержание низкомолекулярных и ненасыщенных жирных кислот, значительно увеличено содержание среднеплавких глицеридов. Поэтому степень отвердевания ее при температурах 0-20°С значительно выше, чем у цельного жира, и она также составляет основу твердой фазы масла.

Четвертая фракция полутвердая, по химическому составу и свойствам близка к цельному жиру. Пятая - желтая маслянистая жидкость, летом ее содержится несколько больше, а зимой менее 50%. В ней имеется большое количество ацилов ненасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот. Участие пятой фракции в твердой фазе масла сведено к минимуму, и из нее в основном состоит жидкий жир масла. Количественное соотношение фракций изменяется по климатическим зонам и оказывает значительное влияние на степень и характер отвердевания молочного жира, и, следовательно, на выбор оптимальных режимов обработки сливок и масляного зерна.

Под степенью отвердевания жира понимается отношение количества отвердевшего жидкого жира к первоначальному его количеству. Эта величина указывает, какое количество жидкого жира перешло в твердое состояние в результате фазовых изменений. Фазовые изменения - это совокупность процессов, протекающих при охлаждении и нагревании молочного жира, изменение агрегатного состояния, кристаллизации с образованием твердых растворов в различных полиморфных модификациях, полиморфные превращения.

Основные закономерности процесса кристаллизации триглицеридов отражены в теории раздельно-групповой кристаллизации триглицеридов молочного жира. Выделение твердого жира при его охлаждении характеризуется переменной скоростью. Молочному жиру присуще наличие двух зон массовой кристаллизации, между которыми находится зона медленного отвердевания.

Глицериды молочного жира не образуют непрерывный ряд смешанных кристаллов, а группируются в обособленные группы. Отвердевшие глицериды каждой отдельной группы образуют смешанные кристаллы. В первой зоне массовой кристаллизации образуются смешанные кристаллы, состоящие преимущественно из высокоплавких глицеридов, во второй зоне - частично из среднеплавких и низкоплавких глицеридов.

Структура молекул триглицеридов недостаточно хорошо известна. Только за последнее десятилетие благодаря применению физических методов исследования для ряда твердых при комнатной температуре триглицеридов получены достаточно определенные данные.

Твердые глицериды представляют собой кристаллические массы. В них имеются системы плоскостей, отражающих рентгеновские лучи, дающие на рентгенограмме отпечатки.

Среди них можно выделить отражения, соответствующие большим интервалам doo1 кристаллической структуры. Этот интервал характеризует расстояния между плоскостями кристаллов, в которых расположены концевые метальные группы молекул (рис. 9). Найденная по рентгеноструктурным данным величина большого интервала позволяет определить число цепей, составляющих один длинный интервал.

Рис. 9. Относительное расположение молекул кристаллической структуры триглицерида насыщенной жирной кислоты в одном ряду его кристалла для соответственно стабильной и нестабильной полиморфных модификаций

 

На. основании рентгеноструктурных исследований кристаллов глицеридов сделано заключение о том, что молекулы однокислотных насыщенных триглицеридов имеют структуру камертона или вилки, два зубца и ручка которой, представляющие ацилы жирных кислот, расположены практически в одной плоскости (рис. 10).

Рис. 10. Молекула триглицерида с цепью двойной длины

 

При образовании кристаллов молекулы насыщенных одно-кислотных триглицеридов ассоциируются так, что при этом образуются параллельно расположенные ряды пар их молекул.

При этом зубцы и ручка каждой пары молекул расположены пространственно в обратных положениях (см. рис. 19), а метальные группы ацилов (жирнокислотных остатков) молекул глицеридов каждого ряда находятся в общих (концевых) плоскостях. Такие ряды молекул построены в кристаллах как в плоскостях, так и по вертикали, образуя своеобразные многоэтажные конструкции.

Ассоциация молекул в кристаллах глицеридов приводит к тому, что расстояния между плоскостями концевых метильных групп (d001) однокислотных насыщенных триглицеридов эквивалентны длине двух молекул их жирной кислоты. Поэтому такую структуру глицеридов называют структурой двойной длины цепи (ДДЦ). Плоскости, в которых лежат молекулы этих глицеридов, в зависимости от полиморфной модификации кристаллов могут располагаться вертикально или наклонно к плоскостям метальных групп. Угол наклона этих плоскостей зависит от полиморфной модификации кристалла и, возможно, в известной мере от молекулярной массы глицеридов (см. рис. 9).

В двухкислотных триглицеридах, содержащих жирные кислоты, отличающиеся четырьмя и более атомами углерода, а также в большинстве трахкислотных насыщенных и во всех олеодинасыщенных триглицеридах большие интервалы рентгенограмм имеют большую величину, чем это наблюдается в однокислотных тринасыщенных глицеридах. При этом размер большого интервала эквивалентен длине трех молекул соответствующих жирных кислот, т. е. структуре тройной длины цепи (ТДЦ).

Явление полиморфизма, открытое Митчерлихом в 1821 г., заключается в существовании для данного химического соединения нескольких кристаллических модификаций, называемых полиморфными формами.

Полиморфные превращения идут в направлении от менее устойчивых форм, образование которых требует минимального изменения свободной энергии кристаллической решетки, к термодинамически более устойчивым полиморфным модификациям (от легкоплавких нестабильных форм к стабильным тугоплавким), т. е. превращение форм необратимо. Среди полиморфных форм глицеридов различают стабильную бета-форму, нестабильную альфа-форму и стеклообразную аморфную гамма-форму. Для некоторых глицеридов выявлена еще бета'-форма, промежуточная между бета и альфа-формами.

Кристаллы отдельных полиморфных форм глицеридов отличаются величиной угла наклона углеводородных радикалов жирных кислот к плоскости конечных групп. Стабильная бета-форма глицеридов наиболее высокоплавкая. В кристаллах ее, как в кристаллах бета'-формы, углеводородные радикалы кис-лот расположены наклонно к плоскости конечных групп примерно под углом около 65 градусов. У низкоплавкой альфа-формы эти радикалы расположены перпендикулярно к плоскости конечных групп.

Молочный жир может выкристаллизоваться в четырех полиморфных модификациях гамма, альфа, бета' и бета, отличающихся различными температурами плавления.

В результате рентгеноструктурных исследований молочного жира и его фракций установлено, что при любом режиме и способе охлаждения глицериды молочного жира отвердевают в виде двух основных твердых растворов со структурами ДДЦ и ТДЦ.

Раствор со структурой ДДЦ образуется глицеридами 1,2 и частично 3, 4 и 5 фракций. Он является основным в твердой фазе и более тугоплавким. Твердому раствору со структурой ДДЦ принадлежит главная роль в создании структуры и консистенции масла.

Раствор со структурой ТДЦ образуется частью глицеридов 3, 4 и 5 фракций и является более легкоплавким.

Самая легкоплавкая и нестабильная гамма-форма некристаллическая, стеклоподобная, образуется при мгновенном тонкослойном охлаждении жира, под микроскопом имеет вид растрескавшегося стекла. При быстром и глубоком охлаждении обычно образуется смесь гамма- и альфа-форм, придающая маслу легкоплавкость.

Альфа-Форма образуется при быстром охлаждении до 0-8°С в твердой фазе, может иметь структуры ДДЦ и ТДЦ. Однако в этой форме преобладает ТДЦ. Кристаллы имеют игольчатую форму. Альфа-Форма неустойчива и при 8-10°С легко превращается в бета'-форму. Бета'-Форма под микроскопом имеет вид глобул, состоящих из симметрично ориентированных четырех лепестков, каждый из которых образован тонкими иглами, исходящими из центра. Она выкристаллизовывается только в виде структуры ДДЦ. В масле, выработанном способом сбивания, бета'-форма преобладает в высокоплавкой группе глицеридов и обеспечивает хорошую термоустойчивость. Температура плавления бета'-формы легкоплавкой группы глицеридов 17,1-17,5°С, а высокоплавкой группы - 31,3-33,0°С.

Бета-Форма выкристаллизовывается при температуре выше 21°С. Бета-Форма высокоплавкой группы глицеридов плавится при 33-37°С, по своему внешнему виду под микроскопом похожа на бета'-форму. Кристаллы бета-формы также имеют вид глобул, но в отличие от бета'-формы более яркие в поляризованном свете микроскопа и центр глобулы пророс утолщенными кристаллами; имеет структуру ДДЦ. Бета-Форма придает маслу высокоплавкость.

Молочный жир в жировых шариках сливок после пастеризации - это расплавленные глицериды с разной температурой плавления и отвердевания, в легкоплавких глицеридах растворены более высокоплавкие. Образование в твердой фазе молочного жира стабильных полиморфных бета'- и бета-форм проходит очень медленно с образованием крупных кристаллов.

Быстрее и полнее они получаются путем перекристаллизации из метастабильной, мелкокристаллической бета'-формы в ди-пазоне 8-10°С. Поэтому для получения масла пластичной термоустойчивой консистенции при выборе режима подготовки сливок предпочитают многоступенчатый режим созревания, предусматривающий быстрое образование мелких многоступенчатых кристаллов альфа-формы с последующей перекристалли-зацией в кристаллы бета'- и бета-формы.

Масло получается пластичной консистенции и достаточной термоустойчивости тогда, когда при созревании сливок в твердой фазе молочного жира будет достигнуто оптимальное соотношение между легкоплавкими и высокоплавкими группами триглицеридов, равное 2 :1.

Отвердевание жира зависит от температуры охлаждения сливок и продолжительности выдержки их при этой температуре. Каждой температуре охлаждения сливок соответствует максимально возможная степень отвердевания молочного жира, при достижении которой жир находится в равновесном состоянии. Кристаллизация молочного жира протекает медленно, так как снижение температуры увеличивает вязкость жидкой фракции жира, которая является средой для растворения в ней глицеридов. Поэтому для достижения равновесного состояния требуется выдержка сливок. По данным дилатометрии оно устанавливается через 3-4 ч при 2-15°С, но качественные изменения в кристаллических структурах протекают несколько суток. Количество отвердевшего жира в сливках возрастает с понижением температуры охлаждения сливок и увеличением продолжительности выдержки их при этой температуре (табл. 23, данные Твердохлеб).

Таблица 23

При температуре выдержки (2-8°С) для сливок жирностью 32-35% оптимальная степень отвердевания жира достигается через 30-60 мин, если их не перемешивать и через 4-10 мин при их перемешивании.

Быстрое и глубокое охлаждение сливок способствует созданию благоприятных условий для появления большого числа центров кристаллизации и образования мелких кристаллов, поэтому при быстром охлаждении отмечают только одну - две точки отвердевания молочного жира, обусловленные выкристаллизовыванием мелких смешанных кристаллов.

Мелкие смешанные кристаллы с развитой адсорбционной поверхностью и большей смачиваемостью жидким жиром способствуют формированию пластических свойств масла, оптимальному содержанию коагуляционной структуры, повышению термоустойчивости масла, хорошо удерживают на своей поверхности жидкий жир и препятствуют его вытеканию при повышенных температурах хранения.

Степень отвердевания жира возрастает с увеличением числа центров кристаллизации, которое значительно возрастает с понижением температуры и повышением содержания высокоплавких глицеридов.

Температура от 0 до 6°С наиболее оптимальна для образования центров кристаллизации, при 8°С наблюдается заметное, а при 10-12°С и выше - резкое снижение интенсивности возникновения зародышей кристаллов и, следовательно, степени отвердевания жира. Этим (можно объяснить наличие критической температуры сливок 12-13°С, при которой не обеспечивается нужной степени отвердевания жира.

Триглицеридный состав молочного жира является определяющим фактором при выборе режима созревания сливок перед сбиванием. Представление о триглицеридном составе может дать йодное число молочного жира. Поэтому режим созревания сливок выбирают в зависимости от величины йодного числа. Рекомендуют следующие режимы температурной подготовки сливок: продолжительность выдержки не менее 5 ч, температура охлаждения в летний период 4-6°С, в зимний -5-7 градусов С.

В летний период йодное число молочного жира 39 и выше. В состав его входит больше легкоплавких глицеридов, точка плавления которых находится в зоне более низкой температуры. Поэтому сливки необходимо охлаждать до более низкой температуры.

В осенне-зимний период йодное число молочного жира ниже 39. В нем больше содержится тугоплавких глицеридов, что вызывает повышение точки отвердевания жира. Поэтому для перевода требуемого количества жира в твердое состояние достаточно охлаждения сливок до более высокой температуры.

В производстве сладкосливочного масла предложены новые модифицированные режимы созревания сливок: в зимний период (йодное число 36 и ниже) пастеризованные сливки очень быстро (со скоростью 4-6°С/мин) охлаждают до 6°С и направляют в сливкосозревательные емкости. Вследствие выделения скрытой теплоты кристаллизации в течение первых 2 ч выдержки температура сливок повышается на 1,5°С. Затем их подогревают до 15-16°С и оставляют в покое на 15-16 ч. К концу выдержки в зависимости от температуры окружающей среды температура сливок понижается до 9-11 градусов С, что соответствует начальной температуре сбивания. В летний период (йодное число 39 и выше) после пастеризации сливки быстро охлаждают до 19°С, затем в сливкосозревательных емкостях медленно (в течение 100-120 мин) охлаждают до 6°С и при этой температуре оставляют на 16- 18 ч. За это время температура сливок достигает 8-10°С, что соответствует начальной температуре сбивания. Таким образом, отличительной чертой режима созревания сливок в летний период года является охлаждение сливок от 19°С до температуры массовой кристаллизации глицеридов с замедленной скоростью процесса (0,9°С/мин), что способствует последовательному выкристаллизовыванию разноплавких глицеридных групп, в том числе высокоплавких.

Применение таких ступенчатых режимов подготовки сливок способствует улучшению оценки консистенции масла зимнего периода изготовления на 0,3-0,7 балла, летнего - на 0,1-0,2 балла по сравнению с обычным режимом подготовки сливок.

Сладкосливочное масло хорошей пластичной консистенции получается при использовании ступенчатого температурного режима (2-8-16-21-13-15°С в зимний период года и 21 -16-2 - 8-9-12°С в летний период года). В зависимости от химического состава молочного жира для различных климатических зон страны необходимо корректировать температуры ступеней созревания для северо-западных областей Советского Союза в летний период рекомендуют режим 19-6- 13 градусов С. В условиях Украинской ССР в летнее время рекомендуется применять режим 20-6-8-13°С и в зимнее время 6-8-18-20-13°С.

С целью правильного и оперативного выбора температурных режимов подготовки сливок к обиванию предлагают использовать так называемый жирнокислотный показатель (ЖКП) - отношение высокоплавких жирных кислот к сумме летучих и ненасыщенных жирных кислот, по которому можно судить о технологических особенностях перерабатываемого сырья. Определив ЖКП жира сливок, идущих на переработку, можно заранее выбрать тот или иной режим их температурной обработки перед сбиванием.

Так, определение ЖКП для отдельных областей Украинской СCP позволило рекомендовать при производстве сливочного масла способом сбивания следующие режимы созревания сливок: летом (ЖКП 1,26) 20-6-13°С с выдержкой соответственно 4-6-4 ч и зимой (ЖКП 1,57) 6-20-13°С с выдержкой - 3-4-7 ч. Применение этих режимов обеспечивало получение готового масла с хорошей консистенцией в любой период года.

При созревании сливок жировые шарики деформируются. В результате отвердевания жира частицы приобретают неправильную угловатую форму. Известно, что поверхностная энергия кристаллов распределяется на их поверхности неравномерно: наибольшая энергия всегда сосредоточена на углах и ребрах, наименьшая - на плоскостях.

Деформация жировых частиц не ограничивается только изменением их формы, а неизбежно приводит к иному, неравномерному распределению энергии в их поверхностном слое.

Поскольку поверхность острых выпуклостей на деформированных частицах жира неизмеримо мала по сравнению с поверхностью плоскостей и вмятин, результатом деформации может быть только десорбция оболочечного вещества. Таким образом, в результате кристаллизации триглицеридов и отвердевания жира жировые шарики деформируются, что является одной из причин изменений в межфазном белковом слое, где адсорбционное равновесие сдвигается в сторону обогащения плазмы сливок стабилизатором (оболочечным веществом).

Десорбция оболочечного вещества с поверхности жировых шариков сопровождается повышением эффективной вязкости сливок, возрастающей по мере снижения температуры и увеличения продолжительности их созревания (табл. 24).

Таблица 24

При созревании сливок изменяется величина заряда жировых шариков, что создает благоприятные условия для сбивания.

В заключение следует отметить, что оттого как протекал процесс созревания сливок и на какой стадии он закончен существенно зависит весь дальнейший технологический процесс производства масла, его качественные показатели, степень использования жира и выход масла.

Биологическое созревание сливок

Биологическое созревание или сквашивание сливок применяют в производстве кислосливочного масла1. Вкус и аромат кислосливочного масла обусловливается наличием в нем молочной кислоты, а также ряда ароматических веществ.


1 Ежегодно в нашей стране вырабатывают до 100 тыс. т кислосливочного масла. Его производят в основном в Сибири, на Украине и в республиках Прибалтики.


В 100 г кислосливочного масла, отличающегося ярко выраженным ароматом, должно содержаться 0,1-0,5 мг диацетала, 18-30 мг летучих кислот (муравьиной, уксусной, пропионовой, масляной), до 10 мг этилового спирта.

Обогащение кислосливочного масла ароматическими веществами может быть достигнуто биологическим и химическим способами. Биологический способ наиболее простой и доступный. Ароматические вещества образуются в результате жизнедеятельности молочнокислых микроорганизмов, вводимых в виде бактериальной закваски. Химический способ заключается в применении ряда химических препаратов (молочной кислоты, диацетила и других веществ), вводимых в сливки или масло в процессе обработки.

Как в Советском Союзе, так и за рубежом в течение нескольких десятилетий в состав микрофлоры заквасок для масла (входила смесь культур активных кислотообразователей Str. lactis, Str. cremoris и ароматобразующих бактерий типа Str. citrovorus и Str. paracitrovorus.

За последние годы в отечественных и зарубежных заквас кax стали применять другой вид ароматобразующих бактерий Str. diacetilactis (Матусцевски, Максимова, Богданов). При наличии в закваске штаммов Str. diacetilactis, образующих диацетил, можно исключить из нее Str. paracitrovorus и Str. citrovorus независимо от того, образуют они диацетил или не образуют. Эти бактерии продуцируют в основном те же продукты брожения, что и Str. diacetilactis. Однако вследствие малой активности в молоке влияние их на аромат закваски при совместном культивировании со Str. diacetilactis ничтож но. Исключить Str. сitrovorus можно еще и потому, что закваска обладает выраженным ароматом при наличии только Str. diacetilactis. Кроме того, наличие в закваске только Str. lactis, Str. cremoris и Str. diacetilactis значительно упрощает ее приготовление. Поэтому в последние годы в состав закваски вводят следующие штаммы: Str. lactis, Str. cremoris и Str. diacetilactis.

Качество закваски оценивают по характеру образования сгустка, вкусу и аромату закваски и по кислотности. Хорошая закваска должна иметь совершенно плотный однородный сгусток, без выделения сыворотки. Мелкие пузырьки газа, пронизывающие сгусток, считаются допустимыми при наличии в закваске ароматобразующих штаммов.

Хорошая закваска должна иметь приятно кислый, освежающий, нежный вкус и аромат, без посторонних привкусов и запахав. Кислотность хорошей закваски 80-100°Т. Более высокая кислотность недопустима, так как сопровождается понижением активности микробов. Следует учитывать, что темп развития ароматобразующих бактерий отстает от темпа развития молочнокислых стрептококков-кислотообразователей. Поэтому для получения ярко выраженного аромата закваски необходимо после образования сгустка закваску охладить и выдерживать достаточное время до использования.

Для получения более ароматной закваски рекомендуют прибавлять к молоку лимонную кислоту и ее соли. Содержание лимонной кислоты в молоке 0,07-0,4% (в среднем 0,18%). Количество летучих веществ в закваске может быть увеличено добавлением в молоко 0,2% лимонной кислоты или ее натриевой соли. Особенно рекомендуют вносить цитраты в зимний период, когда их содержание в молоке резко понижено. Аэрация (перемешивание) закваски в открытом сосуде в течение 30 мин способствует увеличению содержания диацетила в 2-3 раза. Это объясняется усилением окислительных процессов, понижением окислительно-восстановительного потенциала, в результате чего ускоряется переход молочной кислоты в пировиноградную и образование диацетила.

В процессе сквашивания сливок в плазме накапливается молочная кислота, диацетил и другие ароматические вещества, количество которых зависит от степени сквашивания сливок. Чем выше кислотность, тем больше накапливается ароматических веществ (до определенного предела кислотности).

Оптимальные условия накопления диацетила в закваске: pH 4,4-4,5, титруемая кислотность 80°Т, температура сквашивания 25°С.

Молочная кислота, накапливаясь в плазме сливок, влияет не только на содержание ароматических веществ в масле, но и на его стойкость при хранении. Поэтому, чтобы выработать масло с характерным для него вкусом, а также стойкое при хранении (при положительных температурах), сливки следует сквашивать до высокой кислотности плазмы (60°Т).

Масло, предназначенное для длительного хранения при - 10 ч-14°С, вырабатывают из сливок с невысокой кислотностью плазмы (40-50°Т), так как в этих условиях микробиологические процессы в масле задерживаются, но химические изменения окислительного характера хотя и медленно, но протекают и тем интенсивнее, чем выше кислотность плазмы, особенно при наличии в ней соли.

Установлена зависимость между сквашиванием сливок и реологическими свойствами масла. Повышение кислотности плазмы сливок с 44-49 до 63-68°T вызывает повышение твердости масла, особенно в зимний период года. Это явление объясняется снижением содержания глобулярного жира, повышением количества оболочечного вещества в свободном состоянии и укрупнением белковых частиц в процессе сквашивания.

Действующей технологической инструкцией предусматривается сквашивание сливок до 55-65°Т в плазме. За рубежом (Дания, Польша) при изготовлении кислосливочного масла применяют более высокую кислотность - до 80- 120°T в плазме сливок, в ГДР - до 75°Т.

Сквашивать сливки можно тремя способами: длительным сквашиванием; кратким сквашиванием и комбинированным (раздельным) сквашиванием.

При длительном сквашивании закваску молочнокислых микроорганизмов (около 5%) добавляют в сливки. Оквашивание протекает длительное время, в течение которого сливки обогащаются молочной кислотой и ароматическими веществами. Иногда этот способ называют сибирским, так как его широко применяют в Сибири.

Закваску вносят в сливки после пастеризации и их охлаждения. В сливки ее можно внести как до, так и после их физического созревания. Выбор момента внесения закваски зависит от химического состава молочного жира и времени года. Зимой, когда йодное число жира бывает ниже 39, сливки быстро охлаждаются до 5-7°С. В них вносят закваску в количестве 2-5% от массы сливок, причем 1/3 вносят в охлажденные сливки, а остальное - при подогревании сливок до 16-18°С после 2-3-часовой выдержки. Сливки сквашиваются в течение 15-16 ч. Режим сквашивания подбирается таким образом, чтобы температура сливок к концу сквашивания перед сбиванием была 11-14°С.

В летний период, когда йодное число молочного жира выше 39, сливки после пастеризации охлаждают до 16-19°С. В них добавляют 2-5% закваски и выдерживают их при этой температуре в течение 4-6 ч при трехкратном перемешивании. После выдержки сливки охлаждают до 5-7°С и оставляют до сбивания. Температуру охлаждения подбирают с таким расчетом, чтобы перед началом сбивания она была в пределах 8-10°С. В конце сквашивания кислотность плазмы сливок должна быть 55-60°Т.

Из сливок, сквашенных длительным способом, получается продукт с хорошо выраженным, характерным для кислосливочного масла вкусом и ароматом и хорошей консистенцией.

Способ длительного сквашивания имеет недостатки: сложность выполнения технологического процесса вследствие частых изменений температуры, что связано с дополнительными затратами холода, тепла, электроэнергии; малая степень использования оборудования; потребность в больших производственных площадях; длительность производственного цикла.

Сущность способа краткого сквашивания 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.

Количество закваски, вносимой по методу краткого сквашивания, рассчитывают по формуле

где 3 - количество закваски, кг; Сл - количество сливок, кг;
Кп - кислотность сливок после внесения закваски, °Т; 
Ки - кислотность исходных сливок до внесения закваски, °Т; Кз - кислотность закваски, °Т.

Кислотность сливок после внесения закваски определяют по кислотности плазмы сливок, которая должна быть в пределах 60°Т.

Кислотность плазмы сливок рассчитывают по формуле

где Кпл - кислотность плазмы сливок, Т; 
Ксл - титруемая кислотность сливок, °Т; 
Жел - жирность сливок, %.

Преимуществами краткого сквашивания являются сокращение продолжительности сквашивания сливок и простота регулирования кислотности; недостатками - необходимость использования большого количества закваски (до 20% и более от массы сбиваемых сливок) и недостаточная выраженность вкуса свежевыработанного масла.

Сущность способа комбинированного (раздельного) сквашивания сливок состоит в том, что только часть сливок сквашивают. Другая часть созревает без биологического сквашивания. Перед сбиванием сливки смешивают с таким расчетом, чтобы кислотность смеси соответствовала требуемой. Часть сливок (закваска) сквашивают до 40°Т. При этом способе устраняется необходимость в приготовлении большого количества закваски. Кислосливочное масло, выработанное с применением комбинированного способа, по качеству и содержанию микроорганизмов почти равноценно маслу, выработанному длительным и кратким способами.

Метод комбинированного сквашивания сливок, предложенный первоначально для получения кислосливочного масла способом прерывного сбивания, был проверен при получении кислосливочного масла на современных маслоизготовителях непрерывного действия фирм "Симон Фрер" и "Пааш Силькеборг". Комбинированный способ при производстве кислосливочного масла на современных высокопроизводительных маслоизготовителях непрерывного действия обеспечивает получение масла по составу и свойствам, не отличающегося от масла, выработанного из сливок, изготовленных методом длительного сквашивания. Для улучшения аромата и повышения длительности хранения Мироненко предложил вносить закваску в пласт при его обработке. Обоснованием этого способа послу жило то, что 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 выраженный вкус я аромат, свойственный кислосливочному.

Особенности такого производства сводятся к созданию условий, обеспечивающих наименьшее содержание влаги в пласте до внесения в него закваски. Наилучший аромат в масле получается при добавлении в него 3,3-3,5% влаги. Для этого необходимо обеспечить содержание влаги в пласте масла 12- 12,5% (при выработке масла с содержанием влаги 16%). Это достигается использованием более жестких температурных режимов созревания (10-4-8°С), низкой температурой сбивания (7-8°С), крупным размером масляного зерна (4- 5 мм), низкой температурой промывной воды. В пласт масла вместо воды вносят закваску. Количество влаги определяют по формуле

где 3 - количество закваски, кг;
Мт - теоретическое количество масла, кг; 15,8 - содержание влаги в готовом масле, %;
Вм - содержание влаги в масле в момент внесения закваски, %; 1,15 - коэффициент, учитывающий сухие вещества закваски;
В - количество влаги на стенках маслоизготовителя, кг (определяют опытным путем).

Рассчитанное количество закваски вносят двумя - тремя порциями, равномерно распределяя то всему пласту масла. Обработку масла ведут при закрытых кранах маслоизготовителя до полной вработки всей закваски и достижения хорошего влагораспределения. Этот способ внесения закваски позволяет значительно повысить стойкость масла, улучшить его вкусовые показатели, сократить расход закваски, устранить биохимическое созревание сливок и повысить производительность труда.

В последнее время в Эстонской ССР основное количество масла вырабатывают методом внесения закваски в пласт масла.

В Вологодском молочном институте изучали стойкость кислосливочного масла, полученного различными способами сквашивания, при хранении в условиях низких положительных температур. Свежее масло, выработанное методом длительного сквашивания, имело наибольшую оценку по вкусу и запаху 45,8 балла. Масло, выработанное способами краткого сквашивания и внесения закваски в пласт, было оценено в 44 балла. Однако в процессе хранения только масло, изготовленное с закваской, внесенной в пласт, выдержало шестимесячное хранение, оставаясь высшим сортом (минимальная оценка 42 балла).

Стойкость масла определяли по результатам как органолептической оценки масла, так и по химическим показателям (изменение кислотности масла, жира и плазмы, рН и величина окислительно-восстановительного потенциала). Было установлено, что от метода сквашивания больше всего зависят кислотность, рН плазмы и величина окислительно-восстановительного потенциала. Наибольшая кислотность плазмы (51 градус Т) отмечена в масле с внесенной в пласт закваской в конце хранения (180 дней). Для этого масла характерна почти стабильная величина окислительно-восстановительного потенциала на всем протяжении хранения (330-370 мВ), что указывает на активность молочнокислых бактерий. Таким образом, наиболее стойким при хранении оказалось масло, выработанное по способу Мироненко, т. е. с использованием способа внесения закваски в пласт масла.

Повышение качества масла путем внесения ароматизаторов

Для повышения качества масла, особенно вырабатываемого в зимний период года, можно вносить ароматизаторы. Масло ароматизируют, добавляя к промывной воде раствор диацетила и молочной кислоты. Полученное масляное зерно трехкратно промывают. Затем после тщательного удаления промывной воды его заливают водным раствором молочной кис лоты и диацетила.

Для выдержки масляного зерна готовят раствор на 1000 кг сливок, использованных для получения масла. Берут 100 кг воды (масса воды должна составлять 10% от массы сливок) и добавляют 650 мл 42,3%-ной молочной кислоты и 2 мл диацетила. Приготовленный раствор заливают в маслоизготовитель. Дают три оборота бочки, делают остановку и выдерживают зерно в растворе в течение 15 мин. Затем удаляют из бочки. Часть раствора собирают и сохраняют в отдельном сосуде, чтобы при необходимости вработки воды в масло, его можно было использовать.

Замена замваски молочнокислых микроорганизмов химически чистыми препаратами молочной кислоты и диацетила разрешена в 1953 г. Госсанинспекцией СССР.

В Чехословакии для усиления аромата масла вводят препарат лактокис - жидкость оранжевого цвета, с чистым кис лым вкусом и запахом, свойственным диацетилу. Лактокис представляет собой смесь водного раствора кислоты, в основном молочной, крепостью 30% с диацетилом. Количество влаги, подлежащее вработке, рассчитывают обычным способом.

Часть воды заменяют лактокисом из расчета на 100 г масла 300 мл раствора препарата.

Для повышения качества сладкосливочного масла, изготовляемого в зимний период, рекомендуют использовать ароматизаторы ВНИИЖ-6 и ВНИИЖ-31 из расчета 30 мг на 1 кг сливок. При этой дозировке наблюдается наиболее приятный ненавязчивый аромат и вкус. Ароматизаторы вносят в созревшие сливки перед сбиванием в маслоизготовителях периодического действия. Применение ароматизаторов ВНИИЖ-31 и ВНИИЖ-6 затушевывает кормовой привкус в сливках, не ухудшая при этом выраженность вкуса пастеризации. Ислользование их позволяет исключить вакуум-дезодорацию сливок, снизить энергетические затраты, сократить время выработки масла и улучшить вкусовые качества масла на 2-3 балла.

Факторы, влияющие на процесс сбивания сливок

От правильно проведенного сбивания зависит качество масла и отход жира в пахту, т. е. степень использования жира. На сбивание сливок влияет скорость вращения маслоизготовителя, загрузка аппарата, жирность сливок, характер их подготовки, температура сбивания.

Скорость вращения маслоизготовителя. Этот фактор оказывает определенное влияние на качество вырабатываемого масла, так как при завышенной скорости сбивания можно по лучить перебитое мягкое масляное зерно, плохо поддающееся дальнейшей обработке. Пониженная скорость вращения маслоизготовителя может явиться причиной появления засаленности масла.

Сбивание не происходит, если маслоизготовитель полностью заполнен и жидкость следует за бочкой со скоростью ее вращения, т. е. не отрывается от поверхности резервуара. Такое движение возможно также в том случае, когда центробежная сила прижимает сливки к стенкам маслоизготовителя. При этом трение между поверхностью резервуара и сливками заставляет жидкость двигаться за поверхностью соприкосновения. В этом случае сливки не вспениваются, нет условий для денатурации стабилизатора в пене, не будет образования масляного зерна.

Оптимальную скорость вращения определяют такой величиной, при которой центробежное ускорение не достигает ускорения силы тяжести, но приближается к нему. Этому условию соответствует частота вращения, определяемая формулой

где п - частота вращения, мин -1;
R - радиус бочки маслоизготовителя, м.

Для практических целей частоту вращения бочка маслоизготовителя определяют по уравнению

Маслоизготовители горизонтального цилиндрического типа работают с очень низкой частотой вращения. Для бочки радиусом R=0,64 м рабочая частота вращения n=30 мин -1. Частоту вращения цилиндрического резервуара безвальцового маслоизготовителя определяют по формуле

Частоту вращения маслоизготовителей бочечного типа нельзя увеличивать для повышения производительности или ускорения сбивания.

Наполнение маслоизготовителя. Для обеспечения нормального сбивания необходимо наполнять резервуар маслоизтототеля сливками до определенного объема. При заполнении бочки выше нормы сбивание удлиняется, так как создаются худшие условия для образования пены и денатурации в ней стабилизатора, в результате чего повышается отход жира в пахту и ухудшается консистенция готового продукта. При недостаточном наполнении резервуара маслоизготовителя, на пример на 20% его объема, маслообразование может завершиться слишком быстро и мелкие жировые шарики не будут участвовать в сбивании. Они перейдут в пахту, в результате чего понизится степень использования жира при сбивании. Рабочий объем маслоизготовителей обычно составляет 40% от объема резервуара.

Жирность сливок. Сливки повышенной жирности (50-55%) в обычных маслоизготовителях сбиваются медленнее, так как высокая вязкость препятствует отделению от стенок и падению сливок. Сливки частично вращаются вместе с бочкой. Поэтому практически в бочковых маслоизготовителях для сбивания сливки повышенной жирности не применяют. При обивании сливок различной жирности устанавливают такие условия, при которых обеспечивается получение масла хорошей консистенции и предупреждается повышенный отход жира в пахту.

Если жирные сливки сбивать при обычных принятых в маслоделии температурах, получается более жирная пахта. Это объясняется тем, что в таких сливках больше стабилизатора и он быстрее денатурируется в пене. Часть мелких жировых шариков не участвует в процессе маслообразования и отходит в пахту. Поэтому при сбивании жирных сливок необходимо выбирать более низкую температуру сбивания, что обеспечит меньший отход жира в пахту. При переработке сливок повышенной жирности рекомендуют постановку более крупного зерна.

Созревание сливок. Только при сбивании созревших сливок будет правильно протекать процесс маслообразования. Недостаточное созревание сливок уменьшает продолжительность сбивания. Несозревшие сливки дают повышенный отход жира в пахту, так как не все жировые шарики поступят на сбивание в активном состоянии. У мелких жировых шариков перед сбиванием не будет достаточно уменьшена толщина белковой оболочки, стабилизатор останется на поверхности жировых шариков, не будет свободной энергии на поверхности шариков. Такие жировые шарики не смогут участвовать в масло образования и переедут в пахту. Масляное зерно из несозревших сливок получается мягким, влагоемким, а масло может иметь мажущуюся консистенцию и повышенную влагу.

Перезревание сливок увеличивает продолжительность сбивания масла. При этом получается грубое твердое зерно, плохо удерживающее влагу. Масло может быть получено засаленной консистенции.

Кислотность сливок. При изучении сбиваемости сливок с различными рН наименьшие отход жира в пахту и продолжительность обивания наблюдается при рН 4,2, что соответствует изоэлектрической точке жировых шариков. В процессе сквашивания сливок уменьшается величина электрического заряда жировых шариков, а следовательно, понижается расклинивающее действие между жировыми шариками, которое создается оболочками жировых шариков. В результате уменьшается затрата энергии на сбивание сливок в масло и повышается степень использования жира, т. е. в пахту отходит меньше жировых шариков.

Температура сбивания сливок. Существует прямая зависимость между температурой и продолжительностью сбивания, с одной стороны, температурой и жирностью пахты, с другой. Казанский, исследуя зависимость между температурой в момент образования зерна и жирностью пахты, установил, что конечная температура сбивания имеет решающее значение для степени использования жира. Больше всего жир сливок использовался при низкой температуре сбивания и образования масляного зерна, высокая температура сбивания давала больший отход жира в пахту.

С повышением температуры сбивания процесс ускоряется. У жировых шариков в самом начале процесса сбивания имеется большая тенденция к набору оболочки. Они быстрее прилипают к пенным пузырькам вследствие большей потребности в наборе стабилизатора, быстрее происходит маслообразование. При этом часть мелких жировых шариков не участвует в процессе мжлообразования, так как мелкие жировые шарики успевают полностью восстановить оболочку еще во время подогревания сливок перед обиванием.

При повышенной температуре сбивания больше отходит жира в пахту, масляное зерно получается мягким, с большим количеством белка, влагоемкое. В дальнейшем консистенция масла может быть слабой, мягкой.

При низкой температуре наблюдается обратное явление - процесс сбивания затягивается, так как требуется затратить больше механической энергии, чтобы она превратилась в тепловую у жировых шариков в результате подъема температуры появилась способность к набору оболочки. Другими словами, необходимо затратить определенную механическую энергию, чтобы у жировых шариков появилась свободная поверхностная энергия, за счет которой идет маслообразование. Помимо этого при низкой температуре зерно получается грубое, с малым количеством белковых оболочек (так как часть поверхностно-активных веществ с оболочек переходит на новую поверхность раздела фаз, на пенные пузырьки и там денатурируется). Масло получается грубой, крошливой консистенции.

Выбор температуры сбивания зависит от времени года, качества сливок, условий их подготовки (созревания), от механических факторов сбивания. Более высокую температуру применяют при сбивании сливок низкой жирности, в зимнее время (при тугоплавком жире), при переработке перезревших сливок, при сбивании сливок из стародойного молока, отличающегося более мелкими жировыми шариками.

Ориентировочно применяют следующие температурные режимы обивания: для летнего периода 8-10°С, для зимнего- 10-14°С.

Во время сбивания температура повышается на 1,5-2°С вследствие перехода механической энергии в тепловую.

При правильно выбранном режиме продолжительность обивания не превышает 35-45 мин. Большая скорость образования масляного зерна может быть обусловлена повышенной начальной температурой сбивания. Увеличение температуры более, чем на 2°С при затянувшемся сбивании указывает на заниженную начальную температуру. В этом случае масляное зерно долго обрабатывается, поэтому можно получить засаленную консистенцию. Увеличение температуры меньше чем на 1,5°С свидетельствует о завышенной начальной температуре сбивания.

Качество масляного зерна. Сбивание можно считать законченным при получении масляного зерна размером 3-4 мм. От величины зерна зависит отход жира в пахту и процесс дальнейшей обработки масла.

При правильно выбранном режиме сбивания зерно получается плотным, не слипающимся. При низкой температуре сбивания зерно крупное, избыточно твердое, а при повышенной температуре - бесформенное, мажущейся консистенции. При мелком зерне повышается отход жира в пахту, особенно при сбивании сливок повышенной жирности.

В жирных сливках за счет наличия большего количества стабилизатора быстрее начинает образовываться масляное зерно, но при этом часть мелких жировых шариков оказывается выключенной из процесса. Чтобы этого не произошло, необходимо ставить более крупное зерно (до 4-5 мм) и, следовательно, удлинять сбивание.

Мелкое зерно имеет большую суммарную поверхность и может удерживать большое количество пахты, в результате чего в масле будет повышенное количество сухих обезжиренных веществ.

При промывке и обработке крупного зерна не удаляется пахта, заключенная внутри зерна, вследствие чего масло обогащается сомо. Крупное зерно обычно имеет мягкую, слабую консистенцию, что затрудняет дальнейшую его обработку. В крупном зерне меньше поверхностной влаги, но больше плазмы в виде мелких капель, захваченных жиром при формировании верна.

Пахту, находящуюся внутри зерна, называют диспергированной плазмой. Как установил Казанский, распределение плазмы в зерне зависит от размера зерна (табл. 25).

Таблица 25

 

Содержание плазмы, %

 

Размер зерна, мм

поверхностной

диспергированной

Содержание воды в зерне,

1-2

60

40

32

2-3

44

56

29

3-4

40

60

25

4-5

32

68

21

5-6

25

75

18

Степень использования жира при сбивании. Правильность процесса сбивания оценивают по степени использования жира, т. е. по количеству жира, перешедшего из сливок в масло.

Степень использования жира определяют по формуле

где И - степень использования жира, %;
С - количество сливок, кг; Жсл - содержание жира в сливках, %;
П - количество пахты, кг; Жп - содержание жира в пахте, %.

Количество пахты определяют по разности массы сливок и масла.

При нормальных условиях сбивания степень использования жира должна быть не ниже 99,3%, жирность пахты не должна превышать 0,4%. Пахту с высоким содержанием жира необходимо сепарировать. Сливки, полученные в результате сепарирования, рекомендуется сбивать вместе с обычными, так как пахтяные сливки сбиваются очень медленно и степень использования жира при этом бывает низкая. Отход жира в пахту, в первую очередь, зависит от размера жировых шариков. Казанский, определяя их размеры в пахте, нашел, что подавляющее большинство жировых шариков было малом размера (менее 1 мкм), средний объем жировых шариков пахты 11,2мкм3 против 26 мкм3 для сливок.

Степень использования жира зависит от технических условий получения масла. Усиленное механическое воздействие на сливки в период их перекачивания центробежными насосами и пастеризация на пастеризаторах с вытеснительными барабанами приводит к значительному дроблению жировых шариков и к повышенному отходу жира в пахту. Поэтому на предприятиях маслодельной промышленности рекомендуют заменять центробежные и самовсасывающие насосы на ротационные или поршневые, а вместо пастеризаторов с вытеснительными барабанами устанавливать трубчатые.

Использование жира при маслоизготовлении зависит от состояния белковой фазы. По данным Ван-Дама и Хольверда, жирность пахты понижается с увеличением содержания казеина в сливках. Увеличение процентного содержания казеина в сливках с 0,84 до 6,24% дало уменьшение содержания жира в пахте с 0,85 до 0,32%. Это объясняется защитным действием суспензированного казеина на дробление жировых шариков.

Прибавление к сливкам водорастворимых белков, в частности яичного альбумина, повышает степень использования жира при сбивании. Норс и Зоммер, сбивая сливки с добавлением солей, установили, что с добавлением хлористого кальция уменьшается длительность сбивания и понижается отход жира в пахту, тогда как при добавлении цитрата натрия наблюдаются обратные результаты. Аналогичные данные получены Барановым и Пучковым.

Особенности промывки и обработки масла

Масло промывают для удаления пахты с поверхности масляного зерна, охлаждения, исправления неудовлетворительной консистенций зерна и частичного удаления нежелательных привкусов.

Требования к промывной воде. Качество и стойкость промытого масла повышается только в том случае, если для промывки применяют воду, качество которой удовлетворяет требованиям, предъявляемым ж питьевой воде. Вода для промывки масла должна быть прозрачной, бесцветной, без мути и осадка, без запаха и привкусов. Большую опасность для стойкости масла представляет железо, попадающее в масло из сливок. Введенное в масло с промывной водой при концентрациях до 100 мг/л оно существенно не влияет на качество масла, тогда как железо, введенное в масло со сливками, т. е. заключенное внутри масляных зерен, уже при концентрации 0,1 мг/л сливок придает маслу слабо салистый, металлический привкус. Поэтому можно утверждать, что химические изменения в масле зависят не столько от содержания в нем железа, сколько от характера распределения. Но это не значит, что вода с солями железа, применяемая иногда на заводах, не причиняет маслу никакого вреда. Если водой с солями железа промывать маслоизготовитель, то они могут оседать на стенках бочки, а затем поладить в сливки при сбивании масла. Это относится также и к сливкосозревательным ваннам и другой аппаратуре, соприкасающейся со сливками или маслом.

Способы промывки масла. Масло промывают после удаления пахты. Для этого в резервуар маслоизготовителя заливают воду (60-60% от массы сливок). Обычно применяют двухкратную промывку, а при выработке кислосливочного масла с использованием химического способа сквашивания сливок - трехкратную. Зерно для вологодского масла не промывают.

При промывке масла большое значение имеет температура промывной воды, которую регулируют таким образом, чтобы получить масло хорошей консистенции.

При нормальном зерне температуру первой промывной воды берут равной температуре конца сбивания. Вторая промывная вода должна иметь температуру на 2°С ниже первой. При мягком, слабом зерне устанавливают температуру промывной воды на 2°С ниже температуры конца сбивания. При грубом, излишне твердом зерне температура первой промыв ной воды должна быть на 2°С выше температуры конца сбивания.

Температура промывной воды влияет также на степень отмывания пахты и влажность зерна. С повышением температуры воды, если только не наблюдается комкование жира, степень отмывания пахты увеличивается. При повышенных температурах воды влажность зерна возрастает, а при низких - уменьшается.

Сильное охлаждение зерна при промывке затрудняет последующую обработку. При выборе температуры воды необходимо учитывать также свойства жира, а именно, при тугоплавком зимнем жире температура берется выше, чем при летнем легкоплавком.

Однако при наличии хорошего сырья промывка водой масляного зерна необязательна. При промывке удаляются ароматические вещества и содержащиеся в плазме антиокислители, что неблагоприятно сказывается на вкусе и стойкости масла. Полное или частичное исключение промывки повышает на 0,2-0,6% содержание само в масле и соответственно его выход. В итоге расход молока жирностью 3,6% на 1 т масла уменьшается на 100 кг. При этом экономический эффект составляет 10-12руб. на 1 т масла.

В условиях минусовых температур хранения масла, почти исключающих бактериальные процессы, промывка масла не способствует повышению стойкости, а наоборот, может ускорить окислительные процессы. При плюсовых температурах хранения, когда на первое место выдвигаются бактериальные пороки, промывка имеет положительное значение.

Обработка масла. Масло обрабатывают для соединения отдельных масляных зерен в пласт, равномерного распределения и диспергирования влаги и для регулирования его состава.

В безвальцовых маслоизготовителях во время обработки масло подвергается многократным ударам при падении со стенок или лопастей вращающейся бочки. При этом происходит его прессование и перемешивание.

В некоторых кубических, конусных и других маслоизготовителях прессование проводят при сниженном давлении.

В этих маслоизготовителях масло обрабатывают следующим образом. После спуска пахты или промывной воды все краны и люк закрывают. Пускают вакуум-насос и открывают кран для отсасывания воздуха из маслоизготовителя до тех пор, пока стрелка на индикаторе, показывающем разрежение в резервуаре, остановится на делении "3" для кубических маслоизготовителей типа "Пааш" и "30" для конусообразных маслоизготовителей типа "Колдинг". После этого кран закрывают, вакуум-насос останавливают и пускают маслоизготовитель. Первую стадию прессования заканчивают после прекращения выделения влаги на поверхности монолита масла. Этот процесс наблюдают через смотровое окно маслоизготовителя. Затем маслоизготовитель останавливают, открывают кран и люк, выпускают влагу и берут пробу для анализа.

Вторую и третью стадии прессования масла проводят с целью вработки влаги в монолит, последовательность операций аналогична предыдущей. Скорость вращения маслоизготовителя не меняется, но снижается степень разрежения, которую для "Пааш" устанавливают 2-2,5 (по индикатору), а для "Колдинга" - 20-25. Прессуют до полной обсушки поверхности масла и стенок маслоизготовителя.

При обработке масляного зерна образуется плотный пласт, поверхностная влага выдавливается и стекает с куска отжимаемого масла, часть ее раздробляется на мелкие капли, удерживаемые маслом. В зависимости от условий обработки из масляного зерна можно удалить различное количество влаги. На этом основано регулирование вработки воды.

Весь процесс обработки масла с точки зрения изменения водной фазы может быть разделен на три стадии.

На первой стадии обработки влага выпрессовывается из масла, содержание воды в нем понижается. Под действием обработки, заключающейся в пропускании масла через вальцы или в падении и ударах, консистенция становится мягче и слабее, исчезает зернистость и образуется однородный пласт.

Обработка после достижения некоторого минимума в содержании воды приводит к обратному поглощению маслом воды. Момент, соответствующий минимальному содержанию воды, называется критическим.

На второй стадии обработки содержание воды в масле медленно нарастает. При этом одновременно протекают два процесса: продолжается выпрессовывание влаги и начинается процесс поглощения воды. В начале второй стадии имеет место динамическое равновесие между количеством выделяемой и поглощаемой воды. Однако в конце второй стадии количественно начинает преобладать вработка воды над отжатием ее. Во второй стадии крупные водяные капли дробятся на более мелкие, легче удерживающиеся в масле.

Третья стадия обработки характеризуется повышением содержания влаги вследствие усиленной вработки воды в масло и практически полного прекращения выпрессовывания. На этой стадии усиленно диспергируются водные капли. О способности масла поглощать воду на этой стадии можно судить по обсыханию внутренних стенок маслоизготовителя, влага с которых впитывается маслом. С увеличением числа отжатий или продолжительности обработки снижается число крупных капель воды и увеличивается число мелких. Степень диспергирования водной фазы зависит от длительности обработки масла, о чем можно судить по данным Казанского (табл. 26).

Таблица 26

Так, в 1 г хорошо обработанного масла содержится до 20 млрд. капель, причем свыше 90% влаги составляют капли диаметрам до 15 мкм и только 1 % - капли диаметром свыше 100 мкм.

Деметер степень обработки масла ставит в зависимости от количества крупных капель. Зависимость степени обработки масла от числа капель с диаметром более 30 мкм в 1 г масла дана ниже.

Менее 31.000 хорошая
31.000-60.000 умеренная
111,000-170.000 недостаточная
Более 170.000 плохая

На заводах характер влагораспределения в масле, т. е. качество его обработки, определяют методом индикаторных бумажек.

Гомогенизация масла. Для более тонкого распределения влаги в масле, следовательно, улучшения его качества и стойкости при хранении применяют дополнительную механическую обработку в специальных аппаратах типа "Микрофикс" или гомогенизаторах. Капсукаский завод продовольственных автоматов выпускает гомогенизатор для масла М6-ОГА. Это машина роторного типа непрерывного действия производительностью 400-800 кг/ч. Механическая обработка в гомогенизаторе способствует улучшению консистенции продукта и его структурно-механических показателей. Гомогенизация предупреждает появление крошливой консистенции. В зимнее время при тугоплавком молочном жире интенсивность механической обработки в гомогенизаторе должна быть увеличена, а в летний период при легкоплавком жире - снижена.

Влияние обработки на стойкость масла

На качество масла и его стойкость большое влияние оказывает характер распределения воды в масле, зависящий от обработки масла, так как только при условии тонкой дисперсии влага в масле допустимо применение низких температур хранения. В противном случае при недостаточно обработанном масле влага в крупных каплях может замерзнуть, что вызовет появление пороков консистенции, таких как крошливость и растрескивание монолита. Масло с тонко диспергированной влагой, малодоступной для микроорганизмов, обладает большой стойкостью против плесневения.

Задержка в развитии бактерий в мелких каплях плазмы, обусловлена тем, что вода в них связана с веществами оболочек жировых шариков и не может быть использована микроорганизмами.

О наличии связанной воды свидетельствует тот факт, что в каплях свежих срезов масла не обнаруживается броуновского движения.

В процессе обработки масла капли плазмы освобождаются в силу поверхностного натяжения как от белков (происходит осветление капель), так и от микробов.

Деметер приводит данные, иллюстрирующие связь между качеством обработки и развитием микроорганизмов (табл. 27).

Таблица 27

Излишняя обработка масла также вредна, так как она способствует созданию большой поверхности соприкосновения водной фазы с жиром. При хранении из-за увеличения общей поверхности могут создаваться условия для ускорения окислительных процессов, возникающих на поверхностях, разграничивающих фазы в масле. Кроме того, в результате излишней обработки масло обогащается воздухом, который также ускоряет окислительные процессы. Поэтому при хранении могут появиться пороки (салистый, олеистый и др.).

Особенности производства масла с повышенным содержанием влаги

Любительское масло. Химический состав, упаковка и маркировка его должны соответствовать ГОСТ 37-55 "Масло коровье". В масле должно содержаться не менее 78% жира и не более 20% воды. Допускается выработка любительского масла как сладкосливочного, так и кислосливочного, соленого и несоленого. Любительское масло может быть изготовлено всеми существующими в нашей стране способами производства: преобразованием высокожирных сливок прерывным и непрерывным сбиванием.

Выработка любительского масла способом прерывного сбивания включает все технологические операции, характерные для сладкосливочного масла с 16% влаги, но есть некоторые отличия в режиме созревания и сбивания сливок, так как они должны быть выбраны с расчетом получения более влагоемкого масляного зерна. Его влажность получается повышенной при мягком режиме созревания сливок и несколько повышенной температуре сбивания.

Таблица 28

В табл. 28 дан режим созревания сливок, рекомендуемый инструкцией по производству любительского масла.

При производстве кислосливочного масла сливки должны длительно или кратко сквашиваться. Режим выбирают так, чтобы в плазме сквашенных сливок получить кислотность 50°Т.

При выработке любительского масла могут быть также использованы ступенчатые режимы созревания сливок. Для выработки кислосливочного любительского масла в летний период можно применять охлаждение сливок до 16-20°С, внести закваску и выдержать 4-6 ч. Затем сливки охладить до 5-9°С и выдержать при этой температуре не менее 7 ч. В зимний период сливки охлаждают до 6- 10°С, выдерживают 2-3 ч, затем подозревают до 16-20°С, вносят закваску и выдерживают при этой температуре не менее 12 ч.

В производстве любительского масла температуру сбивания сливок выбирают в зависимости от сезона года: в летний период 9-10°С, в зимний - 12-14°С. Сбивание целесообразно заканчивать при получении несколько более крупного зерна (5-6 мм), чем в производстве сладкосливочного масла. В крупном зерне больше влаги в виде мелких капель, захваченных жировыми шариками три формировании зерна. При переработке первосортных сливок и получении масляного зерна хорошей упругой консистенции его не промывают. При переработке перезревших сливок может получиться грубое зерно, плохо удерживающее влагу, тогда его выдерживают в воде. Воду можно заменить пастеризованным и охлажденным до необходимой температуры обезжиренным молоком или пахтой. Температура охлаждающей жидкости на 2-3°С выше температуры конца сбивания. Дальнейший процесс обработки масляного зерна в маслоизготовителе аналогичен обработке в производстве сладкосливочного масла.

Для получения любительского масла с хорошим влагораспределением и улучшенной консистенцией целесообразно обрабатывать его в специальном гомогенизаторе М6-ОГА.

Для изготовления любительского масла способом непрерывного сбивания используют сливки с содержанием жира 36-42%. Для переработки на линии непрерывного сбивания не пригодны подмороженные и подсбитые сливки, так как при этом может произойти засорение сетчатой цилиндрической вставки сбивателя и фильтра-сети обработника комочками жира.

Режим охлаждения и физического созревания сливок устанавливают в зависимости от состава молочного жира и периода года. Для отечественной линия А1-ОЛО Проценко и Гладких рекомендуют режим температурной подготовки сливок, приведенный в табл. 29.

Таблица 29

При созревании в сливкосозревательных резервуарах сливки 3-4 раза перемешивают в течение 5-10 мин.

Низкотемпературный режим подготовки сливок в летний период года (см. табл. 29) способствует получению любительского масла хорошей консистенции, снижению вытекания жидкого жира. При этом отмечается наименьший отход жира в пахту, т. е. лучшее его использование.

В зимний период года для северо-западных районов страны при температурном режиме 7-16-14°С получают масло, имеющее хорошую консистенцию, лучшую упругость и эластичность.

Температуру сбивания сливок устанавливают в зависимости от содержания в них жира, сезона года и режима созревания. Для весенне-летнего периода рекомендуется 9-12°С, для осенне-зимнего - 11-14°С.

Перед обиванием сливок маслоизготовитель непрерывного действия и аппарат для фасовки масла обрабатывают в течение 15 мин специальным антиприлипающим раствором при 85-90°С и ополаскивают холодной пастеризованной водой (8-14°С).

В качестве антиприлипающего раствора рекомендуется использовать 2%-ный раствор следующего состава:

жидкое стекло, кг 1,2
кальцинированная сода, кг 0,4
тринатривфосфат, кг 0,4
10%-ный раствор хлорной извести, л 0,5
вода, л до 100

Перед пуском маслоизготовителя подают водопроводную воду к вакуум-насосу обработника, холодную пастеризованную воду к самоочистителю фильтр-сетки и к коллектору промывки масляного пласта. Пастеризованную воду (8-14°С) заливают в бачок насоса-дозатора, а в рубашку обработника пускают воду (2-3°С). Следует учесть, что чем ниже температура охлаждающей воды и чем больше ее циркуляция, тем ниже содержание влаги в масле.

При выработке любительского масла величину зазора между лопастями бильной мешалки и стенкой сбивального цилиндра устанавливают 2,5-4 мм в зависимости от жирности исходных сливок (чем она выше, тем зазор больше). Подъемник масла в блоке промывки устанавливают с высотой проходного окна 57 мм, первую решетчатую пластину - с максимальным диаметром отверстий. Для повышения влагосодержания масляного зерна сливки сбивают при минимальной подаче охлаждающей воды в рубашку сбивального цилиндра (100-120 л/ч) и максимальном уровне пахты в первой шнековой камере. Для этого же повышают частоту вращения бильной мешалки (для лета до 1200-1700 мин -1, для зимы - до 1500-2000 мин -1) и снижают подачу сливок в сбиватель.

При нормальном установившемся процессе обивания пахта легко отделяется от масляного зерна и стекает с кожуха сбивателя в виде капель или прерывающихся струй. Величина масляного зерна 1-2 мм. Во избежание залипания фильтр-сетку периодически промывают чистой водой (4-8°С) или пахтой. На заводах фильтр-сетку продувают сжатым профильтрованным воздухом при давлении 196,2-294,3 кПа.

При выработке любительского масла частота вращения шнеков обработника для весенне-летнего периода 30-35 мин-1 и для осенне-зимнего - 40-60 мин-1.

С целью уменьшения содержания воздуха в готовом масле включают вакуумный насос и поддерживают разрежение в вакуум-камере 19,6-39,2 кПа. Для отвода пахты сифон устанавливают таким образом, чтобы в первой обработочной ка-мере валы шнеков покрывались ею. После выхода масла из обработника определяют его влажность и в соответствии с показателем окончательно регулируют скорость вращения бильной мешалки и шнеков обработника. Если это не способствует получению продукта необходимой влажности (содержание влаги низкое), подключают насос-дозатор.

Увеличение частоты вращения мешалки сбивателя на 100 мин-1, или частоты вращения шнеков обработника на 6- мин-1, или температуры масляного зерна в первой шнековой камере на 1°С приводит к увеличению содержания влаги в масле примерно на 0,5%.

На изменение содержания влаги в масле также большое влияние оказывает количество масла на шнеках обработника. С уменьшением его увеличивается вработка влаги в масло. Количество масла на шнеках обработника уменьшается при уменьшении количества подаваемого зерна, т. е. при снижении подачи сливок в бильный цилиндр, а также при увеличении частоты вращения шнеков.

Для быстрого регулирования содержания влаги при выработке масла способом непрерывного сбивания перспективно использовать влагометрическое устройство ВСМ-1, разработанное в Ленинградском технологическом институте холодильной промышленности. Четырехлетняя эксплуатация этих устройств подтвердила надежность схемного решения, хорошие метрологические характеристики и легкость безразборной санитарной обработки прибора.

При выработке любительского масла производительность маслообразователя непрерывного действия несколько снижается и составляет 950-850 кг/ч для линий А1-ОЛО, "Контимаб", МБ-5 (паспортная производительность 1000 кг/ч).

Для бесперебойной работы фасовочных автоматов температура готового продукта на выходе из маслоизготовителя не должна превышать 15°С при фасовке в брикеты по 200 г и 16°С при фасовке в блоки по 20 кг.

По окончании работы из маслоизготовителя извлекают остатки масла сначала вручную, а затем горячей водой, циркулирующей по замкнутому циклу в течение 5 мин, при минимальной скорости вращения мешалки сбивателя и максимальной скорости вращения шнеков обработника. Отработавшую воду с жировыми остатками сливают в отдельную емкость и сепарируют. Маслоизготовитель промывают горячей водой, циркулирующей 5 мин, затем 2%-ным горячим щелочным раствором (1,5 части едкого натра на 1 часть кальцинированной соды), циркулирующим 15 мин. Остатки щелочного раствора удаляют пятиминутной циркуляцией холодной воды.

Масло крестьянское. Технология его разработана ВНИИМСом в 1972 г. Масло названо крестьянским потому, что по своему составу напоминает масло, которое производилось раньше крестьянами в домашних условиях.

Крестьянское масло должно содержать жира не менее 72,5%, влаги не более 25%, само 2,5%. Увеличение плазмы до 27,5% повышает его физиологическую ценность и вкусовые достоинства. Плазма масла богата лецитином и ненасыщенными жирными кислотами, обладающими антисклеротическим действием. Имеющийся в ней молочный сахар играет важную роль в нормализации жизнедеятельности полезной микрофлоры кишечника, а белки, богатые метионином, предупреждают ожирение печени.

Крестьянское масло представляет собой продукт биологически более ценный по содержанию противосклеротических (липотропных) веществ, чем обычное сладкосливочное масло. Кроме того, оно содержит меньше жира и холестерина, что также имеет положительное значение в питании малоподвижных людей и людей пожилого возраста.

Для обеспечения стабильной работы маслоизготавителя непрерывного действия жирность перерабатываемых сливок должна быть не ниже 36%, оптимальная жирность сливок 38-43%. Сливки пастеризуют и дезодорируют так же, как и в производстве сладкосливочного и любительского масла.

В целях уменьшения содержания воздуха в крестьянском масле и улучшения его консистенции рекомендуется повышать температуру пастеризации сливок до 103-105°С.

Крестьянское масло, вырабатываемое способом непрерывного сбивания, наиболее целесообразно выпускать в мелкой фасовке (по 0,2 кг), исключив из технологического цикла промывку продукта, а для нормализации его по влаге использовать пахту.

Содержание влаги в крестьянском масле зависит от жирности сливок, режимов их созревания, подготовленности оборудования и окончательно регулируется в процессе сбивания сливок и обработки масла.

На способность масла воспринимать и удерживать влагу влияет химический состав молочного жира, главным образом содержание ненасыщенных жирных кислот, характеризуемое показателем йодного числа, который зависит от сезона года, рациона кормления, породы скота и климатических условий. С увеличением йодного числа улучшается способность молочного жира к связыванию влаги. Поэтому летом легче вырабатывать крестьянское масло, чем зимой. Рекомендуемые режимы созревания сливок приведены в табл. 30.

Таблица 30

Период года

Йодное число

Температура охлаждения, С

Продолжительность выдержки, не менее, ч

Весенне-летний

35-40

5—7

6

Осенне-зимний

29-35

7-9

7

Для весенне-летнего периода температура сбивания 11- 13°С, для осенне-зимнего - 12-14°C.

Сливки сбивают только при наличии решетчатой вставки в цилиндре сбивателя, установив зазор между ее поверхностью и лопастями мешалки не более 3 мм.

Перед началом работы частоту вращения бильной мешалки устанавливают на 100-200 мин-1 выше оптимальной (во избежание поступления необитых сливок в обработник). Это позволяет предотвратить залипание фильтра-сетки несбитыми сливками.

Частота вращения мешалки сбивателя (линия А1-ОЛО) 1500-2000 мин-1 в весенне-летний период и 1800-2000 мин-1 в осенне-зимний.

Частоту вращения бильной мешалки варьируют в зависимости от жирности, кислотности, физического созревания и температуры сбивания сливок. С повышением жирности сливок и температуры сбивания ее уменьшают, с ростом кислотности и удлинением физического созревания - увеличивают.

Нормальный процесс сбивания сливок характеризуется свободным отделением пахты, стекающей с кожуха сбивателя в виде капель или прерывающихся струй. Величина масляного зерна при этом должна быть 1-2 мм. При выработке крестьянского масла частоту вращения шнеков обработника рекомендуют устанавливать 45-50 мин-1 в весенне-летний период и 45-55 мин-1 в осенне-зимний.

Насос-дозатор используют для увеличения содержания влаги в тех случаях, когда не удается получить необходимое содержание влаги другими способами. Изменяя на одно условное деление его производительность, можно изменить содержание влаги в крестьянском масле на 0,5%.

В рубашку обработника подают охлаждающую воду так, чтобы температура масла на выходе не превышала 15°С. Повышение температуры затрудняет мелкую фасовку из-за деформации брикетов. При фасовке в монолиты по 20 кг температура масла на выходе может быть повышена до 16°С.

При выработке кислосливочного крестьянского масла наряду с общепринятым способом биохимического созреванья сливок в резервуарах рекомендуют вносить предельно возможное количество закваски насосом-дозатором непосредственно в продукт на стадии обработки его. При этом целесообразно применять закваску повышенной кислотности. Например, использование ацидофильно-ароматической закваски на маслозаводах Прибалтики дало возможность получить способом непрерывного обивания кислосливочное масло с выраженным кисломолочным вкусом и ароматом.

Влияние рационов кормления коров на качество масла

На качество масла существенное влияние оказывают рационы кормления коров, так как от них зависят состав и свойства молочного жира. В летний период для получения более термоустойчивого масла рекомендуют включать в рационы молочного скота корма, вызывающие образование более тугоплавкого жира: муку зерновых, злаковых и бобовых культур, шроты, картофель, корнеплоды.

В зимний период для выработки (более пластичного масла с достаточным количеством витаминов в рацион молочных коров должны включаться комбикорма, жмых (подсолнечный, льняной, рапсовый), силосованные корма, морковь, сено из молодых растений. Перевод коров с одного рациона на другой необходимо проводить постепенно.

Вопросу влияния рационов кормления на состав молочного жира и качество масла посвящено много работ как в Советском Союзе, так и за рубежом.

Установлено, что кормление доброкачественным силосом не оказывает вредного влияния на качество масла. При этом увеличивается содержание каротина в масле, что повышает стойкость его против окисления, причем травяной силос вызывает большее обогащение масла каротином, чем кукурузный.

Увеличение в кормовом рационе коров количества подсолнечного силоса и жмыхов вызывает повышение йодного числа молочного жира и, вследствие этого, является причиной появления штаффа на поверхности масла.

Включение в рацион молочных коров больших количеств концентрированных кормов приводит к ухудшению качества масла. Именно с этим часто связана предрасположенность молочного жира, наблюдающаяся в зимнее время, приобретать привкус окисления. Этот недостаток может быть устранен добавалением в корм высококачественного сена, которое содержит большое количество каротина и токоферола.

При выпасе коров весной от кормления молодой зеленью повышается йодное число молочного жира - масло приобретает неудовлетворительную консистенцию. Масло, полученное из молока молодых коров в начале лактации, скорее приобретает привкус окисления.

На предрасположение масла к окислению влияет порода коров, что, вероятно, вызвано различным содержанием антиоксидативных веществ в молоке. Так, масло из молока коров джерсейской пароды окисляется несколько сильнее, чем масло из молока коров красной датской. Первое масло получается более твердым по сравнению со вторым.

Вологодское масло наилучшего качества и повышенной способностью к хранению получается из молока коров ярославской породы.

За последние годы в нашей стране значительно изменился тип кормления молочных коров в связи с использованием силоса, сенажа, травяной муки, соломы, заготовленной по способу силосования, многоингредиентных кормосмесей. Это сказывается на качестве молока и молочных продуктов.

В Северо-западном научно-исследовательском институте молочного и лугопастбищного хозяйства (Забегалова и др.) совместно с Вологодским молочным институтом (Котова и др.) изучали структуру типовых рационов и влияние типа кормления на уровень молочной продуктивности и пригодность молока в маслоделии.

На коровах черно-пестрой породы испытывали типовые рационы, применяемые в хозяйствах в осенний, зимний, весенний и летний периоды года. Фактический рацион коров по питательности и перевариваемому протеину соответствовал нормам. Зеленая масса (с мая по октябрь) и силос из горохово-овсяной соломы (с октября по май) составляли 60-70% от массы корма.

Установлено, что при типовых (летне-осенних) рационах и точном соблюдении технологии из молока черно-пестрой породы можно получить высококачественное вологодское масло в летний и осенний периоды, тогда как в весенний и зимний периоды при типовых весенних и зимних рационах оно не всегда получается.

Масло осенних и летних выработок лучше хранится при низких температурах (1-14°С), чем масло зимних я весенних выработок.

Показатель качества и стойкости (отношение содержания суммы триеновых и тетраеновых жирных кислот к содержанию диеновых) лучше для летнего и осеннего масла. Наилучшая величина этого показателя для масла летней выработки 0,0238 мг%, осенней - 0,0220 мг%, весенней - 0,0463 мг%.

Таким образом, наиболее полноценным для производства вологодского масла является молоко коров, получающих в рационе свежий зеленый корм. В этом случае молоко имеет более богатый минеральный и витаминный состав, что способствует получению высококачественного масла с хорошей хранимоспособностью.